Características geológicas, isotópicas y estructurales del depósito vetiforme Los Mangos, Antioquia-Colombia
Geological, isotopic and structural
characteristics of Los Mangos lode gold type deposit, Antioquia-Colombia
Edwin Naranjo-Sierra
edwin.naranjo@operadoraminera.com.co
Operadora
Minera S.A.S., Colombia
Mauricio Alvarán-Echeverri
mauricio_alvaran@ucaldas.edu.co
Universidad
de Caldas, Colombia
La mina Los
Mangos es un depósito vetiforme encajado en una zona
de cizalla sinestral con deformación frágil-dúctil
que generó milonitización de la roca encajonante, estructuras sigmoidales,
boudinage y contactos veta-caja reactivados con
presencia de salbanda (gouge). Se observaron al menos
dos etapas de mineralización: la primera caracterizada por Qz
+ Py ± Au y la segunda etapa por Qz
+ Py + Cpy + Gn + telururos de Au-Ag (silvanita y hessita) + telururos
de Pb (altaita) + telururos
de Au (calaverita) + telururos de Hg (coloradoita). Las alteraciones hidrotermales y la
asociación paragenética observada permite sugerir que
especies como H2S o HS- fueron dominantes en los fluidos mineralizantes y en consecuencia,
el complejo Au(HS)2- fue probablemente el ligante
y el medio de transporte del Au. La presencia de texturas de recristalización
tipo Bulging permitieron inferir condiciones de temperatura bajas
(<350°C) y condiciones de deformación frágil-dúctil. Los valores isotópicos
de δ18O
en moscovitas hidrotermales varían entre +11,5 y +12,9%o, los valores de δD varían entre -58,5 y -63,4%o y los valores de azufre
δ34S
en pirita varían entre +3,0 y +1,0%o. Los valores de δ18Oagua varían entre +10,6%o y 12,0%o y los valores de δDagua varían entre -43,4%o y -38,5%o. Estos valores
isotópicos de δ18O, δD y δ34S muestran una afinidad magmática y/o metamórfica para
el fluido mineralizante. Las características
geológicas del depósito, incluyendo control estructural, mineralogía, roca encajante, alteración hidrotermal, estilo de mineralización
y composición isotópica de δ18O, δD y
δ34S,
indican que el depósito en la mina Los Mangos es compatible con el modelo de
depósitos de oro orogénico (Orogenic
Gold Deposits)
del subtipo: Depósitos de Filones Auríferos Hospedados en Granitoides
(Granitoid-Hosted Lode-gold Deposits).
Palabras
clave: Mina Los Mangos, oro orogénico, vetiforme,
zona de cizalla, telururos, isótopos estables.
Los Mangos is a shear-zone hosted lode
gold type deposit with brittle-ductile deformation, which produced wallrock mylonitization,
sigmoidal structures, boudinage and reactivation of
vein-wallrock contact. At least two mineralization
events were identified: Qz + Py
± Au for the first stage and Qz + Py
+ Cpy + Gn + Au-Ag tellurides
(silvanite and hessite) + Pb tellurides (altaite) + Au
tellurides (calaverite) + Hg tellurides (coloradoite) for the second stage. Hydrothermal alteration
and paragenetic association suggest that H2S
or HS- were the predominant sulfur species in ore fluids and, in
consequence Au(HS)2- was likely the gold-transporting complex.
Recrystallized quartz textures suggest low temperature (<350°) and
brittle-ductile conditions. The δ18O values of hydrothermal
muscovite are +11,5 to +12,9%o, the δD values are
-58,5 to -63,4%o and the δ34S values of pyrite are +3,0 and +1,0%o.
The δ18Owater
values are +10,6%o to +12,0%o and the δDwater values
are -43,4%o and -38,5%o. These isotopic values are compatible with a magmatic
and/or metamorphic origin for the ore fluids. These geological characteristics
including structural controls, nature host-rock, hydrothermal alterations,
mineralization style and isotopic composition of δ18O, δD
and δ34S suggest that Los Mangos lode type deposit is compatible with the Orogenic Gold
Deposits of Granitoid-Hosted Lode-gold
Deposits subtype.
Keywords: Los Mangos mine, orogenic gold, lode,
shear zone, tellurides, stable isotopes.
Forma de citar: Naranjo-Sierra,
E., y Alvarán-Echeverri, M. (2018). Características
geológicas, isotópicas y estructurales del depósito vetiforme
Los Mangos, Antioquia-Colombia. Boletín de Geología, 40(1), 93-108. DOI:
10.18273/revbol.v40n1-2018006.
La mina Los Mangos se encuentra localizada al noreste
del departamento de Antioquia, en el distrito minero de El Bagre, en la región
del bajo cauca antioqueño. Una zona ampliamente reconocida por sus
explotaciones oro aluvial y mineralizaciones de tipo vetiforme
(Londoño
et al.,
2009; Sillitoe, 2008; Shaw, 2000; Naranjo-Sierra et al., 2016).
Hacia el sector sur de este distrito, en las inmediaciones del municipio de El
Bagre, la geología está dominada por rocas plutónicas de edad carbonífera
pertenecientes al stock de El Carmen (Leal-Mejía,
2011). Varias manifestaciones vetiformes
están hospedadas en este cuerpo ígneo intrusivo, explotadas mayoritariamente
por trabajos mineros subterráneos artesanales, carentes de análisis y estudios
geológicos. Este artículo presenta una caracterización geológica de una de las
vetas principales al interior del distrito minero El Bagre; enfocándose en los
controles estructurales de la mineralización, etapas mineralizantes,
secuencia paragenética y alteraciones hidrotermales
principales. Adicionalmente, plantea un posible origen del fluido mineralizante, interpreta el medio de transporte y depositación del oro y propone un modelo genético para el
depósito vetiforme de Au-Ag presente en mina Los
Mangos.
El depósito vetiforme de
Au-Ag en la mina Los Mangos, es la expresión más norte del sistema El Carmen
propuesto por Londoño
et al.
(2009). La veta se encuentra encajada en rocas plutónicas
carboníferas del stock El Carmen (Leal-Mejía,
2011; Varona-Bravo
et al.,
2016). A nivel regional la principal estructura al
occidente es la falla Otú con una disposición NS a
NNW cerca al municipio de Zaragoza, con un movimiento interpretado como sinestral, que pone en contacto rocas plutónicas
carboníferas del stock El Carmen con rocas metamórficas permo-triásicas
agrupadas regionalmente como Complejo Cajamarca (Londoño et al., 2009).
La falla Otú es la expresión más septentrional del
sistema de fallas Otú-Pericos la cual limita el
terreno Chibcha (Ch) del terreno Tahamí (Th) de
acuerdo a Restrepo
y Toussaint (1988). Al este se
encuentra la falla El Bagre interpretada regionalmente como una falla de
cabalgamiento, que pone en contacto al batolito de Segovia con rocas metamórficas
precámbricas agrupadas en el Gneis de San Lucas. Hacia el sureste se encuentran
depósitos volcano-sedimentarios de Segovia y hacia el
norte se encuentran las rocas sedimentarias de la Formación Caucasia, la
Formación Tarazá y los depósitos recientes de los
ríos Nechí y Tigüí, que
enmascaran la traza de la falla Otú y cubren
discordantemente las rocas graníticas del batolito de Segovia (Londoño et al., 2009) y
el stock El Carmen (FIGURA 1).
FIGURA 1
Mapa Geológico Regional De La Zona De Estudio. Terreno Chibcha (Ch),
Terreno Tahamí (Ta) Y Terreno Caribe (Ca) De Acuerdo
A Restrepo Y Toussaint (1988)
La mineralización vetiforme
de Au-Ag se encuentra encajada en el segmento más básico del stock El Carmen (Leal-Mejía, 2011; Varona-Bravo et al., 2016).
Localmente, este cuerpo plutónico corresponde a una diorita melanocrática,
de textura holocristalina fanerítica, tamaño de grano
medio y una composición mineral simple: plagioclasa
cálcica, anfíboles y en menor proporción cuarzo (Varona-Bravo et al., 2016) (FIGURA 2).
Geoquímicamente, el stock El Carmen presenta
contenidos de SiO2 entre 50-78% (% en peso), afinidad calcoalcalina,
carácter metaluminoso a ligeramente peraluminoso (A/CNK<1,1 o Mol Al2O3/CaO+Na2O+K2O
<1,1), enriquecimiento de LREE (Light Rare Earth
Elements: Sc, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd) respecto a HREE (Heavy Rare Earth Elements:
Y,
Tb,
Dy,
Ho,
Er,
Tm,
Yb,
Lu)
y afinidad a granitos formados en arcos volcánicos continentales; todas estas
características de granitos orogénicos oxidados (Takagi y Tsukimura, 1997; Leal-Mejía, 2011; Varona-Bravo et al., 2016) (FIGURA 3).
Al interior de la mina Los Mangos, cerca al contacto
con la veta, este cuerpo ígneo exhibe una textura milonítica
con indicadores cinemáticos sinestrales (Varona-Bravo et al., 2016).
También es común observar, fragmentos de roca de caja con alteración sericítica encapsulados al interior de la veta.
La mina Los Mangos es un depósito vetiforme
en una zona de cizalla sinestral-inversa encajado en
intrusivo y dominado composicionalmente por cuarzo, moscovita y calcita como
minerales de alteración, pirita, sulfuros de metales base (Pb y Cu), oro y telururos de Au, Au-Ag, Pb y Hg. Actualmente, esta
operación subterránea tiene 3 niveles de explotación con una extensión en el
sentido del rumbo de 1,5 km, en sentido del buzamiento 200 m y un espesor
promedio de veta de 1,0 m. La veta se encuentra desplazada métricamente (50 m
promedio) en rumbo y buzamiento y está controlada por zonas de falla con
carácter sinestral-inverso subverticales
tipo Riedel
(Starling, 2015)
denominadas de norte a sur: Cambiavías, 35 sur, 170 norte, 440 norte, San Pedro
y Mangos.
FIGURA 2
Mapa Geológico Local De La Zona De Estudio. Terreno Chibcha (Ch),
Terreno Tahamí (Ta) Y Terreno Caribe (Ca) De Acuerdo
A Restrepo Y Toussaint (1988)
FIGURA 3
Diagramas Geoquímicos Del Stock El Carmen.
Tomado y modificado de Varona-Bravo
et al.
(2016). A. Clasificación química de las rocas de acuerdo a Middlemost (1994).
B. Índice de Shand: A/CNK (Mol
Al2O3/CaO+Na2O+K2O) vs A/NK (Mol AL2O3/Na2O+K2O) de acuerdo a Maniar y Piccoli
(1989). C. Diagrama AFM propuesto por Irvine y Baragar
(1971). D. Diagramas de discriminación tectónica de acuerdo
a Pearce et al. (1984). Nota: syn-COLG (syn-collison granites), VAG (volcanic-arc granites), WPG
(within-plate granites) y ORG (ocean-ridge granites).
Geología estructural
La veta se encuentra encajada en una zona de cizalla sinestral-inversa, con rumbo predominante NS y buzamiento
al este (Starling, 2014; 2015)
bajo un régimen de deformación frágil-dúctil, que generó milonitización
de la roca caja, estructuras sigmoidales, boudinage
y contactos veta-caja reactivados con presencia de salbanda (Londoño et al., 2009).
Según Starling (2014; 2015),
la zona estuvo sometida a una compresión NNW/SSW, controlando los fluidos
hidrotermales y la mineralización de metales base, oro y telururos,
mediante fallamiento con tendencias promedio de
325°/85°NE tipo Riedel (ej. Cambiavías, 35 sur, 170
norte, 440 norte, San Pedro y Mangos). Adicionalmente, es posible observar
eventos post-mineralización con dos efectos opuestos: duplicación por
cabalgamiento o segmentación por boudinage. Las
vetas delgadas tienden a cizallarse a lo largo de los contactos y cuando las
cizallas migran de piso a techo tienen un efecto de duplicación del espesor de
la veta, interponiendo uno o más segmentos encima de la misma veta
(cabalgamiento). Cuando el cizallamiento migra de techo a piso la veta tiende a
separarse, generando adelgazamiento de la veta. Con vetas potentes, el
cizallamiento tiende a estar activo a lo largo de ambos márgenes resultando en
la formación de fracturas antitéticas estilo dominó que permiten al bloque de
veta relativamente rígido rotar dentro de la zona de cizalla. El cizallamiento
prolongado de la veta puede resultar en segmentos redondeados y separados (boudinage)
formando una geometría en “rosario”. Ambos escenarios son observados tanto en
rumbo como en buzamiento (FIGURA 4).
FIGURA 4
Esquema Del Modelo Estructural En La Mina Los Mangos, Mostrando Los
Controles Estructurales Y Los Estilos De La Mineralización. Tomado Y Modificado
De Starling (2015)
.
Mineralización y alteración hidrotermal
Al menos dos etapas de mineralización fueron
identificadas a través de análisis de microscopía óptica convencional
complementados con microscopía electrónica de barrido (SEM-EDS). La primera
etapa está caracterizada por volúmenes significativos de cuarzo acompañado por
pirita y oro. La segunda y principal etapa de mineralización está conformada
por sulfuros de metales base (calcopirita y en menor proporción galena), telururos de Au (calaverita), telururos
de Au-Ag (silvanita y hessita), telururos
de Pb (altaita), telururos
de Hg (coloradoita) y oro. La presencia de telururos es la característica de esta etapa, y se
constituyó en una guía de exploración debido a la relación directa entre Au-Te,
como se observa en los análisis multielementales.
Uniformemente distribuidos a lo largo de las exposiciones de la veta al
interior de la mina, se observó moscovita y calcita como minerales de
alteración hidrotermal dominantes. Microscópicamente la moscovita presenta
formas alargadas subhedrales y tamaños que varían
desde 3 μ
hasta 0,2 mm. Los cristales de calcita generalmente
se encuentran en venillas de 10-20 μ de
espesor o como acumulaciones pequeñas de cristales sin una distribución
preferencial. La presencia de óxidos de hierro (goethita) está limitada a las
exposiciones de veta más cercanas a la superficie, generalmente se presentan
como pátinas que tiñen de color pardo rojizo la veta producto de alteración supergénica (FIGURA 5).
FIGURA 5
Características Generales De La Mineralización Presente En La Mina Los
Mangos.
A. Oro (Au) y calcopirita (Cpy) asociadas la etapa 2 (E2) llenando fracturas en pirita
(Py) asociada a la etapa 1 (E1). 20X. NP. LR. B.
Oro (Au) y altaita (Alt)
asociadas a E2 llenando fracturas en pirita (Py)
asociada a E1. 20X. NP. LR. C.
Calaverita (Clv) asociada a la etapa 2 llenando
fracturas de pirita (Py) asociada a la etapa 1. 20X.
NP. LR. D.
Silvanita (Slv), altaita (Alt), calcopirita (Cpy), oro (Au)
y pirita (Py) asociados a la etapa 2. 20X. NP. LR. E.
Imagen SEM del sector señalado en la FIGURA 6D, con silvanita
(Slv), oro (Au) y altaita (Alt). BSED. 4.996x. 12,50kV. F. Espectros de análisis
EDS (cuadros rojos en la FIGURA 6E) sobre silvanita (Slv) y altaita (Alt). NP (nicoles paralelos) y LR (luz reflejada).
Texturas de cuarzo y texturas de mena
La veta en la mina Los Mangos fue emplazada y
deformada dentro de una zona de cizalla bajo un régimen de deformación
frágil-dúctil (Starling, 2014; 2015).
El cuarzo es el mineral dominante en la veta, presenta texturas de
recristalización dinámica tipo bulging, en donde
la recristalización se da a lo largo de los contactos de los granos de cuarzo (Owona et
al., 2013).
La pirita es el sulfuro dominante en la
mineralización. Está caracterizada por presentar dos formas de presentación
diferentes: la primera (py 1) está caracterizada por
formas euhedrales, con tamaños de grano grueso,
generalmente acompañada de Au y fuertemente fracturada. La segunda (py 2), presenta tamaños de entre 15-40 μ, con formas
sub-redondeadas y está comúnmente asociada a galena, calcopirita y telururos. La presencia de metales base es común; se
observó galena y calcopirita en formas anhedrales.
Ambos generalmente acompañados de telururos. También
es común observar los pits triangulares
de la galena deformados. La presencia de telururos
está asociada a la presencia de oro. Se identificaron telururos
de Au, Au-Ag, Pb y Hg, frecuentemente como relleno de fracturas en la pirita (py 1).
Se identificaron claramente dos etapas de
mineralización. La primera está caracterizada por la asociación pirita (py 1) y oro. Esta pirita del primer evento de depositación estuvo sometida a eventos de deformación,
generando microfracturas en éste mineral, que
posteriormente fueron selladas con minerales de la segunda etapa: calcopirita,
galena, calaverita, silvanita, hessita, altaita, coloradoita, oro y
pirita. Las texturas de mena entre estas especies minerales son generalmente de
reemplazamiento y relleno de espacios abiertos. Las asociaciones y relaciones
texturales entre los minerales definidos para ambos eventos, permitieron
generar una secuencia paragenética (FIGURA 6).
FIGURA 6
Secuencia Paragenética De La Mina Los Mangos Con
Las Etapas Principales De Mineralización. Espesor Y Continuidad De Las Líneas
Relativo A La Abundancia Durante Cada Evento De Deformación.
Se llevó a cabo un muestreo sistemático y
representativo del material de veta en los niveles 1 y 2 de la mina Los Mangos.
El análisis mineralógico, microscópico, paragenético
y textural (i.e., cuarzo y minerales de mena) se llevó a cabo en el laboratorio
de Yacimientos Minerales de la Universidad de Caldas en un microscopio
petrográfico-metalográfico marca Nikon 200i Pol. El análisis de microscopía
óptica de mena fue complementado con un análisis de microscopía electrónica de
barrido (SEM-MEB) utilizando un equipo FEI QUANTA 250 con detectores BEI (Backscattered Electron Image) y
SEI (Secundary Electron Image)
para la generación de imágenes y detectores EDS (Energy Dispersive Spectrometer)
y WDS (Wavelength Dispersive Spectroscopy)
para análisis químico cualitativo y cuantitativo en muestras conductoras y no
conductoras perteneciente al Instituto de Investigaciones en Estratigrafía
(IIES) de la Universidad de Caldas. Adicionalmente se realizaron análisis multielementales (32 elementos) en el Laboratorio ACTLABS
con tratamiento de agua regia y posterior análisis ICP-MS en un equipo Perkin Elmer Sciex ELAN 9000. Por
último se complementó con análisis de isótopos
estables de hidrógeno (δD)
y oxígeno (δ18O)
en moscovita hidrotermal y azufre (δ34S)
en pirita realizados en el laboratorio ACTLABS, con el fin de determinar la
naturaleza y posible fuente de los fluidos que dieron origen a la
mineralización aurífera de la mina Los Mangos. Las muestras para el análisis de
δ18O se
hicieron reaccionar con BrF5 a ~650°C en bombas de níquel siguiendo el
procedimiento definido por Clayton
y Mayeda (1963). Los análisis
isotópicos de δ18O
fueron realizados en un espectrómetro de masas Finnigan
MAT. Las muestras para el análisis de δD
se desgasificaron en vacío a 120°C durante 4 horas
para eliminar el agua adsorbida en la superficie y se volvió a calentar
inductivamente a 1.400°C. El agua acumulada que representa la cantidad total de
hidrógeno en las muestras se separó de los otros gases mediante técnicas
diferenciales de congelación. El agua se hizo reaccionar con uranio a 900°C
para producir H2 y se recogió en carbón a -196°C. El volumen de H2 se midió
manométricamente. Los análisis isotópicos de δD fueron realizados en un espectrómetro de masas
convencional. Los valores isotópicos de δ18O
son reportados respecto a la notación delta estándar: δ 18O= (18O/16O)sample(/18O/16O)VSMOW–1)103
per mil (%o) de VSMOW (Vienna Standar Mean Ocean Water). La reproductibilidad externa es ±
0,19%o
(1σ)
con base en análisis repetidos de WCS (White Crystal
Standard). Los valores de δD
se reportaron en per
mil (%o)
respecto al estándar VSMOW
con reproductibilidad de los valores de ± 0,2%o, de acuerdo a la
ecuación: δD= (D/H)sample/(D/H)VSMOW–1)103 per mil
(%o)
de VSMOW.
Las muestras para el análisis de δ34S
fueron quemadas a gas SO2. El SO2 es inyectado directamente a la fuente
ionizada de un espectrómetro de masas VG602, siguiendo el procedimiento
definido por Ueda y Krouse (1986).
Los valores de δ34S
se reportan en per
mil (%o)
respecto al estándar CDT
(Canyon Diablo Troilite), con reproductibilidad de los
valores mejores a 0,2%o, con base en la ecuación δ34 S=
(34S/32S)sample/(34S/32S)CDT–1)103 per
mil (%o).
Se procesaron 962 muestras con análisis multielementales de 32 elementos, realizados en diferentes
exposiciones de veta al interior de la mina Los Mangos. La mineralización está
caracterizada por las asociaciones Au-Te, Au-Ag-Te y Au-Te-Pb (TABLA 1). Las
concentraciones de As, Se y Sb son bajas (promedio de 1,23 ppm, 0,53 ppm y 0,09
ppm respectivamente) descartando la presencia de arsenopirita,
seleniuros y estibina en la mineralización. Las elevadas concentraciones de Te
(>135 ppm), Pb (>115 ppm) y Cu (>181 ppm) corresponden a la presencia en
la mineralización de telururos de Au (calaverita), telururos de Au-Ag (hessita y silvanita),
telururos de Pb (altaita),
galena y calcopirita respectivamente; introducidos durante la segunda y
principal etapa mineralizante. Se observaron
contenidos moderados de Hg (8,98 ppm) reflejando la presencia de coloradoita en la mineralización. Las concentraciones de W
están cercanas al límite de detección (<0,2 ppm). Las muestras analizadas
presentan contenidos de Au y Ag variados, sin embargo la relación Au/Ag calculada
con ensayes al fuego de más de 7.000 muestras de canal al interior de la mina
Los Mangos varía entre 1:2 y 1:3. La buena correlación entre Au y Te es
resultado de la presencia de telururos de Au y Au-Ag
en la mineralización (FIGURA 7).
TABLA 1
Matriz De Correlación Para Las Asociaciones De Au-Te, Au-Ag, Te-Pb,
Te-Se Y Te-Bi.
FIGURA 7
Gráficos Bimodales. A. Au Vs Ag. B. Au Vs Te. C. Au Vs Pb Y D. Au Vs Hg.
Los Coeficientes De Correlación Fueron Calculados Con El Valor Logarítmico De
La Concentración De Cada Elemento.
Se realizaron análisis de isótopos estables de δD, δ18O contenidos
en filosilicatos de la veta y azufre δ34S
en pirita contenida en la veta TABLA 2.
Todas las muestras fueron recolectadas al interior de la mina Los Mangos. La
composición isotópica del hidrógeno δD y
el oxígeno δ18O,
fue determinada en dos muestras usando procedimientos convencionales, de
preparación y análisis; se seleccionaron y separaron moscovitas hidrotermales
(moscovita). Los rangos de valores isotópicos obtenidos en este estudio en
moscovita para δ18O
están entre +11,5 y +12,9%o
y para δD
varían entre -63,4 y -58,5%o
respectivamente (FIGURA 8A).
La mayoría de los granitos, rocas metamórficas y sedimentarias están
enriquecidos en δ18O
con relación al valor del manto, mientras que las aguas de mar y las aguas
meteóricas tienen déficit de δ18O
(Rollinson, 1993).
Los valores anteriormente mencionados para oxígeno e hidrógeno proyectados en
un diagrama de gráfico δ18O
vs δD
grafican en el campo de aguas metamórficas según Taylor (1974) y Sheppard (1981),
descartando de plano una mezcla con aguas meteóricas. La composición isotópica
del azufre δ34S
(en pirita), fue determinada en dos muestras, pertenecientes a la segunda etapa
de mineralización. Los valores varían entre +1,0 y +3,0%o. Estos valores
igualmente se podrían asociar a rocas graníticas y/o rocas metamórficas (FIGURA 8B).
TABLA 2
Valores De Isotopos De D, O Y S En Las Muestras.
a
El
valor de δ18Oagua fue inferido de los valores
f (f-values) de acuerdo a Taylor
(1997).
b
El
valor de δDagua fue estimado asumiendo un
fraccionamiento entre agua y muscovita de -20,0%o a
330°C de acuerdo a las curvas-S (S-shapes
curves) propuestas
por Lambert y Epstein (1980).
c
Utilizando
la siguiente aproximación: δ34SΣS=δ34SH2S=δ34Spy para °T<500°C y pH
<6 (Ohmoto y Goldhaber, 1997).
FIGURA 8
A. Valores De Isótopos De Oxígeno (Δ18o)
E Hidrógeno (Δd)
En Muestras De Moscovita En La Mina Los Mangos. Se Observan Los Campos De Agua
Magmática (Taylor, 1974) Y Aguas Metamórficas (Taylor, 1974; Sheppard, 1981). Los Valores De Δ18o Y Δd (En
Moscovita Hidrotermal) Calculados Respecto A Vsmow
Están Restringidos Al Campo De Aguas Metamórficas. B. Valores De Isótopos De Δ34s En Pirita,
Consistentes Con Los Campos De Rocas Graníticas.
Con los resultados obtenidos, se plantea el posible
origen de los fluidos mineralizantes, se infiere la
edad de la mineralización, se propone el medio de transporte y depositación del oro y se plantea un posible modelo
genético para la mineralización presente en la mina Los Mangos, comparándolo
con otros depósitos en la zona de estudio como el depósito de La Ye (Naranjo-Sierra et al., 2016),
así como depósitos de referencia en Suramérica como son el depósito de Pataz en el Perú (Haeberlin, 2002) y
Cachoeira en Brasil (Klein et al., 2005).
Fuente de los fluidos mineralizantes
Los resultados isotópicos para las muestras tomadas al
interior de la mina Los Mangos, permiten evaluar preliminarmente la fuente del
fluido mineralizante. Los valores δ34SH2S del
fluido hidrotermal pueden ser estimados directamente de los valores δ34S de los
sulfuros (pirita). La mineralización presente en la veta presenta especies de
sulfuros reducidos y por consiguiente la composición isotópica del sulfuro
total presente en el fluido (δ34SΣS) se podría
considerar equivalente a los valores de δ34SH2S
(Haeberlin, 2002).
Utilizando la siguiente aproximación: δ34SΣS=δ34SH2S=δ34Spy para °T<500°C y pH <6 (Ohmoto y Goldhaber, 1997);
los valores de δ34SΣS están
agrupados entre +1,0 y +3,0 per
mil para pirita asociada a la segunda etapa (etapa aurífera). Los
rangos y variaciones en los valores de δ34SΣS obtenidos
pueden ser considerados como de afinidad magmática dominante relativamente
homogénea, con azufre producido directamente por magmas o por re-movilización
de sulfuro de rocas magmáticas (McCuaig y Kerrich, 1998; Brown et al., 2003; Klein et al., 2005).
Aunque los estudios de isótopos de azufre en rocas ígneas relacionadas a
depósitos son muy limitados, pueden dar una base en los procesos de fusión
parcial o de asimilación de las rocas encajantes (Seal, 2006).
La composición isotópica de azufre del manto ha sido tradicionalmente
considerada entre 0 y ± 2%o
(Seal, 2006; Rye, 2005).
Los valores de δ34S
en depósitos como La Ye, Cachoeira y Pataz presentan valores de azufre similares a los obtenidos
en la mina Los Mangos (FIGURA 8B). Ridley y Diamond (2000)
muestran que los sulfuros en la mayoría de los depósitos orogénicos tienen
valores de δ34S
en un rango restringido desde -3 hasta +9%o, el valor de δ34S de
sulfuros precipitados de un fluido puede variar significativamente de acuerdo a
la fugacidad de oxigeno (fO2)
y el pH; sin embargo, los valores calculados de δ34Sfluido están entre -1 y +8%o, superponiendo los
valores de reservorios comunes de azufre, incluyendo las rocas magmáticas manto
derivadas y el promedio de las rocas de la corteza. Adicionalmente, la
presencia de Te en la mineralización es un buen
indicativo de un fluido con afinidad magmática (Cook et al., 2009).
Las mediciones de δ18O y δD
en minerales de alteración hidrotermal, proveen una evaluación indirecta de la
composición isotópica del fluido mineralizante. Para
estimaciones adicionales, se asumió una temperatura de formación de 330°C de
acuerdo a las texturas de cuarzo observadas y la alteración hidrotermal
dominante. Debido a que ninguna curva publicada moscovita-agua es apropiada a
bajas temperaturas (Haeberlin, 2002),
el valor de δ18Oagua
a 330°C fue inferido de los valores f (f-values)
de acuerdo a Taylor
(1997). Utilizando estos valores, se estimó un Δ18Omu-agua de
0,9%o. El valor de ΔDmu-agua fue estimado asumiendo un
fraccionamiento entre agua y moscovita de -20,0%o a 330°C de acuerdo a las
curvas-S propuestas por Lambert
y Epstein (1980). Con base en lo anterior, los valores de δ18Oagua varían
entre 10,6 y 12,0 per
mil y los valores de δDagua varían entre -43,4 y 38,5 per mil.
Estos valores están en el campo de aguas metamórficas (FIGURA 8A), definido
por Taylor
(1974). El depósito La Ye, presenta valores isotópicos
similares a los obtenidos para la mina Los Mangos, indicando una posible
relación genética del fluido para ambos depósitos debido a su cercanía
geográfica (distanciadas 3,5 km en línea recta). Aunque los valores de δ18O y δD obtenidos en
este estudio, indican una posible afinidad metamórfica para el fluido mineralizante, los valores isotópicos de δ34S y la
presencia de Te en la mineralización indican
contrariamente un posible origen magmático. Estos resultados permiten inferir
que posiblemente ambas fuentes fueron responsables de la liberación de fluidos
y metales en el origen de la veta en la mina Los Mangos. Sin embargo,
cualquiera de estas dos posibles fuentes es consistente para los depósitos de
oro orogénico, donde se tienen tres fuentes principales para los fluidos mineralizantes entre las cuales se incluye un origen
magmático y/o metamórfico (Groves et al., 1998; Groves et al.,
2003; Goldfarb et al.,
2005; Moritz, 2000; Jia et al., 2003; Ridley y Diamond,
2000).
Transporte y depositación
del oro
La información mineralógica e isotópica disponible son
evidencias del pH y la condición redox del fluido (Klein et al., 2005).
Estos parámetros ayudan en la comprensión del transporte y depositación
del Au en el sistema hidrotermal de la mina Los Mangos. La ausencia de hematita y sulfatos en el ambiente de depositación,
la co-existencia de pirita y clorita en la alteración
hidrotermal y los valores de δ34S
en sulfuros, indican una condición relativamente reducida para la
mineralización aurífera en la mina Los Mangos (Klein et al., 2005).
Estas condiciones fisico-químicas estimadas son
compatibles con la presencia de Te en la mineralización.
La concentración y posterior depositación de telururos ocurrió posiblemente por la acción de procesos de
separación de fases (ej: mecanismos de válvula de
falla) comunes en depósitos orogénicos, en donde el campo de estabilidad del Au
y telururos de Au-Ag se alcanza en condiciones epizonales (Cook
et al.,
2009).
La presencia de moscovita y calcita como minerales de
alteración dominantes, definen una naturaleza cerca de neutral a ligeramente
alcalina para el fluido mineralizante (Mikucki, 1998).
En estas condiciones físico-químicas estimadas, especies como H2S o HS- son
dominantes en los fluidos y en consecuencia, el complejo fue probablemente el
medio ligante y de transporte (Klein et al., 2005; Benning y Seward,
1996; Ridley y Diamond, 2000).
La presencia de calcita sugiere que el fluido mineralizante
fue rico en CO2. La remoción del CO2 de la solución por disociación, de acuerdo
a la reacción CO2+H2O=H++HCO- 3, aumenta el pH y la actividad del carbonato en
la solución, causando la precipitación de minerales carbonatados (Rimstidt, 1997; Pirajno, 1992).
La roca caja cerca al contacto con la veta presenta un halo de alteración
hidrotermal que varía desde unos pocos centímetros hasta 1m de espesor; este
halo está dominado por la cloritización y epidotización de anfíboles (Varona-Bravo et al., 2016)
indicando unas condiciones de pH casi neutro a ligeramente ácido (Corbett y Leach, 1997; Pirajno, 1992);
resaltando además que los fluidos estuvieron en un equilibro relativo con la
roca caja, generando así un halo de alteración restringido, poco evidente o
conspicuo como lo son en otros sistemas hidrotermales (Goldfarb et
al., 2005).
Edad de la mineralización de oro
A pesar de la ausencia de dataciones en la veta de la
mina Los Mangos, las relaciones de corte observadas en las diferentes
exposiciones al interior de la mina y a lo largo del distrito minero El Bagre,
permiten sugerir una edad para la mineralización/alteración. Tradicionalmente,
al cuerpo encajante de las diversas manifestaciones vetiformes en el distrito minero El Bagre, se le ha
asignado una edad jurásica, asociándola en mapas regionales al batolito de
Segovia (Cediel y Cáceres, 2000; Londoño et al., 2009).
Sin embargo, dataciones geológicas recientes U-Pb (SHRIMP) realizadas por Leal-Mejía (2011)
demostraron que este cuerpo, hospedante de la mineralización, presenta una edad
carbonífera (322-310 Ma) claramente diferente a las
rocas graníticas jurásicas del batolito de Segovia (Spikings et al., 2015).
Con base en estos nuevos datos, se podría asignar una edad post-carbonífera
para la mineralización de la mina Los Mangos. Adicionalmente, Leal-Mejía (2011)
realizó una datación K-Ar en moscovita de alteración hidrotermal al interior de
la mina La Ye, arrojando una edad pérmico-triásica (280 ± 6 Ma).
Debido a su cercanía geográfica y a que ambas vetas comparten no solo la misma
roca caja (stock El Carmen) sino posiblemente el mismo fluido hidrotermal, de
acuerdo a los resultados de isótopos estables, se podría sugerir una edad permo-triásica para la mineralización de esta mina. Esta
edad coincide claramente con las primeras etapas del evento tectono-magmático
del Pérmico-Triásico (ca. 280-230 Ma)
definido por Vinasco et al. (2006),
existiendo la posibilidad de que, tanto la veta y la alteración hidrotermal en
la mina La Ye como en la mina Los Mangos y probablemente también las diferentes
manifestaciones vetiformes en el distrito minero
fuesen introducidas durante este evento.
Un modelo genético para el depósito de Au-Ag en la
mina Los Mangos
La mina Los Mangos es un depósito de Au-Ag hospedado
en una zona de cizalla, con mineralización en vetas de cuarzo. Las
características geológicas, descritas en este documento, incluyendo geología
estructural, roca encajonante, alteración
hidrotermal, estilo de mineralización y composición isotópica de δ18O, δD y δ34S, indican
que la mina Los Mangos es compatible con el modelo de depósitos de tipo Oro
Orogénico (Orogenic Gold Deposits),
definido por Groves et al.
(1998), del subtipo depósitos de Filones Auríferos
Hospedados en Granitoides (Granitoid-Hosted Lode-gold Deposits)
en el sentido de Haeberlin (2002), Qiu et al. (2002), Haeberlin et al. (2004) y Kreuzer (2006).
En la TABLA 3 se
presenta una comparación de las características geológicas de la mina Los
Mangos contra las características definidas por Groves et al. (1998)
para los depósitos orogénicos, Naranjo-Sierra
et al.
(2016) para el depósito La Ye, Haeberlin (2002)
para el depósito de Pataz en Perú y Klein et al. (2005)
para el depósito de Cachoeira en Brasil. Debido a que
la veta en la mina Los Mangos se encuentra encajada en una roca ígnea plutónica
se podría pensar en una posible relación genética entre la estructura vetiforme y el plutón encajonante como en los depósitos de tipo Relacionados a
Intrusivos (Instrusion-Related) en el sentido de
Sillitoe y Thompson (1998).
Sin embargo, se debe ser cauteloso en deducir cualquier relación genética entre
los depósitos vetiformes de Au asociados u hospedados
en intrusivos (Haeberlin, 2002; Hart, 2005).
Las diferencias en el estilo de mineralización, características geoquímicas,
ambiente tectónico y posible edad de la mineralización permitieron descartar
por el momento este tipo de modelo genético para la mina Los Mangos.
TABLA 3
Comparación De Características Geológicas Seleccionadas Entre El Modelo
De Depósitos De Au Orogénico, Mina La Ye Y Otros Depósitos En Suramérica.
a Groves et al. (1998 y 2003). b Naranjo-Sierra
et al. (2016). c Haeberlin (2002). d Klein
et al. (2005). e Este estudio. g/T:
gramos/tonelada; kbar: kilobar;
P: presión; D: deuterio; O: oxígeno
La veta en la mina Los Mangos, está emplazada en una
zona de cizalla sinestral-inversa, NS con buzamiento
variante entre 30°-40°E; de 1,5 km de largo por 2,0 m de ancho, con un espesor
de veta promedio de 1,0 m, formada bajo un régimen frágil-dúctil. La
mineralización está controlada por fallamiento tipo Riedel.
Esta mineralización fue introducida por lo menos en dos etapas claramente
identificadas. La primera caracterizada por volúmenes significativos de sílice,
pirita y oro. Posteriormente, fue introducida una segunda etapa mineralizante caracterizada por la presencia de telururos de Au, Au-Ag, Pb y Hg, representados por
calaverita, hessita, silvanita, altaita
y coloradoita respectivamente.
Las texturas de recristalización del cuarzo observadas
en las muestras de veta permiten inferir condiciones de temperatura bajas
(<350°C) y condiciones de deformación frágil-dúctil (Stipp et
al., 2002; Owona et al., 2013).
Estas condiciones de depositación y deformación están
de acuerdo con las asociaciones mineralógicas y las alteraciones hidrotermales
presentes, así como las características estructurales del depósito.
Los valores obtenidos de δ18O, δD y δ34S y la
presencia de Te en la mineralización indican una
afinidad magmática y/o metamórfica para el fluido mineralizante,
con poca o nula participación de fluidos de origen meteórico.
Las asociaciones mineralógicas observadas en la veta
de la mina Los Mangos, así como el tipo de alteración hidrotermal indican una
condición relativamente reducida para la mineralización y una naturaleza neutra
a ligeramente alcalina para el fluido mineralizante,
probablemente rico en CO2 debido a la presencia de carbonatos al interior de la
veta. En estas condiciones físico-químicas estimadas, especies como H2S o HS-
son dominantes en los fluidos y en consecuencia, el
complejo Au(HS)- 2 fue probablemente el medio de transporte del oro.
Las características geológicas del depósito en la mina
Los Mangos definidas en este trabajo, como: el emplazamiento de la veta en una
zona de cizalla con deformación frágil-dúctil, la composición mineralógica de
la veta, los minerales de alteración hidrotermal, el estrecho halo de
alteración hidrotermal en la roca caja, las características estructurales del
depósito, las texturas de cuarzo y los valores isotópicos de δ18O, δD y δ34S; indican que
la mina Los Mangos es compatible con el modelo de tipo Oro Orogénico (Orogenic Gold Deposits), definidos por Groves et al. (1998),
del subtipo: Depósitos de Filones Auríferos Hospedados en Granitoides
(Granitoid-Hosted Lode-gold Deposits)
en el sentido de Haeberlin (2002), Qiu et al. (2002), Haeberlin et al. (2004) y Kreuzer (2006).
Queremos agradecer a Operadora Minera S.A.S por el acceso a la
información y darnos la oportunidad de presentar este trabajo. También al grupo
de exploración Greenfield y Brownfield
quienes aportaron valiosos comentarios en el desarrollo de este estudio. Así
mismo, agradecemos a Juan Carlos Molano y Alfonso Rodríguez Madrid por sus
valiosos comentarios y recomendaciones en la revisión de este trabajo.
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