MACLA 6 XXVI R E U N iÓN (SE M ) / XX R E U N iÓN (S EA) - 2006 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 MACLA 6 Página 4 8 5 MACLA 6 XXVI R E U N iÓN ( S E M ) / XX R E U N iÓN (S EA) 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 ) . - 2006 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 = MACLA 6 Página 486 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 MACLA BTE2003-290. Agradecemos la ayuda y comentarios de Francisco Velasco, Jorge Carriedo, Carmen Conde, Lorena Luceño y Casimiro Maldonado. REFERENCIAS B a chiller, N. ( 1 9 9 6 ) . Te s i s Licenci atura, Unive r s i d a d Complutense d e Madrid (inédito ) . Casquet, c., Galindo, c., Tornos, F . , y Velasco, F . (200 1 ) . Ore Geology Reviews, 1 8, 237-250. Castro, A., Fernandez, c., El-Hmidi, H., El-Biad, M., Diaz, M . , R o s a, J . , y S t u a r t , F. ( 1 9 9 9 ) . C o n t r i b u t i o n s Mineralogy Petrology, 88, 26-37 Crespo, A . ( 1 9 9 1 ) . Tesis Doctoral. Ediciones Universidad Granada, Granada. 327 pp. Dallmeyer, R.D., Fonseca, P. 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