Metalogénesis del depósito polimetálico Loma Galena, Proyecto Navidad, (42º2'S - 68º8'O), Chubut

Abstract

El Proyecto de Ag + Pb ± (Cu, Zn) Navidad se localiza en el suroeste del Macizo Norpatagónico, Patagonia, Argentina. La mineralización está hospedada en rocas volcánicas y sedimentarias de la Formación Cañadón Asfalto. En el distrito se reconocieron 3 unidades volcánicas de composición máfica a intermedia, facies de autobrecha, hialoclastita y peperita que extruyeron en el Jurásico Medio (U/Pb: 173,9 ± 1,9 Ma y 170,8 ± 3,0 Ma). Presentan firmas geoquímicas de arcos volcánicos: Rb, Ba y Th enriquecidos respecto a los elementos HFS, enriquecimiento de los elementos de las tierras raras livianos (LREE) y empobrecimiento de Y-Ti. Estas características son atribuidas a contaminación de los magmas jurásicos con rocas corticales. Las composiciones isotópicas de Sr y Nd (87Sr/86Sr(t): 0,704165 a 0,706589 y εNd(t):-5,3 a -3,2), xenocristales de circón con edades permo-triásicas (U/Pb: 281,3 Ma, 246,5, 218,1, y 201,3 Ma), xenocristales de cuarzo y enclaves máficos son rasgos característicos de estas rocas y constituyen otra evidencia de la asimilación de corteza superior en los magmas jurásicos. Loma Galena (recursos de 6410,8 t de Ag; 997,130 t de Pb) es uno de los ocho depósitos del Proyecto Navidad. La mineralización se presenta en venas y brechas hidrotermales, en autobrechas y brechas caóticas mineralizadas y en las sedimentitas lacustres en contacto con la materia orgánica. Este depósito se formó por la mezcla de fluidos canalizados por fallas del rift jurásico y litologías permeables. La actividad hidrotermal precursora de la mineralización polimetálica quedó registrada en los rellenos de calcita y siderita en venas y brechas. Estos carbonatos se formaron de fluidos salinos (~ 16,4 % en peso NaCl eq.) en ebullición, con temperaturas (Th)<208°C y composiciones isotópicas (δ18Ofluido 7,4‰ a 11,6 ‰ y δ13CCO2 -6,4 a - 2,3‰) que indican un origen magmático. La interacción de estos fluidos con las rocas de caja formó calcita + adularia ± albita ± clorita ± siderita ± cuarzo. Dos episodios mineralizantes subsecuentes contribuyeron con la dotación final de metales del depósito. El primero y más importante introdujo (Fe)+ Ag + Pb + Zn a través de fluidos canalizados por fallas en el centro del depósito. El episodio subsecuente introdujo Cu con Ag a través de fluidos de circulación más acotada procedentes del norte y canalizados por la falla Sauzal, que reemplazaron algunos sulfuros previos. La mineralogía de mena (pirita ± marcasita > galena > esfalerita > calcopirita > bornita > tetraedrita-tennantita > covellina-digenita) y ganga (carbonatos > calcedonia > sulfatos) son consistentes con un depósito epitermal somero de sulfuración intermedia. Las bandas coloformes de pirita y marcasita presentan los mayores contenidos de Ag, si bien todos los sulfuros y sulfosales tienen Ag. Los framboides de pirita, los agregados coloformes de pirita ± marcasita y los contenidos de metales traza en sulfuros y sulfosales sugieren su formación a partir de la mezcla de fluidos. Las firmas isotópicas del azufre (δ34S de -15,4 a 12,9 ‰) en los sulfuros señalan fuentes mixtas del azufre, una fuente sedimentaria derivada de la reducción biogénica del sulfato de los niveles evaporíticos (δ34S 35,3 ‰) y otra de origen hidrotermal. Calcedonia (δ18Ofluido-0,2 a 2 ‰), baritina II (Th: 169°-111ºC), calcita II (δ13C -3,5 a -1,7‰; Th95°-58°C; 0-4%en peso NaCl eq.) precipitaron luego de los sulfuros por la mezcla de fluidos hidrotermales con aguas ricas en CO2 calentadas por vapor que fueron dominantes en la última etapa. En las rocas de caja, el gradiente geotérmico generado por la mezcla de estos fluidos formó nuevos minerales y sus distribuciones revelan una zonación vertical de los filosilicatos (illita, illita-esmectita, clorita-esmectita, tosudita, esmectita, caolinita, glauconita). Las relaciones 87Sr/86Sr en calcita I (0,70647-0,70669), calcita II (0,70659- 0,70675) y baritina (0,70667) hidrotermales, en la caliza (0,70667) y evaporita (0,70663) lacustres, son similares a las composiciones isotópicas de las rocas volcánicas, por lo que podría considerarse que el Sr proviene de una fuente en común .Las composiciones isotópicas de Pb de los sulfuros 206Pb/204Pb (18,222 a 18,262), 207Pb/204Pb (15,584a 15,616),208Pb/204Pb (38,178 a 38,260) son similares a las de las rocas volcánicas (206Pb/204Pb: 18,270 a 18,379;207Pb/204Pb: 15,613 a 15,625 y 208Pb/204Pb: 38,266 a 38,430) e indican fuentes mixtas del Pb, con contribuciones del manto y de la corteza.

The Navidad Project Ag + Pb ± (Cu, Zn) is located in the southwest of the North Patagonian Massif, Patagonia, Argentina. The mineralization is hosted in volcanic and sedimentary rocks of the Cañadón Asfalto Formation. In the district, 3 volcanic units with mafic to intermediate composition were extruded during the Middle Jurassic (U/Pb: 173.9 ± 1.9 Ma and 170.8 ± 3.0 Ma). Lava flows surrounded by autobrecciated carapace were extruded in subaerial conditions, whereas hyaloclastite and peperite facies suggest contemporaneous subaqueous volcanism and sedimentation. They show arc-like signatures including high-K basalticandesite to high-K dacite compositions, Rb, Ba and Th enrichment relative to the less mobile HFS elements (Nb, Ta), enrichment in light rare earth elements (LREE), Y-Ti depletion and high Zr contents. These characteristics could be explained by assimilation of crustal rocks in the Jurassic magmas, which is also supported by the presence of zircon xenocrysts with Permo-Triassic ages (281.3 Ma, 246.5, 218.1, and 201.3 Ma) and quartz xenocrysts recognized in these volcanic units. Furthermore, their isotopic compositions of Sr and Nd (87Sr/86Sr(t): 0.704165 to 0.706589 and εNd(t): -5.3 to -3.2)are evidences of crustal assimilation. Loma Galena (6410.8 t Ag, 997,130 t Pb) is one of the eight deposits of the Navidad Project. The mineralization occurs in veins and hydrothermal breccias, in mineralized autobreccias and chaotic breccias and in lacustrine sediments in contact with organic matter. This deposit was formed by the mixture of fluids channeled by Jurassic rift faults and permeable lithologies. Early calcite and siderite precipitated in veins and breccias from boiling fluids with high salinity (~ 16.4% wt NaCl eq.), temperatures (Th) <208 °C, and isotopic compositions (δ18Ofluido 7.4 ‰ at 11.6 ‰ and δ13CCO2 -6.4 to -2.3 ‰) that suggest a magmatic origin. The interaction of these saline fluids with the host rocks formed calcite + adularia ± albite ± chlorite ± siderite ± quartz. Two subsequent mineralizing episodes contributed to the final metal endowment of the Loma Galena deposit. The first and most important introduced (Fe) + Ag + Pb + Zn through fluids channeled by faults located in the center of the deposit. The subsequent episode introduced Cu with Ag through fluids of limited circulation from the north and channeled by the Sauzal fault, and replaced some previous sulfides. Based on the metal content, ore (pyrite ± marcasite > galena > sphalerite > chalcopyrite > bornite > tetrahedrite-tennantite > covellite-digenite) and gangue (carbonates > chalcedony > sulfates) mineralogy. Loma Galena can be classified as an intermediate sulfidation epithermal deposit formed at shallow levels. Colloform bands of pyrite and marcasite show the highest Ag contents, although all sulfides and sulfosalts carry Ag. Pyrite framboids, colloform pyrite-marcasite, and trace metal content in sulfides and sulfosalts suggest their formation by fluid mixing. The sulfur isotopic signatures (δ34S of -15.4 to 12.9‰) of sulfides indicate a mixed source, with sedimentary sulfur derived from the biogenic reduction of the sulfate from the evaporites (δ34S 35.3‰) and hydrothermal sulfur. Chalcedony (δ18O-fluid-0.2 to 2 ‰), barite II (Th: 169 ° -111 ° C), calcite II (δ13C - 3.5 to -1.7 ‰, Th 95-58 ° C, 0-4% weight NaCl eq.) precipitated after sulfides from the mixture of hydrothermal fluids with CO2-rich steam-heated waters which were dominant in the last stage. In the host rocks the geothermal gradient generated by the mixture of these fluids formed new minerals and their distributions reveal a vertical zonation of phyllosilicates (illite, illite-smectite, chlorite-smectite, tosudite, smectite, kaolinite, glauconite). The 87Sr/86Sr ratios in hydrothermal calcite I (0.70647-0.70669), calcite II (0.70659-0.70675) and barite (0.70667) and in the limestone (0.70667) and evaporite (0.70663), are similar to the isotopic compositions of the volcanic rocks, suggesting a common source of Sr. The Pb isotopic compositions of the sulfides 206Pb/204Pb (18.222 to 18.262), 207Pb/204Pb (15.584 to 15.616), 208Pb/204Pb (38.178 to 38.260) are similar to the isotopic composition of volcanic rocks (206Pb/204Pb: 18.270 to 18.379; 207Pb/204Pb: 15.613 to 15.625 and 208Pb / 204Pb: 38.266 to 38.430) and suggests mixed sources of Pb, with contributions from the mantle and crust.