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la serena octubre 2015

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Geología y mineralizaciones asociadas en el Distrito Minero El Guanaco Conrado Permuy Vidal*, Gerardo N. Páez, Diego M. Guido, Sebastián M. Jovic, Matías Galina Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas - Instituto de Recursos Minerales, Facultad de Ciencias Naturales y Museo, Universidad Nacional de La Plata, Paseo del Bosque s/n, La Plata, Argentina. Jorge Osorio Guanaco Compañía Minera, 14 de Febrero 2065, Of. 1103, Antofagasta, Chile. * email: conradopermuyvidal@gmail.com Resumen. El Distrito Minero El Guanaco representa un ejemplo a nivel mundial de un depósito epitermal de alta sulfuración de Au-Cu. Está ubicado en la Depresión Central, caracterizada por un vulcanismo de edad paleocena-eocena controlado por estructuras norte-sur que alojan sistemas epitermales y mineralizaciones de tipo pórfido. En la zona de estudio el vulcanismo está representado por unidades con edades que van desde el Cretácico Superior hasta el Eoceno Superior, agrupadas en tres unidades formacionales. Las rocas paleocenas-eocenas corresponden a la Formación Chile-Alemania, y alojan a las principales mineralizaciones del Distrito. Esta unidad es el resultado de la superposición en el tiempo y espacio de un conjunto de edificios volcánicos monogenéticos, representados mayormente por campos de lavas, complejos de domos y rocas piroclásticas. Palabras Claves: Distrito El Guanaco, Depresión Central,

geocronología, Paleoceno, epitermal. 1 Introducción El Distrito Minero El Guanaco, ubicado en la Depresión Central, está compuesto mayormente por rocas volcánicas depositadas desde el Cretácico Superior hasta el Eoceno Superior. En la zona de estudio están representadas por las formaciones Augusta Victoria (García, 1967), Chile-Alemania (Chong, 1973) y Basaltos de Catalina (Espinoza et al., 2011). Estos tres grandes ciclos volcánicos están separados por importantes discordancias de alcance regional, y controlados por estructuras N-S. En el presente trabajo se describen en detalle las principales unidades volcánicas aflorantes en el distrito, a partir de trabajos de campo complementados con estudios de petrografía y geoquímica de roca total. Los resultados fueron interpretados en función del marco geocronológico presentado por Matthews y Cornejo (2006) y Espinoza et al. (2011), definiendo los distintos edificios volcánicos que conformarían la Formación Chile-Alemania, principal roca de caja de las mineralizaciones epitermales del Distrito El Guanaco. 2 Geología del Distrito Guanaco

2.1 Formación Augusta Victoria La Formación Augusta Victoria (Cretácico Superior) constituye el basamento de la secuencia volcánica reconocida en el distrito. Los afloramientos están ubicados principalmente hacia el este del área (Fig. 1a), con espesores que superarían los 1000 m de potencia de acuerdo a sondajes realizados en el sector norte de la Sierra de Las Pailas. Esta unidad está suavemente plegada, formando amplios anticlinales y sinclinales buzantes, con ejes de orientación general N-S. Está compuesta por una secuencia estratificada de ignimbritas riolíticas con algunas intercalaciones menores de lavas andesíticas y dacíticas, y cantidades muy subordinadas de sedimentitas cuarzosas. 2.1 Formación Chile-Alemania Las rocas de la Formación Chile-Alemania (Paleoceno-Eoceno) ocupan la mayoría los afloramientos y constituyen la principal roca de caja de las mineralizaciones del Distrito (Fig. 1a). Esta unidad apoya en discordancia angular sobre las unidades Cretácicas (Espinoza et al., 2011), e inclina unos 30° hacia suroeste. En la zona de la mina, la secuencia ha sido perforada hasta los 1000 m de profundidad. Geoquímicamente, se trata mayormente de rocas intermedias (andesitas y dacitas) con algunas muestras de composición basáltica y riodacítica (Fig. 2). En base a los trabajos de campo se pudo definir que esta unidad está compuesta por la superposición de productos volcánicos que se vincularían a distintos edificios volcánicos, que ordenados cronológicamente, se denominan: Sierra Las Pailas, Mina Guanaco, Sierra. Inesperada, Cerro Campana y Cerro Caupolicán (Fig. 1a). Sierra Las Pailas (64-63Ma): Este edificio volcánico se ubica en el sureste del área y está constituido por potentes coladas superpuestas, autobrechas y depósitos de flujos de bloques y cenizas, de composiciones andesíticas a dacíticas (Figs. 1a y 2). Se trata de andesitas cuarzosas con textura porfírica y un elevado porcentaje de fenocristales (plagioclasas + biotita + anfíbol ± piroxeno ± cuarzo), en una pasta afanítica a vítrea (Fig. 1b), con enclaves microgranulares dioríticos. En el extremo norte de la sierra se ubica un pequeño stock microdiorítico elongado en

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sentido N-S que intruye a las rocas cretácicas interpretado como equivalente subvolcánico del complejo de lavas (Fig. 1c). Además, el borde norte de la Sierra Las Pailas se distingue por una zona con alteración argílica avanzada, con estructuras de tipo ledges de rumbos E-O y pequeños cuerpos subhorizontales de reemplazo silíceo, que en conjunto conforman un lithocap de 1 km² desarrollado sobre la Formación. Augusta Victoria (Fig. 1a). Las relaciones de campo muestran que la zona de alteración es cubierta por rocas inalteradas de la unidad Lavas Andesíticas Las Pailas de edad Paleoceno Inferior (Matthews y Cornejo, 2006).

Figura 2. Diagrama de Winchester y Floyd (1977) mostrando la composición geoquímica de la Formación Chile-Alemania en el Distrito El Guanaco. Mina Guanaco (59-57Ma): Hacia el norte de la mina El Guanaco, afloran una serie de lavas dacíticas conocidas como Pórfido Cachinalito (Figs. 1a-1d-1e), que hospedan parte de las mineralizaciones epitermales del Distrito aurífero (Estructuras Cachinalito, Salvadora-Los Nanos). Son rocas de composición dacítica (Fig. 2), con texturas porfíricas (plagioclasas + biotita + anfíbol ± piroxeno ± cuarzo) en una pasta afanítica masiva o con bandas de colores verdosos a morados. Esta unidad cuenta con una datación U-Pb SHRIMP en circones realizada por la compañía que arroja una edad de 58,9 ± 0,4 Ma en la Mina Cachinalito (Stabro Kasaneva com. pers.). Sobre estas lavas se desarrolla una potente secuencia volcánica estratificada que alcanza los 800 metros de potencia en el sector de la mina y se extiende hacia extremo oeste de la Sierra de Las Pailas en el sur y parte del Cerro Campana hacia el norte. Está conformada por la alternancia de rocas piroclásticas y cuerpos de lavas de composiciones intermedias a básicas (Fig. 2). Cada una de ellas se inicia con un nivel basal de brechas líticas que hacia arriba evolucionan a una secuencia estratificada donde alternan ignimbritas y depósitos de surge. Páez et al. (2015) proponen que se trata de depósitos hidromagmáticos, y los vinculan a uno o varios aparatos volcánicos del tipo maar. Cubriendo a la secuencia estratificada y hacia el sector este

de la mina, se desarrolla un complejo de domos dacíticos denominados Domos Campamento (Figs. 1a y 2), con edades desde 57 a 55 Ma (Matthews y Cornejo, 2006). La secuencia descripta hospeda las principales estructuras auríferas del Distrito (Fig. 1), como son Dumbo-Defensa, Perseverancia y Quillota, que constituyen un ejemplo a nivel mundial de un sistema epitermal de alta-sulfuración (Matthews y Cornejo, 2006; Galina et al. 2014). Sierra Inesperada: Ubicada en el extremo sudoeste del Distrito, se reconoce otra potente secuencia piroclástica estratificada apoyada sobre lavas andesíticas (Figs. 1a y 2). Este paquete se compone por intercalaciones de múltiples depósitos de surges, niveles de ignimbritas y bancos lenticulares de brechas líticas, que totalizan un mínimo de 100 m de potencia. Por otra parte, en el sector norte de la Sierra Inesperada se ubican dos grandes cuerpos intrusivos de brechas polimícticas (Brecha Anfiteatro), de geometrías subcirculares en planta, y diámetros de 1,5 km y 0,5 km respectivamente (Fig. 1a). Los contactos de los cuerpos de brechas son netos e intrusivos, y a partir de ellos se desprenden numerosos diques de brechas. Internamente están compuestos de brechas masivas, matriz sostén, polimícticas con clastos de hasta varios metros de diámetro de lavas andesíticas, riolitas y de ignimbritas de la Formación Augusta Victoria. La matriz de las brechas es fina, de aspecto piroclástico y tonalidades moradas. Páez et al (2015) interpretan que tanto la secuencia estratificada como las brechas representan distintas facies de un mismo aparato volcánico de tipo maar-diatrema, el cual puede ser correlacionado preliminarmente con el descripto para el sector de Mina Guanaco. Por último, en el extremo sur de la sierra se encuentra un cuerpo dómico ácido intensamente silicificado denominado Lavas Riolíticas Cerro Chancho, que posiblemente sea equivalente a los Domos Campamento en el área de la mina. La Sierra Inesperada tiene como característica distintiva una extensa alteración que oblitera las texturas originales de las rocas, y que forma niveles horizontales de silicificación pervasiva, zonas de alteración cuarzo-alunita y argílica avanzada, y ledges, dando lugar a un extenso lithocap (>1 km2), posiblemente vinculado a un sistema epitermal de alta sulfuración, y/o a exposiciones someras de un potencial sistema de pórfido. Por otra parte, se reconocen otros dos sectores con mineralizaciones con estilos propios como son las brechas polimetálicas de la Mina Inesperada y un equivalente removilizado (Mina de Plata). Cerro Campana (53-54Ma): En el extremo norte del área se reconoce un extenso complejo de domos de composición dacítica a riolítica (Figs 1a y 2). Los domos se apoyan sobre la unidad Lavas Andesíticas Campana de textura porfírica (plagioclasas + piroxenos), datadas en 52,9 ± 2,2 Ma (Matthews y Cornejo, 2006). Los domos se caracterizan por un paquete de ignimbritas pumíceas en su base, que varían desde levemente soldadas hasta vitrófiros de alto grado, datadas en 54,4 0,4 Ma (Matthews y Cornejo, 2006). Internamente, los domos desarrollan una

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zonación textural típica de estos cuerpos (Cas y Wright, 1987) con autobrechas en los bordes, que gradan a un sector intermedio de obsidiana masiva, y un núcleo de lavas masivas con pastas afaníticas de aspecto fluidal y sectores esferulíticos (Figs. 1f-1g). La mineralización asociada a estos domos está representada por una serie de brechas hidrotermales formadas por fluidos de baja sulfuración, con texturas en rompecabezas compuestas por cuarzo con sulfuros, ubicadas en los bordes de los cuerpos. Esta tipología se correlaciona con otros distritos de la faja Paleocena-Eocena (Davidson y Mpodozis, 1991). Cerro Caupolicán (52-50 Ma): Parte de este edificio volcánico de gran tamaño se ubica en el extremo noroccidental del área, y está compuesto por una secuencia estratificada de coladas y domos de composiciones variables entre andesitas y dacitas (Figs. 1a y 2). Se trata de rocas lávicas con una textura porfírica gruesa con fenocristales (plagioclasas + piroxeno ± cuarzo) en una pasta afanítica, microgranuda o bien vítrea. Este conjunto de lavas con edades del eoceno inferior (Espinoza et al., 2011) no presentan mineralización asociada y cubren parcialmente a la secuencia de la Sierra Inesperada. 2.2. Pórfido Microdiorítico Inesperada Esta unidad fue definida por Espinoza et al. (2011) y está compuesta por cuerpos pequeños de composición diorítica a tonalítica (equivalentes de andesitas a dacitas), que intruyen a la secuencia Inesperada (Figs. 1a y 2). Está formada por rocas porfíricas (plagioclasas + anfíbol + biotita) con pasta microgranuda, generalmente sin evidencias de alteración hidrotermal. Estos cuerpos fueron datados por Espinoza et al. (2011) en 47,3 ± 0,6 Ma. 2.3. Lavas Basálticas Es la unidad volcánica más joven del área y se desarrolla mayormente en los sectores del Cerro Caupolicán y la Sierra Inesperada (Fig. 1a), cubriendo en discordancia angular a las rocas de la Formación Chile-Alemania. Se trata de coladas basálticas, ricas en olivina y con una gran cantidad de vesículas. Estas coladas podrían ser correlacionadas con los Basaltos de Catalina, del Eoceno Superior (Espinoza et al., 2011). 3 Discusiones y conclusiones La geología del Distrito Minero El Guanaco se resume en tres importantes ciclos volcánicos separados por discordancias de carácter regional: 1) la Formación Augusta Victoria (Cretácico Superior) 2) la Formación Chile-Alemania (Paleoceno Inferior - Eoceno Inferior), y 3) los Basaltos de Catalina (Eoceno Superior). Estos ciclos se disponen formando franjas meridianas dentro de la zona de estudio, que son progresivamente más jóvenes hacia el oeste.

Desde un punto de vista metalogenético, la Formación. Chile-Alemania constituye la principal roca de caja de las mineralizaciones epitermales en el Distrito Guanaco. En función de las observaciones realizadas, la misma agrupa productos volcánicos de distintos aparatos volcánicos representados por campos de lavas (Sierra Las Pailas y Cerro Caupolicán), sucesiones de rocas piroclásticas (sectores Mina Guanaco y Sierra Inesperada) y complejos de domos y coladas dómicas (Cerro Campana), que se presentan superpuestos tanto en el tiempo, como en el espacio. Esta Formación hospeda como tipología principal a sistemas epitermales de alta sulfuración ricos en oro (Mina Guanaco y Sierra Inesperada), ambas posiblemente coetáneas y atribuibles a una edad eocena media (Stabro Kasaneva com. pers.), pero también aloja otro tipo diferente de mineralización, relacionada con fluidos de baja sulfuración, en la zona del Cerro Campana. Si bien no se conoce la edad de estas mineralizaciones ricas en plata, por su correlación con otros sistemas de la Faja Paleocena, se podrían interpretar como más antiguos.

Finalmente, en el norte de la Sierra Las Pailas, las manifestaciones epitermales son también de alta sulfuración, pero al estar hospedadas en rocas cretácicas de la Formación Augusta Victoria, y cubiertas por rocas del Paleoceno, corresponderían a un ciclo metalogénico del Cretácico Superior.

Referencias Cas, R.A.; Wright, J.V. 1987. Volcanic successions, modern and

ancient: A geological approach to processes, products, and successions. Chapman & Hall: 531 p. Londres.

Chong, G. 1973. Reconocimiento Geológico del área Catalina-Sierra de Varas y estratigrafía del Jurásico del Profeta, provincia de Antofagasta. Memoria de Título (Inédito), Universidad de Chile, Departamento de Geología: 1-284.

Davidson, J.; Mpodozis, C. 1991. Regional geologic setting of epithermal gold deposits, Chile. Economic Geology 86(6): 1174-1186.

Espinoza, F.; Matthews, S.; Cornejo, P.; Venegas, C. 2011. Carta Catalina, Región de Antofagasta. Servicio Nacional de Geología y Minería, Carta Geológica de Chile, Serie Geología Básica 129: 63 p., 1 mapa escala 1:100.000. Santiago.

Galina M., Guido D.M., Jovic S.M., Peralta C., Kasaneva S. 2014. Historia productiva del yacimiento aurífero El Guanaco, desierto Atacama, Chile. XIX Congreso Geológico Argentino, Actas en CD-ROM.

García, F. 1967. Geología del Norte Grande de Chile. In Symposium sobre el Geosinclinal Andino, Sociedad Geológica de Chile 3: 138.

Matthews S.; Cornejo P. 2006. Geología del área de Guanaco - Inesperada, II Región. Informe interno. Guanaco Compañía Minera Ltda. 21 pág.

Páez G.N.; Permuy Vidal C.; Jovic S.M.; Guido D.M.; Osorio J.; Kasaneva S. Depósitos hidromagmáticos en la Faja Paleocena de la Región de Antofagasta: Ejemplos del Distrito Minero El Guanaco. Este Congreso.

Winchester, J., Floyd, P., 1977. Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chemical geology 20, 325–343.

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Figura 1. a) Mapa Geológico-Metalogénico del Distrito Guanaco. b) Muestra de mano de Lavas Andesíticas Las Pailas con fenocristales de plagioclasas, anfíboles en una pasta afanítica oscura. c) Vista regional del Pórfido Las Pailas intruyendo a la Formación Augusta Victoria. d) Vista regional desde el Cerro Campana de los afloramientos del Pórfido Cachinalito. e) Muestra de mano del Pórfido Cachinalito con fenocristales de plagioclasas, biotitas, anfíboles, piroxenos y cuarzo en una pasta afanítica morada. f) Vista regional con las relaciones de campo para el sector del Cerro Campana. g) Muestra de mano de Lavas Riolíticas Campana con bandeamiento de flujo.