NUEVAS EDADES K-AR EN ZONAS DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL DE YACIMIENTOS METALÍFEROS DE LA ZONA DE INCA DE ORO, REGIÓN DE ATACAMA.

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1 U N I V E R S I D A D D E C O N C E P C I Ó N DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA 10 CONGRESO GEOLÓGICO CHILENO 2003 NUEVAS EDADES K-AR EN ZONAS DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL DE YACIMIENTOS METALÍFEROS DE LA ZONA DE INCA DE ORO, REGIÓN DE ATACAMA. PIZARRO, N. 1, DIAZ, A. 1, VIVALLO, W. 1 1 Av. Santa Maria 0104, Providencia. npizarro@sernageomin.cl; adiaz@sernageomin.cl, wvivallo@sernageomin.cl. INTRODUCCIÓN La elaboración del mapa Yacimientos Metalíferos de la Hoja Inca de Oro, escala 1: , incluyó un programa de recolección de muestras en zonas de alteración hidrotermal asociadas espacialmente a los depósitos. Este tuvo como objetivo determinar edades radiométricas de la alteración hidrotermal. La intención de este trabajo es presentan los resultados radiométricos y su interpretación en relación a la evolución magmática de la zona. ANTECEDENTES GEOLÓGICOS Los antecedentes relacionados a la geología de la zona de Inca de Oro fueron recopilados y modificados a partir del trabajo realizado por Cornejo et al (1997). En el área de estudio afloran rocas ígneas y sedimentarias de edad entre el Paleozoico y Cenozoico, sobre las que se han acumulado depósitos aluviales y coluviales de edad Cuaternario (Figura Nº1). El sector sur occidental del área de estudio está constituido por una secuencia de lavas andesíticas y basálticas del Jurásico Medio a Jurásico Superior (Formación La Negra, Jv), cubiertas concordantemente por lavas andesíticas, areniscas e intercalaciones volcánicas de edad Jurásico Superior a Cretácico Inferior (Formación Punta del Cobre, JKvs). Sobre ellas se apoya una secuencia sedimentaria marina formada por calizas y areniscas calcáreas del Neocomiano (Grupo Chañarcillo, Kism), que están cubiertas en concordancia por areniscas volcanoclásticas y brechas sedimentarias del Cretácico Inferior (Formación Cerrillos, Kisc). Granodioritas y dioritas del Cretácico Superior (Ksg) junto con gabros y dioritas cuarcíferas del Cretácico Superior a Paleoceno Inferior (KPg) cortan a las rocas mencionadas. Tanto en rocas de la secuencia estratificada como en las intrusivas del Cretácico Superior se alojan depósitos metalíferos de oro, plata y cobre. En el borde noroccidental del mapa, las rocas volcánicas del Jurásico Medio a Jurásico Superior (Jv), están cortadas por monzodioritas, granodioritas y dioritas cuarcíferas del Jurásico Superior (Jsg) que alojan depósitos de oro y cobre. Aproximadamente a 5 Km al noreste de la localidad de Inca de Oro afloran rocas volcánicas y sedimentarias pertenecientes a las formaciones La Negra y Punta del Cobre y del Grupo Chañarcillo. La secuencia está intruída por cuerpos plutónicos del Cretácico-Paleoceno (KPg) y al igual que en el sector sur ambos tipos de roca contienen depósitos de oro y cobre. Todas las contribuciones fueron proporcionados directamente por los autores y su contenido es de su exclusiva responsabilidad.

2 La zona central de la zona estudiada (Figura Nº1) está constituida principalmente por rocas volcánicas y volcano-sedimentarias de edad Paleoceno Superior (TPcv) cuyo origen estaría relacionado al desarrollo de calderas. Estas rocas incluyen tobas líticas soldadas, tobas riolíticas, lavas dacíticas y traquiandesíticas y domos riolíticos a dacíticos. En la parte sur de la zona central afloran lavas dacíticas y traquiandesíticas, brechas volcánicas andesíticas, ignimbritas, areniscas y brechas sedimentarias del Paleoceno Inferior (TPvs). Tanto las rocas relacionadas a las calderas (TPcv) como la secuencia de rocas volcánicas y sedimentariaa cretácicas (Ksvs) están afectadas por la intrusión de monzodioritas cuarcíferas de edad Eoceno (TEg) y pórfidos dacíticos del Paleoceno (TPh). Los intrusivos del Eoceno hospedan cuerpos de brecha hidrotermal con mineralización de cobre, molibdeno y oro. En la zona oriental afloran rocas de edades entre el Paleozoico y el Cenozoico. Las más antiguas corresponden a monzogranitos y granitos paleozoicos (Pzg), que afloran en el extremo sur de la zona, en contacto tectónico (falla extensional) debajo de conglomerados y areniscas cuarcíferas con intercalaciones de lavas andesíticas del Triásico Superior (Formación La Ternera, Trvs). Las rocas triásicas están en contacto tectónico con una secuencia sedimentaria marina calcárea con intercalaciones clásticas y volcánicas del Jurásico Medio (Formación Sierra Fraga, Jvs) que aflora a lo largo del sector oriental como dos fajas subparalelas separadas por una secuencia de brechas sedimentarias con intercalaciones volcánicas, areniscas y limolitas, lavas y brechas volcánicas del Cretácico Superior (Formación Llanta, Ksvs). Las rocas estratíficadas jurásicas y cretácicas están cortadas por gabros y dioritas del Cretácico-Paleoceno (KPg) y monzodioritas cuarcíferas del Eoceno Inferior (TEg). A lo largo del borde oriental de la zona de estudio, afloran lavas dacíticas, ignimbritas y brechas volcánicas del Paleoceno (TPvs) que están en contacto tectónico o cubren discordantemente a rocas de la secuencia volcánica y sedimentaria jurásica (Figura Nº1).

3 Figura1. Geología, yacimientos metalíferos y edades de zonas de alteración del área de estudio. Tomado y modificado de Cornejo et al 1997 y Pizarro et al (en preparación)

4 DESCRIPCIÓN DE YACIMIENTOS Y RESULTADOS RADIOMÉTRICOS. En el área de estudio los yacimientos corresponden a cuerpos mineralizados tipo veta, chimeneas de brecha, manto y stockwork, distribuidos principalmente en los sectores occidental y sur oriental, la parte central de la zona de estudio se caracteriza por una menor presencia de yacimientos metalíferos. En el borde occidental del área de estudio existen vetas de oro y cobre emplazadas en monzonitas cuarcíferas del Jurásico Superior (Jsg). Corresponden a vetas de cuarzo y calcita con mena constituida por oro con calcopirita, bornita, pirita y especularita. En las zonas cercanas a la superficie, el cobre se encuentra en minerales oxidados como malaquita y crisocola. La roca de caja presenta alteración hidrotermal caraterizada por la asociación cuarzo, sericita y turmalina. Una datación K-Ar de una muestra con alteración sericítica recolectada en esta zona indicó una edad de 96±15 Ma, la cual es considerada mínima, debido al bajo contenido de potasio determinado para la muestra (Tabla N 1). Estos yacimientos son similares a las vetas con oro y cobre del distrito Chivato Nuevo ubicado a 1 km al suroeste en la Hoja Quebrada Salitrosa y que se interpretan como depósitos mesotermales cuya génesis estaría relacionada al emplazamiento de plutones del Cretácico Inferior entre los Ma (Espinoza et al, 1999). Los yacimientos más importantes del sector occidental son vetas con oro, cobre y plata, emplazadas en lavas andesíticas jurásicas (Jvs), lavas andesíticas con intercalaciones sedimentarias del Jurásico Superior a Cretácico Inferior (JKvs) y en granodioritas del Cretácico Superior (Ksg). Corresponden a vetas de cuarzo y carbonatos cuya mena está constituida por crisocola, malaquita y oro libre, en las partes cercanas a la superficie y calcopirita y pirita ambos con oro en zonas más profundas. Además se ha reconocido tetraedrita, bornita, calcosina y covelina. Estudios termométricos de inclusiones fluidas indican un ambiente epitermal para la formación de estas vetas (Palacios et al, 1992). La alteración hidrotermal, desarrollada en halos de hasta 2 m en torno a las vetas, está caracterizada por la asociación de cuarzo, sericita, biotita y en algunos casos turmalina y actinolita. El Análisis radiométrico de una muestra (Tabla 1) de veta con cuarzo y sericita indicó una edad K-Ar en roca total de 90±5 Ma, la cual es contemporánea a la edad del emplazamiento de los plutones del Cretácico Superior (Ksg). Aproximadamente 20 km al noreste se obtuvo una edad K-Ar de 89±3 Ma (roca total sericitizada) en una muestra de roco alterada asociada a vetas auríferas emplazadas en monzodioritas, dioritas cuarcíferas y granodioritas del Jurásico Superior (Jsg). Otro depósito metalífero relevante del sector corresponde al yacimiento tipo stockwork de plata, emplazado en la secuencia volcanoclástica (Formación Cerrilllos, Kisc). Corresponde a un sistema de vetas paralelas de orientación NW, con la mena en relleno de fractura, vetillas y diseminada en la roca de caja. La mineralogía de la mena primaria corresponde a una asociación de sulfuros y sulfosales de plata (polibasita, calcopirita, galena, esfalerita y pirita). Procesos de oxidación han generado una mena secundaria formada por cloruros (cerargirita), bromuros y yoduros de plata. La ganga a su vez se compone de cuarzo, calcita y baritina. Si bien en este yacimiento no fue posible realizar dataciones radiométricas debido a la ausencia de minerales de alteración hidrotermal con posibilidades de ser analizados, se propone que su génesis estaría relacionada a los intrusivos del Cretácico Superior que afloran a 2 km al noroeste del yacimiento. Las edades obtenidas permiten postular un evento de mineralización cercano a los 90 Ma caracterizado por la formación de yacimientos de oro, plata y cobre en un ambiente epitermal a mesotermal, la génesis de éstos estaría relacionada a la actividad hidrotermal producida durante el emplazamiento de plutones del

5 Cretácico Superior, período en el que habrían dominadocondiciones tectónicas extensionales (Mpodozis y Allmendiger, 1992; Moreno, 1994). Los yacimientos tipo chimenea de brecha hidrotermal son característicos del sector central de el área de estudio. Se trata de cuerpos subverticales de sección horizontal de forma irregular y en algunos casos elíptica, emplazados en monzonitas cuarcíferas del Eoceno Inferior (TEg). Las brechas están formadas por fragmentos de roca intrusiva cementados por una matriz compuesta por cuarzo, turmalina, sericita y sulfuros de cobre. Presentan una zona superior lixiviada y oxidada, en la que la mena está constituída principalmente por malaquita, antlerita, cuprita, melaconita y cobre nativo, además de escasa crisocola, azurita y óxidos de hierro. La mena primaria se constituye de gran variedad de sulfuros entre los que se ha descrito arsenopirita, pirita, calcopirita, bornita, enargita, covelina, calcosina, otros minerales reconocidos corresponden a djurleita, digenita y molibdenita (Ortiz, 1965). Dataciones radiométricas han permitido establecer que el emplazamiento del plutón y la formación de las chimeneas de brechas son eventos ocurridos contemporáneamente, considerando la coincidencia entre las edades de 53,5±0,2 Ma U/P (circones) para el plutón y de 53,49±0,24 obtenida con el método 39 Ar/ 40 Ar en sericita de la brecha de turmalina (Cornejo y Matthews, 2001). Estudios termométricos realizados (Colley et al, 1991) indican la participación de fluidos con características de temperatura y salinidad compatibles con un ambiente mesotermal durante la formación de estos yacimientos. Aproximadamente 2 km al norte de las yacimientos tipo chimenea de brecha, existen yacimientos vetiformes de oro y cobre, emplazados en monzodioritas cuarcíferas del Eoceno Inferior a Medio (TEg). Corresponden a vetas de cuarzo, asociado ocasionalmente a turmalina y calcita o especularita. La mena está constituida por oro con pirita, calcopirita, bornita, calcosina arsenopirita y una asociación de minerales oxidados de cobre. Estas vetas tienen halos de alteración hidrotermal caracterizados por la presencia de la asociación cuarzo y sericita. Una muestra colectada en el halo de alteración de una mina de nombre desconocido se analizó por el método K-Ar en sericita con un resultado de 49,9±1,9 Ma (Tabla N 1). Esta edad permite relacionar la alteración hidrotermal de estos yacimientos al magmatismo del Eoceno Medio (50-45 Ma). En el sector centro-oriental de la Hoja existen yacimientos tipo veta emplazadas en rocas intrusivas (KPg) y en areniscas y brechas sedimentaria (Formación Sierra Fraga, Jvs). En el intrusivo se alojan de vetas de cuarzo y limonitas con una mineralogía de mena constituida por pirita, calcopirita, oro y magnetita. En torno a las vetas existe una intensa alteración hidrotermal de la roca de caja, caracterizada por la presencia de cuarzo y sericita, en esta zona se recolectó una muestra la cual fue analizada radiométricamente con el método K-Ar con un resultado de 73±2 Ma (Tabla 1), el cual permite inferir que la génesis de estos yacimientos estaría relacionada con actividad hidrotermal asociada al emplazamiento de plutones del Cretácico Superior a Paleoceno Inferior, que además los contienen. En el sector sur oriental del mapa predominan los yacimientos tipo veta y manto con cobre, emplazado en una secuencia de andesitas y areniscas (Formación Sierra Fraga, Jvs). Los cuerpos mineralizados están constituidos por cuarzo y calcita con crisocola, malaquita, chalcantita y calcosina (Bassi y Ceccioni, 1975). Estos yacimientos no tienen zonas de alteración hidrotermal asociadas por lo que no se dispone de edades para relacionarlos temporalmente con alguno de los

6 eventos intrusivos registrados. Sin embargo, tienen relaciones espaciales con diques y filones del Cretácico Superior y Paleoceno, con los que podrían estar relacionados. Tabla 1.- Edades K-Ar, realizadas en muestras recolectadas en zonas de alteración hidrotermal asociadas a yacimientos metalíferos de la Hoja Inca de Oro. Muestra Nombre Yacimiento UTM Este UTM Norte Edad (Ma) Error Material %K Ar rad (nl/g) NP-C72-24 Cantera Roca total 0,397 1, NP-C61-74 s/n ,9 1,9 Sericita Hematita NP-C D Las Negritas Hidromusco vita NP-C D Sierra Putunchara NP-C D Quebrada Lazarillo %Ar Atm 2,783 5, ,126 0, Roca total 3,646 12, Sericita 8, CONCLUSIONES Los resultados obtenidos sugieren la existencia de cuatro eventos de mineralización. El primero, del Cretácico Inferior, estaría relacionado a actividad hidrotermal asociada al emplazamiento de plutones de edad entre 120 y 110 Ma, durante el cual se formaron vetas mesotermales con oro y cobre. Aproximadamente los 90 Ma se formaron vetas y stockwork con oro, cobre y plata en un ambiente epitermal a mesotermal. Durante el Cretácico Superior al Paleoceno Inferior (72-61 Ma) se formaron depósitos tipo veta y, probablemente, mantos con oro y cobre, cuya génesis estaría relacionada a actividad hidrotermal producto del emplazamiento de los plutones del Cretácico-Paleoceno. Finalmente, durante el Eoceno (54-48 Ma) se formaron yacimientos tipo chimenea de brecha hidrotermal con cobre y molibdeno y vetas mesotermales con oro asociados al emplazamiento de plutones en el Eoceno Inferior a Medio. AGRADECIMIENTOS. Este trabajo forma parte del proyecto Carta Metalogénica de la Tercera Región de Atacama, entre los 26º-28ºS, el cual ha sido financiado entre el Servicio Nacional de Geología y Minería y el Gobierno Regional de la III Región de Atacama, a través del Fondo Nacional del Desarrollo Regional. Esta publicación tiene el auspicio de la Subdirección Nacional de Geología. Los análisis radiométricos fueron realizados en el Laboratorio de Geocronología del Sernageomin por el Sr. Carlos Pérez de Arce. REFERENCIAS. Bassi, H y Ceccioni, G Prospecciones estratégicas de la región Agua Amarga y táctica del distrito San Andrés. Provincia de Atacama, Departamento de Copiapó. Publicación 45, Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile.

7 Colley, H., Treloar, P.J., Shepherd, T.J., and Naden, J Formation of San Pedro de Cachiyuyo breccia pipes, Inca de Oro, Chile. Trans. Instn Min. Metall. (Sect. B: Appl. earth sci.) pp B179-B191. Cornejo, P.; Riquelme, R. y Mpodozis, C Mapa Geológico de la Hoja Inca de Oro, Región de Atacama, Escala 1: , versión preliminar. Servicio Nacional de Geología y Mineía. Cornejo, P. y Matthews, S Evolution of Magmatism from the Uppermost Cretaceoues to Oligicene, and its relationships to changing tectonic regime, in the Inca de Oro-El Salvador area (Northern Chile). In III Simposio Sudamericano de Geología Isotópica, Resumenes, p Pucón, Chile. Espinoza, R., Gelcich, S. y Vivallo, W Yacimientos Metalíferos de la Hoja Quebrada Salitrosa. Servicio Nacional de Geología y Minería, Mapa de Recursos Minerales de Chile, No. 4, 21 p., mapa escala 1: Santiago. Ortiz, F Reconocimiento Geológico del Distrito Minero San Pedro de Cachiyuyo-Inca de Oro. Instituto de Investigaciones Geológicas.Copiapó, Inédito 1188 BSNGM, 30 Págs. Moreno, M Nuevas evidencias de tectónica extensional de baja ángulo en la precordillera de Copiapó, Región de atacama, Chile. Congreso Geológico Chileno Nº7, Concepción Chile Volumen I. pp Mpodozis, C y Allmendiger, R Extensión a gran escala en el norte de Chile (Puquios-Siera Fraga), 27ºs): significado para le evolución tectónica de los Andes. Revista Geológica de Chile, Vol 19, No. 2, p , 14 Figs. Palacios, C., Lahsen, A. y Sylvester, H Low-sulphur ephitermal gold mineralization at Inca de Oro, northern Chile: Mineralogy and fluids inclusions. Journal of South American Earth Sciences, Vol. 6, No 3, pp Pizarro, N., Portigliati, C., Díaz, A, Vivallo, W. En preparación. Mapa de Yaciminetos Metalíferos de la Hoja Inca de Oro, Escala 1: Servicio Nacional de Geología y Minería.