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

RESUMEN

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 δ^18O_agua varían entre +10,6%o y 12,0%o y los valores de δD_agua varían entre -43,4%o y -38,5%o. Estos valores isotópicos de δ^18O, 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.

ABSTRACT

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.

INTRODUCCIÓN

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.

AMBIENTE GEOLÓGICO

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)

GEOLOGÍA DEL DEPÓSITO

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)

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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.

MATERIALES Y MÉTODOS

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).

GEOQUÍMICA MULTIELEMENTAL

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.

RESULTADOS DE ISÓTOPOS ESTABLES

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.

DISCUSIÓN

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

CONCLUSIONES

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).

AGRADECIMIENTOS

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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