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Fundada en 1962

SOC

IEDA

D GEOLOGICA DE CH

ILE

la serena octubre 2015

Eventos de Mineralización en el Depósito de Magnetita-Apatito El Romeral, IV Región de Coquimbo

Paula Rojas*1, Fernando Barra1,2, Francisco Uribe3, Martin Reich1,2, Gisella Palma1, Eduardo Salazar11Departamento de Geología, Universidad de Chile, Plaza Ercilla 803, Santiago, Chile2 Centro de Excelencia en Geotermia de los Andes (FONDAP-CEGA), Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Plaza Ercilla 803, Santiago, Chile3Unidad de Recursos Minerales, Servicio Nacional de Geología y Minería, Av.Santa María 0104, Santiago, Chile

*email: paurojas89@gmail.com

Resumen. El yacimiento El Romeral es un depósito de magnetita-apatito o tipo Kiruna que se ubica en la Franja Ferrífera de la Cordillera de la Costa del norte de Chile. El depósito se encuentra emplazado en la formación La Liga de carácter volcánico conformada principalmente por andesitas de edad cretácica. La mineralización corresponde a cuerpos subverticales de magnetita masiva con intercrecimiento de actinolita y cuerpos brechosos de magnetita inmersos en una matriz de actinolita, relacionados con el sistema de Falla Romeral. El estudio realizado consiste en un análisis petro-calcográfico del cuerpo principal del yacimiento con el propósito de determinar la temporalidad relativa de los eventos de mineralización y de alteración. Se definieron dos eventos principales: un primer evento de posible origen magmático-hidrotermal donde se generó la mineralización principal de magnetita junto a cristales euhedrales de actinolita. A este le sigue un segundo evento hidrotermal caracterizado por la presencia de actinolita, cuarzo, plagioclasas secundarias y sulfuros, principalmente pirita y calcopirita subordinada. Se reconoce además un evento póstumo de carácter supérgeno y de extensión limitada que presenta sericita y arcillas.

Palabras Claves: Depósito tipo Kiruna, magnetita-apatito, El Romeral, Chile.

1. Introducción

La mina El Romeral, propiedad de la Compañía Minera del Pacífico S.A. (CMP) se sitúa en la IV Región de Coquimbo, a 25 km al noreste de la ciudad de La Serena, dentro del distrito ferrífero El Romeral, que forma parte de la Franja Ferrífera de la Cordillera de la Costa del norte de Chile. Este yacimiento tipo magnetita-apatito, con más de 100 Mt de Fe y una ley media de 40% (Espinoza, 2000) contiene además un alto contenido de vanadio que puede alcanzar hasta un 1.1% (Dobbs, 1977). El yacimiento se hospeda en rocas volcánicas de composición andesítica de edad neocomiana pertenecientes a la Formación La Liga, submiembro del Complejo Subvolcánico Agua Salada. El depósito se limita al oeste por una falla transcurrente sinestral que pone en contacto a la Formación La Liga con un intrusivo de composición diorítica y en el costado oriental por un batolito granodiorítico post-mineral de edad

neocomiana (Bookstrom, 1977) y por la Falla Este definida por Bookstrom (1975). La mineralización se conforma por cuerpos de magnetita dispuestos a lo largo de una franja de dirección norte-sur (Espinoza, 2000), siguiendo el sistema transcurrente dextral de la Falla Romeral, extensión del Sistema de Falla de Atacama (SFA).

El objetivo principal del presente trabajo es presentar una caracterización de los eventos de mineralización y alteración del yacimiento El Romeral, con el fin de aportar nuevos antecedentes y contribuir a la definición de un modelo genético para los depósitos tipo magnetita-apatito del norte de Chile.

2. Geología del distrito

Las principales unidades estratificadas de la zona corresponden a (i) la Formación La Liga, unidad que hospeda a la mineralización, (ii) las unidades de rocas actinolitizadas, (iii) las unidades de rocas esquistosas y (iv) las rocas de cuarzo-hematita, las cuales afloran al noreste de la Diorita Romeral. Las rocas actinolitizadas corresponden a metaandesitas que, en las cercanías de la zona de falla y en las periferias de cuerpos intrusivos, pueden presentar foliación. Por otro lado, las rocas esquistosas, ya sean esquistos o filitas con contenido de magnetita, biotita, actinolita, plagioclasa y cuarzo, presentan una foliación NNE subvertical, coincidente con el sistema de falla principal del sector.

Se han reconocido dos unidades intrusivas principales en la zona: la Diorita Romeral y el Batolito Punta de Piedra. El primero corresponde a un intrusivo neocomiano que intruye la Formación la Liga mediante dos grandes cuerpos al este y al oeste de la mineralización generando un ‘roof-pendant’ con la andesita La Liga encajonada entre ambas masas (Bookstrom, 1977). El Batolito Punta de Piedra es un intrusivo post-mineral de composición principalmente granodiorít ica que aflora al este del distri to. Adicionalmente se han reconocido numerosos diques de carácter pre-, intra- y post-mineralización. La composición de estos diques es fundamentalmente diorítica a granodiorítica y presentan un rumbo preferentemente NW a NNW (Bookstrom, 1977).

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SIM 3 DEPÓSITOS DE TIPO IOCG DE LOS ANDES

En cuanto a las estructuras de la zona de estudio, el sistema de mayor importancia regional corresponde a la Falla Romeral (Bookstrom, 1975), falla sinestral de rumbo NNW y manteo variable de sur a norte entre 75°E a 70°W. Esta falla se dispone al oriente del cuerpo de alta ley, para luego dividirse en dos sistemas al norte del yacimiento, generando una zona de cataclasitas entre ambas ramificaciones. Paralelo a este sistema se encuentra la falla Este (Bookstrom, 1977), estructura post-mineral de rumbo NNW y manteo que varía entre 65 y 70° SW. Esta falla inicialmente de tipo inverso, presenta movimientos dextrales dentro de los esquistos al norte del sector. Finalmente, el tercer sistema de importancia, corresponde al sistema NNE (Bookstrom, 1975); sistema de carácter dextral con un rumbo N30°E y manteo subvertical situado al oeste del cuerpo principal de mena que corta la zona norte del depósito y a la Falla Romeral.

3. Mineralización y alteración

La mineralización principal se conforma por cuerpos subverticales de magnetita masiva, cortados por vetillas de calcita y actinolita con mineralización de sulfuros de cobre y por diques de composición diorítica a granodiorítica. La extensión lateral de estos cuerpos es discontinua y gradacional formando zonas brechizadas con clastos subangulosos de magnetita, en ciertas zonas milonitizados, con texturas fluidales, inmersos en una matriz de actinolita. En las zonas más distales a este cuerpo se observa una actinolitización de la unidad andesítica con presencia de vetillas de calcita, magnetita y actinolita de mayor grado de cristalinidad, acompañada de pirita y calcopirita subordinada, con mayor abundancia dentro de las zonas cercanas a la Falla Romeral. En la cercanía de este sistema de falla, se encuentran esquistos de actinolita y filitas, cuya mineralización de magnetita sigue los planos de foliación de la roca, al igual que la mineralización, menos abundante, de sulfuros de cobre.

Mediante la descripción petro-calcográfica y antecedentes previamente publicados se estableció una secuencia paragenética tentativa.

Para facilitar la clasificación de las unidades mineralizadas, éstas se separaron en cuatro unidades principales: el esquisto de anfíbol, la zona de transición, el cuerpo masivo/brechoso de magnetita y los diques intraminerales. En el esquisto de anfíbol se observan franjas de actinolitas tabulares orientadas, y cuarzos prismáticos en equilibrio con plagioclasas secundarias, junto con cristales de apatito y titanita diseminados (Fig. 1A). La mineralización principal de este cuerpo corresponde a magnetita diseminada con mineralización secundaria de rutilo, en contacto con cristales euhedrales de titanita, además de pirita y calcopirita dispuestos de manera orientada, siguiendo los planos de foliación de la roca.

Por otro lado, la andesita La Liga corresponde a una roca volcánica de textura porfírica con fenocristales de

plagioclasa y hornblenda, la cual presenta una fuerte actinolitización en las cercanías de los cuerpos masivos de hierro, gradando a zonas de textura fluidal y bandeamientos de magnetita lo que corresponde a la zona de transición (Fig. 1B). Esta unidad se caracteriza por la presencia de cristales de actinolita, plagioclasa y cuarzo secundario dispuestos masivamente en la roca, además de biotita, clorita, epidota y apatito como minerales minoritarios. En la cercanía de zonas de falla se observa una zona brechizada con clastos de magnetita inmersos en una matriz compuesta mayoritariamente por apatito. En este cuerpo, la mineralización se presenta como cristales de magnetita con rutilo asociado, además de magnetita en vetillas y sulfuros, principalmente pirita rellenando fracturas o encapsulando cristales de magnetita, lo que pone en evidencia la temporalidad de los eventos mineralizadores. Más aún, en el cuerpo de magnetita masiva se observa, mediante relaciones de contacto, un primer evento de deposición de magnetita como cristales euhedrales octaédricos y un segundo evento de mineralización de sulfuros. Dentro de estos últimos, se observan dist intas asociaciones paragenéticas, principalmente entre pirita y calcopirita, donde se tienen cristales de pirita como inclusión dentro de calcopirita, calcopirita como inclusión en pirita o en contacto simple (Fig. 1C).

En cuanto a los diques observados en la zona, se describe un set de diques que cortan el cuerpo principal de mena. Estos cuerpos tienen una composición diorítica a granodiorítica ya sea de anfíbol o de piroxeno, en ciertos sectores alterados pervasivamente, donde se evidencia un primer evento de alteración caracterizado por la presencia de actinolita seguido por la deposición de cuarzo y plagioclasa secundaria, además de epidota, clorita y arcillas como último proceso de alteración (Fig.1D).

!Figura 1A. Fotomicrografía del esquisto de anfíbol donde se observan los cristales alargados de actinolita intercrecidos con cuarzo y magnetita.

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AT 2 geología económica y recursos naturales

!Figura 1B. Fotomicrografía donde se observa la zona de transición caracterizada por la presencia de actinolita y cuarzo, cortada por una vetilla de biotita.

!Figura 1C. Fotomicrografía del cuerpo masivo de magnetita con pirita y calcopirita rellenando fracturas.

!Figura 1D. Dique diorítico, moderadamente alterado, que corta el cuerpo masivo de magnetita.

4. Discusión y conclusiones

De esta manera, según el estudio mineralógico preliminar, se determina que el primer evento de mineralización de posible carácter magmático-hidrotermal, corresponde a la deposición de magnetita con intercrecimientos de cristales de actinolita, seguido de un segundo evento donde se genera la alteración de la Formación La Liga y la zona de transición con magnetita hidrotermal, probablemente producto de la removilización de hierro del primer evento. Este evento hidrotermal también se evidencia dentro del cuerpo actinolitizado, donde la magnetita se dispone en vetillas. A estos eventos le sigue una etapa que aporta sulfuros, principalmente pirita y calcopirita subordinada, generalmente asociados a vetillas de actinolita, las cuales son más abundantes en las zonas de baja ley de Fe.

Finalmente, se reconoce un último evento de carácter más restringido, correspondiente a una alteración supérgena con fluidos más ácidos que generan la deposición de sericita y arcillas (Fig. 1E).

!Figura 1E. Fotomicrografía donde se evidencia el último evento de alteración, caracterizado por la presencia de cúmulos de sericita y arcillas, alterando la zona de transición entre la andesita La Liga y los cuerpos masivos de alta ley.

La presencia de titanio, asociado ya sea a titanomagnetita en los diques intraminerales (Bookstrom, 1977), o a la presencia de cristales de rutilo de posible origen secundario y a titanita, por lo general en contacto con magnetita dentro de la zona de transición y en los esquistos de anfíbol, genera una interrogante en cuanto al contenido de titanio de la magnetita primaria. Este elemento de tipo high-field strength (HFS), es más incompatible que otros metales de transición, y tiende a ser inmóvil durante procesos de alteración de baja temperatura y bajo metamorfismo (Saunders et al., 1979; Shervais, 1982; Ayers et al., 1993; Tropper et al., 2005), no obstante, su movilidad en fluidos hidrotermales de alta temperatura es aún tema de discusión. Además, podría indicar que las magnetitas primarias de El Romeral podrían tener un origen magmático, en concordancia con la identificación de magnetitas ricas en Ti en el depósito Los Colorados (Reich et al., 2014; Simon et al., 2014; Knipping et al.,

2015). Sin embargo, no se descarta un evento posterior de removilización de magnetita lo que se ve reflejado con la presencia de un contacto de tipo gradacional entre los cuerpos principales de mena y la roca encajante.

Por otra parte, la abundante presencia de sulfuros en El Romeral, asociados a un proceso posterior al evento principal de mineralización de magnetita, sugiere que este yacimiento podría representar un nexo entre un depósito estrictamente de tipo IOA y uno de tipo IOCG.

Para poder dilucidar el origen de la mineralización en este depósito, además de los estudios petro-calcográficos, se realizarán análisis químicos de elementos mayores, menores y de elementos trazas mediante microsonda electrónica (EMPA) y espectrometría de masas por ablación (LA-ICP-MS), tanto en fases de óxidos y sulfuros (e.g., magnetita, pirita, calcopirita) como en fases silicatadas tales como actinolita y titanita. Estos estudios aportarán mayores antecedentes para determinar el origen de los depósitos tipo IOA en Chile.

Agradecimientos

Este trabajo fue financiado en parte por el Servicio Nacional de Geología y Minería y se enmarca en el proyecto del Mapa Metalogénico que está realizando este organismo en la IV región. Adicionalmente cuenta con el apoyo del proyecto FONDECYT 1140780 dirigido por el Dr. Fernando Barra. Se agradece igualmente al Núcleo Milenio NC130065 “Trazadores de Metales en Zonas de Subducción” y al Centro de Excelencia de Geotermia de los Andes y, especialmente, a la Compañía Minera del Pacífico por su apoyo logístico y por proporcionar la información y las muestras necesarias para el desarrollo de este trabajo.

ReferenciasAyers, J.C. and Watson, E.B., 1993. Rutile solubility and mobility in

supercritical aqueous fluids. Contributions to Mineralogy and Petrology 114:321-330.

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Tropper, P. and Manning. C.E., 2005. Very low solubility of rutile in H2O at high pressure and temperature, and its implications for Ti mobility in subduction zones. American Mineralogist 90: 502-505.

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2015). Sin embargo, no se descarta un evento posterior de removilización de magnetita lo que se ve reflejado con la presencia de un contacto de tipo gradacional entre los cuerpos principales de mena y la roca encajante.

Por otra parte, la abundante presencia de sulfuros en El Romeral, asociados a un proceso posterior al evento principal de mineralización de magnetita, sugiere que este yacimiento podría representar un nexo entre un depósito estrictamente de tipo IOA y uno de tipo IOCG.

Para poder dilucidar el origen de la mineralización en este depósito, además de los estudios petro-calcográficos, se realizarán análisis químicos de elementos mayores, menores y de elementos trazas mediante microsonda electrónica (EMPA) y espectrometría de masas por ablación (LA-ICP-MS), tanto en fases de óxidos y sulfuros (e.g., magnetita, pirita, calcopirita) como en fases silicatadas tales como actinolita y titanita. Estos estudios aportarán mayores antecedentes para determinar el origen de los depósitos tipo IOA en Chile.

Agradecimientos

Este trabajo fue financiado en parte por el Servicio Nacional de Geología y Minería y se enmarca en el proyecto del Mapa Metalogénico que está realizando este organismo en la IV región. Adicionalmente cuenta con el apoyo del proyecto FONDECYT 1140780 dirigido por el Dr. Fernando Barra. Se agradece igualmente al Núcleo Milenio NC130065 “Trazadores de Metales en Zonas de Subducción” y al Centro de Excelencia de Geotermia de los Andes y, especialmente, a la Compañía Minera del Pacífico por su apoyo logístico y por proporcionar la información y las muestras necesarias para el desarrollo de este trabajo.

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