la relación entre intrusiones laminares profundas y la mineralizacion

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LA RELACIÓN ENTRE INTRUSIONES LAMINARES
PROFUNDAS Y LA MINERALIZACION DE
AGUABLANCA: LAS ROCAS INTRUSIVAS DE
CORTEGANA (HUELVA)
,
F. TORNOS (1), C. CALINDO (2), C. CASQUET (2), L. RODRÍGUEZ PEVIDA (3 ) y A. IRIONDO (4)
(1) Instituto Geológico y Minero de España, Azafranal 48, 3 7002 Salamanca
(2 ) Dpto. Petrología, Universidad Complu tense de Madrid, 2 8040 Madrid
(3 ) Río Narcea Nickel, 063 00 Zafra, Badajoz
(4) Cen tro de Geociencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Querétaro, México
INTRODUCCIÓN
El depósito de Ni- (Cu) de Aguablanca (Badajoz) se lo­
caliza en una pipa magmática de edad Varisca y es pro­
ducto de la removilización de un complejo estratiforme
profundo p arcialmente consolidado a favor de una pe­
queña estructura extensional de tipo pull-apart en un
orógeno mayoritariamente transpresivo (Casquet et al.,
2001; Tornos et al., 200 1 ) . Este modelo preliminar se ha
visto confirmado por las dataciones radiométricas reali­
zadas en la mineralización y rocas encaj antes (Romeo et
al., 2004; Tornos et al., 2004; Spiering et al., 2005) y tam­
bién por la detección de un cuerpo denso y reflectivo de
1-5 km de potencia a unos 10-15 km de profundidad y lo­
calizado b aj o la mayor parte de la Zona de Ossa Morena
(IRB; Simancas et al., 2003), que posiblemente correspon­
da a un complejo magmático laminar discontinuo pero de
gran extensión lateral.
La mayor parte del cuerpo reflector no aflora y, por lo
tanto, no es posible determinar sus características y si
realmente corresponde a una roca ígnea. Sin embargo, los
cortes geológicos propuestos por Simancas et al. (2003) y
Tornos et al. (2005) sugieren que el Macizo de Aracena,
situado en el sur de la Zona de Ossa Morena, es un trozo
de corteza media-inferior que ha sido levantado y en el
que es p osible reconocer restos desmembrados de este
complej o m agmático laminar. En este trabaj o presenta­
mos datos geológicos, geoquímicos y geocronológicos de
las rocas intrusivas de la zona de Cortegana (Huelva) y
de las mineralizaciones aso ciadas, mostrando que estas
rocas pueden ser parte del complejo magmático profundo
y discutiendo sus relaciones con las rocas encajantes de la
mineralización de Aguablanca.
GEOLO G ÍA DEL COMPLEJO PLUTÓNICO DE
CORTE GANA
El Macizo de Aracena es un terreno metamórfico situa­
do entre las zonas Sud portuguesa y de Ossa Morena. Su
parte septentrional incluye una secuencia continental de
posible edad Neoproterozoico Superior-Cámbrico Infe­
rior similar a la que se encuentra en la central y septen­
trional de la Zona de Ossa Morena, pero afectada por un
metamorfismo de alta temperatura-baj a presión. La zona
meridional está dominada por una secuencia o ce ánica
muy deformada (Ofiolita de Beja-Acebuches) (e.g., Cres­
po, 1 9 9 1 ; Quesada et al., 1994). En el primer caso, la serie
consiste en una potente unidad de gneis peralumínico
muy deformado intercalado con corneana pelítica y con
i n t e r c a l a c i o n e s de c u a r c i t a , g n e i s p i r o x e n í t i c o ,
ortoanfibolita, caliza y roca de silicatos cálcicos (Ciese e t
a l . 1994, Castro et a l . 1 999). En l a s zonas m á s internas hay
abundantes intrusiones de rocas máficas y ultramáficas
que, a grandes rasgos, son geoquímicamente muy simila­
res al magmatismo metalumínico Varisco de la Zona de
Ossa Morena.
Estas rocas plutónicas son especialmente abundantes
en las cercanías de Cortegana, donde forman cuerpos
lentej o n a r e s d e hasta 6 0 0 m d e p o t e n c i a ( C omp lej o
Plutónico de Cortesana) sub concordantes con la folia­
ción de la roca encaj ante, que es casi horizontal. Están
formados mayoritariamente por gabro y norita de gra­
no g r u e s o . I n c l u y e n l e n t e j o n e s d i s c o n t i n u o s d e
o r t o a c u m u l a d o u l t r a m á fi c o d e g r a n o g r u e s o ,
websterita
olivínica,
l h e r z o l i t a,
dunita
y
ortopiroxenita; hay cantidades más accesorias de
harzburgita, troctolita y wehrlita. Muy localmente hay
cantidades accesorias de anortosita . Todas estas rocas
tienen abund ante flogopita y clino anfíbol intercumular.
En todas las rocas ígne as son frecuentes los enclaves de
skarn, r o c a d e s i l i c a t o s c á l c i c o s, corneana p e lítica y
migmatita, pero lo son espe cialmente en su zona margi­
nal. De hecho, a lo largo del contacto con la migmatita y
corneana pelítica encaj ante hay una zona híbrida muy
heterogénea de entre 15 y 300 m de potencia formada
por diorita y tonalita con abundantes restos parcialmen­
te asimilados de r o c a encaj ante y abundantes facies
orb i culare s . En estas r o c a s e l grafito puede ser muy
abund ante; se interpreta como derivado de la asimila­
ción de cuarcita rica en grafito e intercalada en la secuen­
cia metase dimentaria N e o p r o t e r o z o i c a ( R o d a s et a l . ,
2000) . Todas estas rocas están afectadas por u n a intensa
p e r o i r r e g u l a r a l t e r a c i ó n h i d r o t e r m a l que h a
retrogradado l a paragénesis primaria. Apesar de estar en
la z o n a de m a y o r g r a d o m e t a m ó r f i c o y c o n
migmatización generalizada, l a s rocas ígneas n o están
afectadas por el metamorfismo regional, cuyas condicio­
nes máximas (>920 to 1 000 ' C; 4 to 6 kbar) han sido esta­
blecidas por Patiño Douce et al. ( 1 997) y Diaz-Azpiroz et
al. (2004 ) . A 340 Ma su profundidad de intrusión se esti­
ma entre 12 y 19 km, que es similar a la calculada para el
metamorfismo ( 1 2 - 1 8 km profundida d ) .
Los trabajos de exploración minera re alizados p o r Río
Narcea han reconocido varias zonas mineralizadas den­
tro de los acumulados ultramáfi c o s (Spiering et a l . ,
2005) . La mineralización aparece de forma intercumular
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o remplazando a los minerales magmáticos y está forma­
da fundamentalmente por pirro tita y calcopirita con pe­
queñas cantidades de pentlandita. Los contenidos me­
dios en la zona investigada son de cerca del 0 . 1 6%Ni y
0 . 08 % Cu, aunque puntualmente se han obtenido valores
de 1 .3 6 % Ni Y 0 .2% Cu. El contenido en platinoides es
b aj o, 2-6 ppb . Sin embargo, las L a relación Cu/Ni del
cumulado mineralizado (0.53) es significativamente ma­
yor que en el depósito de Aguablanca.
Al Oeste del Macizo de Aracena se encuentra el Com­
plej o Ígneo de Beja, que incluye gabro con olivino­
hiperstena, cuarzo-diorita, troctolita y anortosita, mu­
chas veces con facies de acumulado, y que tiene con­
centraciones de óxidos de Fe-Ti-V y diseminaciones de
Cu-(Ni) (Mateus et al., 200 1 ) .
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existencia de p r o c e s o s d e m e z c l a similares a los de
Aguablanca, pero con una tendencia muy distinta. Así, hay
un empobrecimiento en las relaciones 8 6 Sr/87Sr y 1 43 Nd/
1 44 Nd ligados al incremento en Rb/Sr y Sm/Nd, respecti­
vamente. Un término extremo de este proceso de mezcla
podría ser una roca intermedia entre el manto empobreci­
do y rocas de la corteza superior, pero isotópicamente más
primitivo que los magmas del Stock de Aguablanca. El se­
gundo término extremo se caracteriza por unas elevadas
relaciones Rb/Sr y Sm/Nd e hipotéticamente podría co­
rresponder a rocas pertenecientes a una corteza inferior
continental. Hay evidencias de campo que indican que los
procesos de mezcla tuvieron lugar en o cerca del nivel de
emplazamiento y la geoquímica de algunas de las rocas de
la zona (Bachiller, 1 996; Castro et al., 1999) es consistente
con este modelo .
E D A D DE LA INTRUSIÓN Y MINERALIZACIÓ N
D o s concentrados de flogopita de u n a cuarzo-diorita
de la zona de contacto (TEJ-3) y una websterita de la
zona central (ZOM-23) han sido datados por el método
40Ar/39Ar. L a m u e s t r a TEJ-3 h a d a d o una e d a d de
isó crona de 3 2 1 . 5 ± 32.6 Ma, cuya imprecisión proba­
blemente reflej a la interacción existente en el margen
d e l c u e r p o i n t r u s i v o e n t r e l a s r o c a s m á fi c a s y e l
e n c aj a n t e . L a m u e s t r a Z O M - 2 3 h a d a d o u n a e d a d
plateau de 3 3 6 . 2 ± 1 . 7 M a y una e d a d de isócrona m e - .
nos precisa de 328 . 1 ± 6 . 3 Ma. Ambas e d ades probable­
mente reflej an la edad mínima de la cristalización de
las rocas ígneas y mineralización asociada en el Com­
plej o Plutónico de Cortegana .
E s t e C o m p l ej o P l u t ó n i c o f u e s i n c r ó n i c o c o n e l
metamorfismo regional, tal como indica l a concordan­
cia de los cuerp o s ígneos con la foliación regional, la
presencia de facies de mezcla en la z ona marginal de la
intrusión y la relación de estos cuerpos intrusivos con
las zonas de mayor grado metamórfico (Tornos et al.,
2 0 05 ) . Este metamorfismo ha s i d o datado p o r 4 0 Ar/
39Ar entre 342 . 6 ± 0 . 6 y 328 ± 1 . 2 Ma (Dallmeyer et al.,
1 993; C astro et al., 1 9 9 9 ) y, por lo tanto, parece razona­
b l e a s u m i r que e s t u v o d i r e c t a m e n t e l i g a d o a l a
advección d e calor magmático, tal como ocurre e n las
cercanías de muchas intrusiones laminares profundas
(Pirajno, 2000) . A su vez, estas edades son similares a
l a s d e l e m p l a z a m i e n t o d e l C o m p l e j o Ígneo d e B ej a
(Dallmeyer e t al., 1 993) en ambientes profundos y del
Complej o Plutónico de Santa Olalla y la formación de
la mineralización de Aguablanca en niveles epizonale s .
G E O Q UÍMICA D E LAS ROCAS Í G NEAS
El
C o m p l ej o P l u t ó n i c o
de
Cortegana es
g e o qu í m i c a m e n t e s i m i l a r a l S t o c k d e A g u a b l a n c a
( C a s qu e t et a l . , 2 0 0 1 ) , c o n conteni d o s de S i 0 2 entre
38.43 y 6 9 . 72 % Y Mg# entre 0 . 1 4 y 0 . 6 7, mostrando una
tendencia calcoalcalin a . Solo las rocas ricas en olivino
son más primitivas que las del Stock d e Aguablanca.
Los contenidos en elementos traza son también simila­
res sugiriendo un origen común para el magma y un
grado de contaminación crustal equivalente . Sin embar­
go, las rocas de Cortegana están empobrecidas en MgO
y FeOt y enriquecidas en CaO y K20, probablemente
reflej a n d o l a inte r a c ci ó n con una r o c a más c u a r z o ­
feldespática. E s t o también s e refleja e n una pronunciada
anomalía negativa en Eu (Eu/Eu* 0 . 55) .
Los isótopos de Sm-Nd y Rb-Sr muestran igualmente la
=
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DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
Las evidenci as geológicas, geoquímicas y geocronoló­
gicas son consistentes con la hipótesis de que las rocas
del Complejo Plutónico de Corte gana pertenecen al com­
plej o magmático laminar que subyace b aj o la Zona de
Ossa Morena .
Tanto la geología del Macizo de Aracena como los da­
tos geofísi cos indican que el complej o magmático lami­
nar era muy dis continuo y formado por varias de cenas
de sills subhorizontales e intrusiones irregulares que
probablemente evolucionaron diferentemente depen­
diendo de su tamaño, naturaleza de la roca encaj ante,
temperatura de intrusión y grado de asimilación de las
rocas encaj ante s . Estas variables han condicionado la
g e o l o g í a y g e o qu í m i c a de l a s d i s t i n t a s u n i d a d e s
magmáticas, aún a e s cala local. L a s diferencias
isotópicas sugieren que l a cámara magmática b aj o el
Stock de Aguablanca es distinta al Complejo Plutónico
de Cortegana. Prob ablemente, b aj o Aguablanca, la in­
t r u s i ó n de un v o l u m e n s i g n i f i c a t i v o de m a g m a
sobrecalentó la roca encaj ante y fue capaz d e asimilar
cantidades significativas de roca de caja, perteneciente
a la c o r t e z a m e d i a . La i n te r a c c i ó n d i o l u g a r a l a
inmiscibilidad de u n magma sulfurado que s e separó
del fundido silicatado y que evolucionó mediante pro­
cesos AFC desde una composición toleítica primitiva a
una de tendencia calcoalcalin a . El tamaño de grano fino
en A g u a b l a n c a se i n t e r p r e t a c o m o d e b i d o a l a
supersaturación rápida del piroxeno durante l a crista­
lización magmática. En Cortegana, el tamaño de grano
grueso de los a cumulados se interpreta como debido a
u n a cristaliz a c i ó n lenta a p artir de d i v e r s o s p u l s o s
magmáti c o s . E n la s e c c i ó n estudiada los acumul ados
que daron aislados de la roca de caj a por rocas de carác­
ter intermedio que son las que han sufrido la contami­
nación crustal. Por lo tanto, y a escala local, no se pro­
duj o homogeneización isotópica del azufre ni desarro­
llo de un volumen significativo de magma sulfurado
inmiscible. Por ello, las zonas m á s favorables para el
des arrollo de mineralizaciones son aquellas en las que
el magma p o c o evolucion a d o tuvo un alto grado de
interacción con las rocas encaj ante s .
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo se enmarca en un proyecto sobre la geolo­
gía del SO Ibérico, financiado por el IGME y por el pro­
yecto DGIFEDER
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BTE2003-290. Agradecemos la ayuda y comentarios de
Francisco Velasco, Jorge Carriedo, Carmen Conde, Lorena
Luceño y Casimiro Maldonado.
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