Geología y metalogenia de La Carolina – Sierra de San Luis – Argentina

Geología regional:

La geología en la que se encuentra la zona de La Carolina está en base a la actividad volcánica y tectónica de la faja metalogenética de San Luis.

Dicha faja se encuentra ubicada entre los 32º 45’ y 33º14’ latitud Sur y los 65º05’ longitud Oeste en las Sierras Pampeanas de San Luis.

Principalmente contiene depósitos y partes de alteración hidrotermal albergados en rocas volcánicas, en donde se tiene la forma stocks que intruyen en las rocas volcánicas y en menor cantidad en rocas del basamento del tipo ígneo-metamórfico de origen precámbrico al paleozoico inferior.

La faja en estudio es el resultado de la horizontalización de la Placa de Nazca en el segmento 27º-33º latitud Sur, zona conocida como flat slab Pampeana. Los depósitos y las rocas volcánicas se encuentran en dirección ONO-ESE en la faja magmática que tiene un disposición subperpendicular al arco magmático y a falla principales inversas que conforman el límite oeste de la Sierra de San Luis.

La reactivación de viejas fallas durante la orogenia andina, dio a la zona un estilo de deformación por fallamiento de bloques, controlando el emplazamiento de los magmas y las mineralizaciones hidrotermales asociadas a lo largo de la toda la faja de San Luis.

Figura 1: Mapa geológico del basamento de la sierra de San Luis

Las formaciones volcánicas están conformadas por lavas y rocas volcanoclásticas que afloran ocasionalmente a lo largo de 80km desde La Carolina en el oeste hasta la Sierra el Morro en el este. La composición de las rocas ígneas extrusivas es dacítica, andesítica y traquítica, en estructuras de lava, domos y diques, en conjunto con rocas piroclásticas en surges y brechas freatomagmáticas de composición similar, en áreas de La Carolina, Cañada Honda, Cerros del Rosario y El Morro.

En el distrito de Cañada Honda la asociación de facies lávicas con niveles piroclásticos intercalados, permite inferir que la actividad volcánica estuvo vinculada a la construcción de un estratovolcán (Urbina 2005, Urbina y Sruoga 2008). En el extremo oriental de la faja, en los distritos de Cerros del Rosario y El Morro, se describen depósitos volcanoclásticos relacionados al desarrollo de calderas. El volcanismo que comenzó aproximadamente a los 12-13 Ma (Urbina y Sruoga 2008), se desplazó hacia el sureste a través de 80 kilómetros alcanzando el extremo este de la faja a los 6,4 Ma

y finalizó a los 1,9 Ma (Ramos et al. 1991)

Desde el punto de vista metalogenético de la faja de las Sierras de San Luis, se encuentran cuatro distritos: La Carolina, Cañada Honda, Cerros del Rosario y Sierra del Morro; de donde los dos primeros se encuentran en la parte occidental de la faja , los cuales contienen depósitos metalíferos. Cerros del Rosario y Sierra del Morro contienen depósitos carbonáticos y zonas de alteración hidrotermal.

Figura 2: Distribución de depósitos y prospectos seleccionados de oro-cobre en la región subducción horizontal de los Andes Centrales (Tomado de Urbina y Srouga, 2008).

En el distrito La Carolina la mineralización corresponden a depósitos epitermales de baja sulfuración de oro-plata, ricos en sulfuros de metales base, hospedados por volcanitas pertenecientes a un complejo ar-diatrema-domo. Dentro de los 9 km2 del campo volcánico de La Carolina, existen ocho zonas mineralizadas: Cerro Mogote, La Estancia, La Guillermina, El Camino, Puesto Olguín, La Ilusión, La Luisa y Cerro El Corte.

Localizadas preferencialmente a lo largo o cerca de fracturas que constituyen intersecciones de bordes de diatrema o intersecciones entre fracturas del basamento y bordes de diatrema. En general, el estilo de la mineralización es una combinación compleja de stockworks, zonas de diseminaciones y venillas de minerales de mena y ganga encontrándose comúnmente en brechas de explosión e hidrotermales así como también en brechas de flujo autoclásticas. Calcita espática indicativa de condiciones de ebullición, clastos redondeados de brecha con mineralización diseminada y en venillas que es notablemente diferente de aquella que se encuentra en la matriz de la brecha que la contiene, son elementos que sugieren el desarrollo de múltiples eventos de brechamiento y mineralización (Urbina et al. 1997, Urbina 2005ª).Otro estilo de depósitos en el distrito La Carolina también está representado por vetas epitermales de baja sulfuración de oro-plata, ricas en sulfuros de metales base, pero hospedadas por rocas del basamento ígneo-metamórfico. Estos depósitos en vetas (La Carolina, La Estancia, La Luisa), localizados en las adyacencias del complejo ar-diatremadomo de La Carolina, muestran fuerte control estructural en su emplazamiento. La mineralización rellena espacios abiertos a lo largo de fracturas preexistentes en el basamento las cuales sufrieron reactivación y reapertura durante la orogenia andina.

Figura 3: Mapa geológico del distrito La Carolina (Tomado de Gallard et al, 2011).

Distrito la Carolina

El distrito aurífero La Carolina se halla ubicado a 90 km de la ciudad capital de San Luis, en el departamento Pringles. Está localizado en el extremo occidental de la Faja Metalogenética de San Luis entre los 32º 47` 23`` y 32º 48`20`` LS y los 66º 04`20`` y 66º 04` 23`` LO (Fig. 1A). Dicha faja se encuentra directamente asociada con la

actividad volcánica terciaria que, como consecuencia de la horizontalización de la placa de Nazca entre los 27º y 33º LS a partir del Mioceno temprano (Jordan et al. 1983, Kay et al. 1987, 1988, Ramos et al. 2002, entre otros), se manifiesta en San Luis, a 750 km al este de la trinchera. El volcanismo es de tipo calcoalcalino normal a alto K y shoshonítico. Se inició a los 12-13 Ma en la mitad occidental de la faja y finalizó a los 1,9 Ma en la parte oriental de la misma, indicando un rápido desplazamiento del frente volcánico (Urbina y Sruoga, 2009 y referencias allí citadas). Las volcanitas están representadas por rocas lávicas y volcaniclásticas de composición andesítica, laciandesítica, lacítica y traquítica. La caja de las volcanitas está constituida por rocas del basamento ígneometamórfico de edad precámbrica-paleozoica.

El distrito La Carolina representa un sistema de maar-diatrema que fue disturbado por el emplazamiento póstumo de domos.

Estructura del campo volcánico La Carolina

El análisis estructural revela que las estructuras previas ejercieron un importante control en el emplazamiento de las rocas volcánicas y mineralizaciones asociadas. Existen dos juegos de fallas principales N y NNE, paralelas a la foliación del basamento, la cuales delimitan este distrito volcánico de forma romboidal. Las fallas con dirección aproximada de N, indican movimientos de desplazamiento lateral derecho dominante, mientras que aquéllas NNE revelan componentes importantes de desplazamiento vertical (Japas et al., 2011).

Figura 4: Dibujo esquemático del modelo de pull-apart, propuesto para el dar explicación al emplazamiento del Campo Volcánico La Carolina. El pull-apart se habría generado a partir del desplazamiento lateral derecho de fracturas paralelas a la foliación N-NNE del basamento (estructura principal), y habría sido deformado tardíamente por fracturas transversales ONO-NO de desplazamiento oblicuo (directo-sinestral) en el sector principal del distrito. Nótese que el área NO de Tres Cerritos preserva la morfología original (Tomado de Gallard et al. 2011).

Depósitos epitermales de baja sulfuración ricos en sulfuros de metales base

En el distrito aurífero La Carolina contiene ocho sectores más pequeños mineralizados ubicados de sur a norte: Cerro Mogote, Puesto La Estancia, La Guillermina, El Camino, Puesto Olguín, La Ilusión, La Luisa y Cerro El Corte. Cada uno de éstos sectores se hallan delimitados por una notable alteración hidrotermal. La mineralización no es observable en superficie porque ha sido afectada por procesos de oxidación. Ésta solo puede ser detectada en subsuelo a través del estudio de testigos de perforación. Dichas zonas de alteración hidrotermal ocupan estrechas áreas siendo la mayor de todas ellas la correspondiente al sector Puesto La Estancia con una superficie de 2,4 km2. Tales manifestaciones minerales muestran una íntima relación espacio-temporal con el volcanismo neógeno y gran parte de ellas, están hospedadas por brechas hidrotermales. En este trabajo se ha utilizado la denominación brecha hidrotermal según el sentido asignado por Sillitoe (1985), para describir, en un sentido amplio, productos tanto de procesos hidrotermales-magmáticos como hidromagmáticos.

La mineralización está estrechamente asociada a brechas hidrotermales en Cerro Mogote, La Guillermina, El Camino, Puesto Olguín y La Ilusión. En menor medida, se vinculan a rocas lávicas en Puesto La Estancia y Cerro El Corte. Estas manifestaciones minerales se encuentran localizadas a lo largo o próximas a fracturas que constituyen intersecciones de bordes de diatrema o intersecciones entre fracturas del basamento y bordes de diatrema, área La Luisa. En estos prospectos la mineralización es de baja ley, se encuentra diseminada, en venillas y en stockworks.

Las brechas hidrotermales presentan líticos angulares de volcanitas, metamorfitas, litoclastos de brechas preexistentes, como así también, cristaloclastos de sanidina, cuarzo, grafito y granate. La matriz es harina de roca y el cemento es cuarzo hidrotermal más sulfuros. Los líticos y la matriz están afectados en grado variable por alteración arcillosa, clorítica y silícica. Las brechas de Cerro Mogote presentan anomalías del orden de 0,08 ppm Au, 3,04 ppm Ag y 0,008 % Pb y las de La Guillermina de 0,1 ppm Au y 0,01 % Cu (Gallard et al., 2009). Las lavas del área de Puesto La Estancia poseen una pasta vítrea muy desvitrificada, fenocristales de sanidina sericitizada, plagioclasa argilizada y oquedades de anfíboles. Son frecuentes los parches y venillas de calcita esparítica y micrítica. Estas lavas arrojan valores de 0,03 ppm Au, 13,74 ppm Ag, 0,2 % Pb y 0,2 % Zn (Gallard et al., 2009).

Otro tipo de depósito en este distrito está representado por vetas hospedadas por rocas del basamento ígneo-metamórfico. Los sectores en donde se encuentran dichas vetas son: La Carolina, La Estancia y La Luisa. Están ubicadas en las contigüidades del complejo volcánico maar-diatrema-domo. La veta La Estancia está hospedada por el basamento y presenta una ley media: 6,75 g/t Au, 103 g/t Ag, 0,03 % Cu, 2,23 % Pb y

0,1 % Zn (Gallard et al., 2009). La mineralogía presente en todos los sectores, tanto en los yacimientos diseminados, como en los stockworks y vetiformes, consiste fundamentalmente en pirita, pirita arsenical, galena, esfalerita, calcopirita, pirrotina, arsenopirita, tennantita-tetrahedrita, digenita, covellina, bornita, pirargirita, hessita, silvanita, marcasita, melnikovita, pearceíta, argirodita, oro, plata, greigita, boulangerita, jamesonita, electrum. La ganga comprende cuarzo, calcita, calcedonia y en menor proporción adularia.

Cabe destacar que debido a la difícil determinación óptica de varios minerales presentes en brechas hidrotermales del Cerro Mogote y de las lavas del área Puesto La Estancia, se han realizado estudios de microsonda electrónica. Urbina et al. (1998), hallaron la presencia de hessita y silvanita, mientras que Gallardet al. (2010), determinaron la existencia de argirodita y pearceíta, caracterizando la especie mineral de la serie tennantita-tetraedrita como el término enriquecido en arsénico: tennantita.

La secuencia paragenética fue construida en base a la interpretación de las texturas observadas microscópicamente y se presenta en la. Se excluyen aquellos minerales cuyas relaciones texturales con el resto no fueron observadas. No obstante, se puede afirmar que hessita y silvanita son posteriores a calcopirita, que melnikovita reemplaza a pirita y que marcasita sucedió a ambas. En tanto, se asume que bornita se formó más o menos contemporáneamente con covellina y digenita, minerales a los que comúnmente se asocia.

Metalogenia de Las Águilas, sierra de San Luis

Las Águilas se ubica 30km al Noreste de la cuidad de San Luis, consta de afloramientos máficos y ultramáficos con mineralizaciones de sulfuros de hierro, niquel, cobre, cobalto, minerales como pirrotina, calcopirita, pentlandita y minerales del grupo del platino.

La geología de la zona está compuesto por un basamento adyacente a los cuerpos máficos-ultramáficos de interés, en el bloque central, está constituido por gneisses miloníticos cuyo gradiente metamórfico se sitúa en la facies granulitas a esquistos verdes. Los gneisses miloníticos se hallan compuestos por granate + cordierita + silimanita + biotita + feldespato K + plagioclasa + cuarzo ± ortopiroxeno, con opacos (óxidos y sulfuros), rutilo y zircón como principales minerales accesorios. Las rocas máficas y ultramáficas conforman cuerpos lenticulares en una faja de rumbo NE, que se extiende por 100 km con un ancho de entre 3 y 5 km. Las Águilas y Las Higueras (Figura 5) constituyen los dos complejos máficos-ultramáficos situados al sur de la faja,

constituidos por noritas, piroxenitas y dunitas, a las cuales se asocia en profundidad, una mineralización de sulfuros de metales base y de minerales del grupo del platino.

Las rocas máficas a ultramáficas se componen principalmente de 1) ortopiroxeno + hornblenda + plagioclasa ± clinopiroxeno ± espinela ± sulfuros ± minerales del grupo del platino y accesorios como apatito y, 2) olivino + espinela+ sulfuros ± Minerales del Grupo del Platino.

Figura 5: Mapa geológico Las Águilas y Las Higueras (Tomado de Ferracutti et al.)

Entre los principales minerales formadores de mena se han reconocido, en orden de abundancia decreciente: pirrotina, pentlandita y calcopirita. Por otra parte, también se presentan pirita, mackinawita, molibdenita, covelina, violarita, marcasita, bornita, cubanita y valleriíta.

En general, los minerales de mena se presentan en los contactos entre cristales de silicatos, como rellenos de fracturas que atraviesan a los silicatos y a los óxidos grupo de la espinela, y como inclusiones dentro de las fases silicatadas. En ocasiones se

puede observar a los sulfuros reemplazando a los silicatos, a los cuales gradualmente van digiriendo y englobando hasta quedar sectores de sulfuros masivos con remanentes de silicatos.

El campo volcánico de Cañada Honda

El basamento del área de Cañada Honda se encuentra constituido por esquistos, gneises, migmatitas y metabasitas, los cuales han sido agrupados dentro el Complejo Metamórfico Pringles. Este complejo presenta con frecuencia inyecciones de venas y diques graníticos pegmatíticos a aplíticos. Las rocas del Complejo Pringles, de grado metamórfico comprendido entre la facies de esquistos verdes y la facies de anfibolita, presentan a escala regional una fábrica definida por una foliación-esquistosidad de rumbo general NNE. Esta estructura planar principal, asociada a pliegues apretados, se habría desarrollado durante la orogenia famatiniana (Ortiz Suárez 1999).

Con aproximadamente 16 km2 de superficie, el campo volcánico Cañada Honda corresponde al más antiguo y longevo de la faja volcánica terciaria. La duración de la actividad volcánica ha sido estimada en aproximadamente 4 Ma (Urbina y Sruoga 2008). Se distinguen, de modo preliminar, al menos dos eventos volcánicos: 1) Cerro Diente Verde (aproximadamente 13 a 9,5 Ma) y 2) Cerro del Valle (8,49 ± 0,2 Ma, Urbina y Oggier 2001).

Figura 6: a) Flat slab pampeana; b) Distribución de las rocas volcánicas en la sierra de San Luis (faja volcánica terciaria);c) Mapa geológico de Cañada Honda, manifestaciones porfiríticas Diente Verde (DV) y Mario (M). (Tomado

de Jaspas et al. 2010)

Mineralización

En el campo volcánico Cañada Honda se encuentran las manifestaciones porfíricas diente Verde y Mario, y epitermales vetiformes La Carpa, La Reynela, La Rubia-Los Quirquinchos y La Rica.

Diente Verde consiste en un depósito porfírico de Cu-Au que consiste en un stockwork de vetillas de cuarzo portador de sulfuros asociado a un stock de intrusión central (Urbina 2005). En el stockwork es, predominan las orientaciones ONO, NE y NO, sugiriendo la existencia de un control estructural durante su formación. Mineralización y alteración hidrotermal potásica, arcillosa intermedia, fílica y propilítica, se distribuyen concéntricamente rodeando la intrusión porfírica.

El depósito de Cu-Au porfírico Mario, desplazado aproximadamente al mismo nivel topográfico que el depósito Diente Verde, presenta mineralización diseminada y en stockwork multidireccional de venillas de cuarzo y sulfuros (Arce et al. 2005). Similitudes mineralógicas y genéticas permiten inferir para Mario una edad similar a aquélla de diente Verde y vincular a ambos depósitos al evento Cerro Diente Verde. En estos dos casos las características mineralógicas revelan un fenómeno de superposición. Dicho proceso sería el resultado de la precipitación de la mineralización en un corto rango vertical como consecuencia de un emplazamiento superficial combinado con un ascenso general de la región y consecuente degradación de la paleosuperficie durante la evolución del sistema hidrotermal (Urbina y Sruoga 2008b).La mina La Carpa comprende una veta principal y cuatro vetas menores, todas con rumbo N 25° E. La mineralización está constituida por sulfuros y oro-plata en ganga de cuarzo. La alteración hidrotermal es fílica y afecta intensamente a la roca de caja. La edad K-Ar de 9,9 ± 0,3 Ma proporcionada por la illita procedente de dicha alteración permite vincularla temporal y genéticamente con el evento volcánico Cerro Diente Verde.

Bibliografía:

- Japas M., Urbina N., Sruoga P., 2010. Control estructural en el emplazamiento del volcanismo y mineralizaciones neógenas, distrito Cañada Honda, San Luis.

- Urbina N., Sruoga P., 2009. La faja metalogenética de San Luis, Sierras Pampeanas: mineralización y geocronología en el contexto metalogenético regional.

- Ferracutti G., Bjerg E., Mogessie A., 2007.Metales base y preciosos en Las Águilas, sierra de San Luis: mineralogía, génesis y evolución.

- Gallard M., Urbina N., Sruoga P., Japas M., 2012. Depósitos epitermales de baja sulfuración ricos en sulfuros de metales base, distrito aurífero La Carolina, San Luis, Argentina.

- Ortiz A., Grosso P., Gómez J., Erroz M., Montenegro T., 2009. Geología del basamento en el extremo noroeste de la Sierra de San Luis

- Instituto de Geología y Recursos Minerales. Mapa geológico de la provincia de San Luis República de Argentina.