Cuerpos intrusivos de magnetita en la Franja Ferrífera Cretácica

UNIVER SIDAD DE CONCEPCIÓN
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA
10° CONGRESO GEOLÓGICO CHILENO 2003
CUERPOS INTRUSIVOS DE MAGNETITA EN LA FRANJA FERRÍFERA
CRETÁCICA: MINAS LA FALDA Y BRONCE SUR, REGIÓN DE
ATACAMA, CHILE.
AGUIRRE M., R.1, NASLUND, H. R. 1, HENRÍQUEZ B., F.2, NYSTRÖM, J. O. 3 Y AGUIRRE
F., H.4
1
Department of Geological Sciences, State University of New York, Binghamton, NY 13902-6000 USA. E-mail:
[email protected]
2
Departamento de Minas, Universidad de Santiago, Casilla 10233, Santiago, Chile.
3
Swedish Museum of Natural History, Box 50007, SE-104 05 Stockholm, Sweden.
4
Unidad de Exploración y Desarrollo, Compañía Minera del Pacífico S.A., Pedro Pablo Muñoz 675, La Serena,
Chile.
INTRODUCCIÓN
El distrito ferrífero Pleito-Melón, ubicado en la Cordillera de la Costa de la Región de Atacama,
Chile, cobró particular interés científico tras el descubrimiento de coladas de lava de óxido de
fierro en la mina Berenguela (Travisany et al., 1995). Estos cuerpos de magnetita martitizada
muestran texturas horizontales de flujo, vesicularidad y niveles inconsolidados de fragmentos de
magnetita y apatita que son interpretados como lavas y depósitos piroclásticos generados a partir
de un magma de mena de fierro. Esta hipótesis es reforzada por las claras similitudes entre
Berenguela y las lavas pliocenas de magnetita del volcán El Laco, ubicado en los Andes de la
Región de Antofagasta. Si bien el origen de El Laco ha sido recientemente rebatido (Rhodes et
al., 1999, Rhodes and Oreskes, 1999, Sillitoe and Burrows, 2002) existen amplias evidencias que
confirman su origen magmático (Naslund et al., 2002).
Las minas La Falda y Bronce Sur son dos cuerpos con forma de dique y lacolito respectivamente,
ubicados en el distrito Pleito-Melón aproximadamente a 1,5 km al SE de la mina Berenguela (fig.
1a). Sus características morfológicas, geoquímicas y texturales sugieren que estos cuerpos son la
expresión intrusiva de un magma de mena de fierro.
GEOLOGÍA LOCAL Y ALTERACIÓN
Los cuerpos de magnetita de La Falda y Bronce Sur (fig. 1b) están emplazados en andesitas del
cretácico inferior asignadas a la Formación Bandurrias (Moscoso et al., 1982), y que a su vez son
cortadas por diques andesíticos de grano fino. Esta roca de caja se encuentra intensamente
afectada por un halo de alteración que rodea a los cuerpos de fierro. Este halo consiste en un zona
de intensa actinolitización adyacente a la mena, que grada hacia una zona de alteración cuarzofeldespática. Esta mineralogía y distribución espacial de la alteración es característica de los
cuerpos de magnetita de la Franja Ferrífera Cretácica (Vivallo et al. 1994), e incluso es posible
distinguir el halo rodea a Bronce Sur del que rodea a La Falda, basándose en las texturas
secundarias respectivamente ‘afanítica’ vs. ‘porfírica’ de las andesitas circundantes. Vetillas y
stockwork de actinolita, epidota, clorita, calcita y óxidos e hidróxidos de fierro son productos
Todas las contribuciones fueron proporcionados directamente por los autores y su contenido es de su exclusiva responsabilidad.
Fig. 1. a). Geología del distrito Pleito-Melón (modificado de Travisany et al., 1995 (1). b). Geología del
área de las minas La Falda y Bronce sur. Los términos entre comillas son descriptivos y corresponden
a texturas secundarias de la roca de caja andesitica. Geología de los rajos modificada de Fribla (1992).
de alteración. Debido a la intensidad de la alteración que afecta a la roca de caja, no existen
evidencias inequívocas de un origen extrusivo de las andesitas, por lo que no se descarta un
origen hipabisal.
Los cuerpos de fierro de La Falda y Bronce Sur, al igual que todos los depósitos de la Franja
Ferrífera Cretácica (FFC), están espacialmente asociados a la Zona de Falla de Atacama. A
consecuencia de esto, tanto la roca de caja como la mena se encuentran fuertemente afectadas por
fallas subverticales relacionadas con este sistema.
Fuera de los cuerpos principales, la mineralización de magnetita se encuentra diseminada y en
vetillas en la roca de caja y en pequeños cuerpos tabulares de magnetita ± actinolita ± apatita.
Algunos diques contienen glóbulos orientados de magnetita de 2 a 10 mm de largo.
MINA LA FALDA
La Falda es un cuerpo tabular subvertical de 10 a 40 m de ancho que se extiende por 300 m en la
superficie y al menos 200 m en profunidad. La mayor parte de la mena maciza de magnetita ha
sido extraída, por lo que sus afloramientos consisten mayoritariamente en el contacto brechoso
con la roca andesítica. Estas brechas se componen de fragmentos angulosos monomícticos de la
roca de caja soportados por una matriz de magnetita. La textura de la magnetita es
predominatemente maciza, con cristales octahedrales visibles solamente en las paredes de
espacios abiertos y vetillas tardías. Observaciones hechas por microscopía electrónica de barrido
revelaron la presencia subordinada de minerales de titanio exsueltos de la magnetita. Un
microcristal de monazita de Th fue también observado con esta técnica. Actinolita, apatita y
súlfuros (pirita ± calcopirita) son comunes en vetillas que cortan a la mena de magnetita.
Localmente, vetillas de apatita pasan a formar la matriz de brechas con clastos angulosos de
magnetita maciza.
MINA BRONCE SUR
La asociación mineralógica del cuerpo de Bronce Sur es muy similar a la descrita para la mina La
Falda, siendo su carácterística más relevante la forma de lacolito observada en el rajo de la mina
y cuya extensión ha sido confirmada por sondajes de polvo. La roca que sobreyace al cuerpo de
magnetita se encuentra intensamente afectada por fracturas anastomosadas aproximadamente
paralelas al contacto entre la roca de caja y el cuerpo de mena. Hacia el techo, la parte maciza de
este cuerpo de magnetita grada a una extensa zona de brecha con clastos angulosos de andesita y
matriz de magnetita. La transición a andesita no brechizada ocurre en pocos metros, aunque
algunas vetillas de magnetita con forma de cuña cortan la roca de caja y contienen localmente
clastos angulosos que, al igual que las brechas presentes, tanto en el contacto de La Falda como el
de Bronce Sur, prácticamente no han sufrido transporte.
EMPLAZAMIENTO DE LOS CUERPOS DE MAGNETITA
La forma y texturas observadas en los cuerpos de mena de fierro sugieren que fueron emplazados
como un magma de hierro cuyo transporte fue controlado por estructuras asociadas a la Zona de
Falla de Atacama. La intrusión de este magma produjo la ruptura frágil de la roca de caja
produciendo los cuerpos macizos de magnetita y las brechas circundantes. El ascenso de un
magma de esta densidad requiere un contenido de volátiles particularmente alto, lo que junto a la
alta temperatura de emplazamiento habrían contribuído a generar la intensa alteración
hidrotermal observada en el área de estudio. La cercanía de las coladas de lava de la mina
Berenguela sugiere que los cuerpos de La Falda y Bronce Sur fueron emplazados a relativamente
poca profundidad como la expresión subvolcánica de un magma de mena fierro.
ORIGEN DEL MAGMA DE MENA
La hipótesis más viable para la generación de un magma de mena es a través de la immiscibilidad
entre un magma silicatado y un magma de óxido de fierro con poco o nada de sílice. Este proceso
ha sido reconocido y ampliamente aceptado como el origen de los yacimientos de Ti del tipo
´Nelsonita´ (magmas de Fe-P-Ti) (Philpotts, 1967) y de los depósitos magmáticos de sulfuros
(magmas de Fe-S-O) asociados a rocas ultramáficas (Naldrett, 1989). Los yacimientos del tipo
Kiruna, en particular El Laco y la FFC presenta apreciables similitudes con los magmas de este
último tipo (Naslund et al., 2002).
La geoquímica de las magnetitas del área de las minas La Falda y Bronce Sur (Aguirre, 2001)
muestra, con respecto a la roca de caja, contenidos particularmente bajos de Ti, enriquecimiento
en V, Ni, Co y Cr y una alta proporcion de La/Sm. Estas características geoquímicas son
similares a las observadas en magmas de Fe-S-O tanto en terreno como experimentalmente
(Naldrett, 1989). Adicionalmente, Larocque et al. (2000) observaron que glóbulos inmiscibles de
Fe-S-O en rocas volcánicas modernas pueden reducir su contenido de S al sufrir desgasificación,
induciendo así la precipitación de magnetita.
CONCLUSIONES
Las características morfológicas y texturales de la mineralización de Fe en el área de las minas La
Falda y Bronce Sur permiten inferir una génesis a partir del emplazamiento intrusivo de un
magma de mena de fierro. La presencia de glóbulos orientados de magnetita y las características
geoquímicas de las magnetitas sugieren que dicho magma de mena fue generado a través de la
separación inmiscible de un magma similar al tipo Fe-S-O. El ascenso de este magma, además de
la intensa alteración hidrotermal, requieren una presencia importante de volátiles. Estudios de
terreno y experimentales, algunos de ellos en curso, son necesarios para generar un mayor
número de evidencias que descarten o apoyen esta hipótesis para potencialmente extenderla a
otros yacimientos de este tipo fuera y dentro de Chile.
AGRADECIMIENTOS
La generosidad de la Compañía Minera del Pacífico, en particular de los geólogos del
Departamento de Exploración y Desarrollo fue fundamental para el desarrollo de esta
investigación. Los autores también desean agradecer a Rodolfo Corona, David Jenkins y Haroldo
Lledó por sus ideas y sugerencias.
REFERENCIAS
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Pleito-Melón district, III Región, Chile. M.A. Thesis, Department of Geological Sciences. State University of New
York, Binghamton, NY. USA. 102 pp.
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Moscoso, R., Nasi, C. y Salinas, P., 1982. Hoja Vallenar y parte Norte de La Serena. Carta Geológica de Chile,
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Naldrett, A., 1989. Magmatic sulfide deposits. Oxford University Press. 186 pp. Oxford.
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Rhodes, A.L., Oreskes, N. y Sheets, S., 1999. Geology and Rare Earth Element Geochemistry of Magnetite Deposits
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