Metalogénesis asociada a la orogenia Sevier y Larámica Orogenia Sevier y Larámica En la Cordillera de América del Norte, se incluyen los cinturones de Sevier y Laramide, estos forman uno de los sistemas orogénicos clásicos de la Tierra y también proporcionan un laboratorio de estudios que ayuda en la comprensión de su posible formación y ambiente en el que se desarrolló. Este arquetipo del sistema orogénico se formó durante el Jurásico al Paleógeno y constó de una subducción y acreción de terreno que abarcó más de 4000 km desde Alaska hasta México. En la cordillera norteamericana se puede encontrar un registro geológico a largo plazo de las interrelaciones entre el acortamiento de una corteza superior, el engrosamiento de la corteza inferior, el metamorfismo y el cambio de la dinámica del margen de la placa a través de un ciclo tectónico completo, desde el inicio de un acoplamiento de las placas de Farallón y norteamericana, el crecimiento de un sistema orogénico compuesto, hasta la remoción de la losa y un colapso final. Cinturón de Sevier y Larámico El cinturón de Sevier (piel fina) se formó como un antepaís que se propaga (de oeste a este) y se acuña principalmente durante el Cretácico al Paleógeno, e incluye un sistema de cabalgamiento occidental con láminas de cabalgamiento extensas que portaban gruesos estratos de márgenes pasivos, y un sistema de cabalgamiento oriental que transportaba estratos más delgados. Dentro del saliente de Wyoming del cinturón de Sevier, se pueden encontrar huellas de cabalgamientos y pliegues, los cuales muestran curvatura de la zona con una tendencia NS, que refleja una arquitectura de prisma sedimentario. El cinturón de Sevier se acortó aproximadamente 200 Km, los cuales se transfirieron al engrosamiento de la corteza inferior y al levantamiento de una meseta orogénica. Los datos termo cronológicos y estratigráficos registran el emplazamiento progresivo de oeste a este y la exhumación de capas de empuje de 125–50 Ma. Los arcos magmáticos Larámicos (piel gruesa) se superpusieron con etapas más jóvenes de la deformación de Sevier. La deformación de Larámica se correlacionó espacial y temporalmente con una región de subducción de losa plana, registrada por cambios en patrones magmáticos y de hundimiento. Y comprende una red anastomosada de arcos de piel gruesa que se desarrollaron en rocas de basamento cratónico cubiertas por estratos delgados. Los datos termo cronológicos y estratigráficos registran el levantamiento y la exhumación de arcos de ~70–50 Ma. Pórfidos Cu-Mo La provincia suroeste de América del Norte (Arizona, Nuevo México y el norte de México) representa la segunda provincia de pórfido de cobre más grande del mundo, con recursos de cobre que ascienden a 25 % del total de recursos conocidos de pórfido cuprífero (>150 Mt). Estos depósitos están asociados con la subducción de la corteza oceánica bajo la litosfera continental de América del Norte. A lo largo del tiempo varios prospectos en el noroeste de México han sido mal documentados, sin embargo, nuevos trabajos de investigación han descubierto nuevos prospectos, destacando Fortuna del Cobre y Los Humos. - - Pórfido Fortuna del Cobre consiste en cuarzo monzonita (asociada la mineralización) y pórfidos de cuarzo feldespáticos asociados con un gran batolito de biotita granodiorita con tendencia NNW, que instruyó una gruesa secuencia sedimentaria del Triásico-Jurásico. La alteración hidrotermal representada por la asociación cuarzo-sericita-pirita con alteración argilica avanzada sobreimpuesta. Los recursos para la Fortuna de Cobre se estiman en más de 20 Mt a 0,5 % Cu y 0,026 % Mo para mineralización hipógena (calcopirita, molibdenita) y 11 Mt de Cu a 1,15 % Cu para mineralización supergénica (calcocita). Los Humos se encuentra en un área caracterizada por rocas volcánicas del Cretácico SuperiorPaleoceno de la Formación Tarahumara, las cuales están invadidas por una serie de intrusiones graníticas. La mineralización de Cu-Mo está alojada en un stock de pórfido de monzonita de cuarzo, que instruyó un batolito de granodiorita de biotita. Los recursos estimados de óxido de Cu son de 274 Mt al 0,31 % Cu. La geocronología para ambos prospectos es escasa y se basa en edades K-A las cuales son menos confiables que las edades U-Pb debido a la difusión del Ar, por ello, para determinar con precisión la edad de cristalización de los stocks de ambos porfidos, se seleccionan 5 muestras para la geocronologia U-Pb, además de 4 muestras de molibdenita de núcleos de perforación en los Humos para establecer una edad precisa de mineralización de molibdenita para este depósito. Las nuevas edades U-Pb en circones para el prospecto de pórfido de Cu-Mo Fortuna del Cobre representan la edad de cristalización del stock de pórfido responsable de la mineralización y restringen el emplazamiento de la intrusión en 75 Ma, mientras que para el prospecto Los Humos, las edades de la molibdenita Re-Os ( 74 Ma) son consistentes con la edad de circón U-Pb del stock de pórfido e indican claramente una asociación temporal entre la mineralización de molibdenita y el pórfido de monzonita de cuarzo. Los nuevos datos sumado a geocronología previa apoya un modelo tectónico alternativo donde se plantea finalmente que: 1. La mineralización del Cretácico superior (ca. 70–75 Ma) no está restringida al norte de Arizona. 2. Hacia el E, los sistemas de pórfido Cu se hacen más jóvenes donde la mineralización sigue la tendencia de migración tierra adentro del arco magmático de Laramide. 3. Cinturones metalogénicos con tendencia NS habrían sido resultado de la subducción hacia el E de la placa Farallón durante la orogenia Laramide. Oro Orogénico A lo largo de la cordillera norteamericana existen una serie de depósitos de oro orogénico, ubicados en México, Estados Unidos (incluyendo Alaska) y Canadá. Aquellos formados entre el Mesozoico y principios del Cenozoico, son asociados en su formación a las orogenias Sevier y Larámica, a zonas de deformación cataclástica y milonítica, y a zonas de cizalle. Entre esta serie de depósitos destaca el cinturón de oro orogénico de Caborca (COGB: Caborca Orogenic Gold Belt), el cual es asociado directamente a la orogenia Larámica en esta zona. El cinturón de oro orogénico de Caborca, es una provincia metalogénica ubicada en el noroeste de México y suroeste de EEUU, de aproximadamente 600 km de largo y 60 - 80 km de ancho. Entre los depósitos que tiene asociados destacan: La Herradura, San Francisco - Llano, El Chanate, Soledad Dipolos, Noche Buena, y La Choya. Combinadas, las reservas/recursos de estos yacimientos se estiman podrían alcanzar más de 10 Moz, y en estudios más recientes, los 22 Moz. Se postula que la génesis de esta provincia metalogénica estaría asociada a la orogenia Larámica y sus procesos asociados. Se postula que a través de una primera etapa compresiva, asociada a la subducción de la placa Farallón bajo la Norteamericana, entre los 95 a 70 Ma, se habría producido un acortamiento y engrosamiento cortical que habría elevado el gradiente geotermal causando reacciones metamórficas de deshidratación (a más de 20 km de profundidad), generando fluidos de origen metamórfico ricos en volátiles capaces de transportar metales. Luego, posterior a los 70Ma debido a un repentino aumento de la tasa de subducción, se produce una etapa de subducción plana (flat slab) que genera la migración del arco magmático hacia el Este, junto con un periodo de extensión sinconvergente en la zona de antearco, generando condiciones regionales frágiles. Es en este periodo, donde se forman los pórfidos de Cu - Mo, en la zona del arco, y los depósitos de oro orogénico en la zona de antearco. Esto debido a que las condiciones frágiles impuestas facilitaron el ascenso y precipitación de los fluidos metamórficos cargados de metales como: Au, Ag, Cu, Pb, W, y Zn. Se asocia a los depósitos de oro un periodo de mineralización entre los 69 y 36 Ma. Por último, se produce cercano a los 40 Ma, un periodo de intensa denudación y levantamiento de ambos depósitos formados (oro orogénico y pórfidos de Cu - Mo), exponiendolos uno al lado del otro. Considerando que los pórfidos fueron formados a profundidades de 1 a 2 km, y el oro orogénico de 4 a 6 km, se debe haber producido una mayor tasa de denudación y levantamiento en la zona de antearco, probablemente debido a los procesos de engrosamiento y posterior extensión. Considerar que en el periodo de Oligoceno a Mioceno, existieron procesos epitermales y supérgenos que sobre imprimieron tanto el cinturón de oro orogénico de Caborca como los pórfidos de Cu - Mo, en un ambiente árido desértico que prevaleció desde el Mioceno. En la siguiente tabla se presentan las principales características asociadas a los depósitos perteneciente al cinturón de oro orogénico de Caborca: Rocas huésped Rocas ígneas y metamórficas (Paleo - Mesoproterozoico) Temperatura 260 - 370 °C Presión y profundidad Minerales hidrotermales 0.5 - 1.2 kbar 2 a 4-6km Cuarzo, carbonatos, micas blancas, pirita, galena, esfalerita, scheelita, turmalina, molibdenita, oro nativo. Enriquecimiento en K, W, Cu, Pb, Mo, Tl, Be, Zn, V, Sb, Ag, Sn, Si, Se, Ni, Fe elementos geoquímicos Fluido mineralizadores Fuente metamórfica, baja salinidad (2 - 11 wt% NaCl equiv.); ricos en H2O, N2, CO2 (1 - 11 mol %) Otras características importantes Bajo contenido de sulfuros (~3 %), depósito alojado estructuralmente y procesos supérgenos con mineralización secundaria (hematita, goethita, wulfenita, jarosita, plumbojarosita, anglesita y clorargirita); metales preciosos de ley media-baja (Au = ~3 g/t), Au/Ag = 1:9; deposición controlada por estructuras regionales y de cizalle locales. Valor aproximado de tonelaje mineral (Mt) / Producción de Au (Moz) / Ley de Au (g/t) La Herradura: 200 / 6.0 / 1.0 El Chanate: 52 / 1.5 / 0.9 San Francisco - Llanos: 113 / 2.4 / 0.7 Noche Buena: 35 / 0.6 / 0.5 La Choya: 8.3 / 0.4 / 1.3 Tabla 1: Principales características del cinturón de oro orogénico de Caborca. Modificada de Izaguirre et. al. (2017). MVT: Mississippi Valley Type En el Noreste de México se albergan numerosos depósitos epigenéticos hidrotermales alojados en carbonato estratificado, esto como reemplazo de evaporitas o rocas carbonatadas, los cuales presentan sus contactos bien definidos con la roca caja. Estos tipos de depósitos presentan una mineralogía muy sencilla en la cual se puede encontrar baritina, celestina, fluorita, esfalerita y galena, donde estos dos últimos se encuentran como asociaciones de Pb-Zn. Además, es debido a las características recién mencionadas, que estos depósitos pueden ser considerados como depósitos MVT debido a las similitudes entre ellos. Respecto al origen de estos depósitos, el primero se relaciona con las orogenias Sevier y Larámica, y el segundo sería por subsidencia y compactación de cuencas, lo cual se aplica a depósitos formados en periodos pre-orogénicos. En cuanto al modelo de formación orogénico, se plantea que el emplazamiento de los depósitos MVT ubicados en la zona de estudio estuvo probablemente asociado a pulsos orogénicos, los cuales fueron los responsables de la movilización y migración de salmueras de cuenca que los originan, para lo cual se postula que la formación de estos depósitos comienza con los pulsos orogénicos Sevier, y continúa con los pulsos de la orogenia Larámica. Las evidencias que respaldan este modelo son que 1) se observa que la mayoría de estos depósitos están preferentemente ubicados en secciones estratigráficas relativamente poco profundas, y que los bloques de basamento están involucrados en el alzamiento de dichas secciones; 2) también se tiene que el tipo dominante de plegamiento y cabalgamiento en la región es de piel delgada; 3) y que se observa un alto grado de acortamiento horizontal en la zona. También se puede considerar un modelo para depósitos preorogénicos de la zona, donde se plantea que primero fueron depositados y luego, por las orogenias posteriores fueron levantados y exhumados niveles de la corteza más someros. Hasta el momento, tanto por su abundancia relativa como por su importancia económica, los depósitos que más se han estudiado son los de baritina, celestina y fluorita; y estos depósitos individuales pueden estar distribuidos en áreas de varios km2 de extensión. Respecto a sus condiciones de formación, los fluidos que los forman suelen presentar temperaturas relativamente bajas entre 90-150°C con salinidades variables entre 7% a 20% wt. NaCl, según lo indican las inclusiones fluidas estudiadas (escasas). En el ámbito económico, estos depósitos son de pequeño tonelaje (<2 Mt), con unas leyes máximas del 10% de Pb-Zn. Las edades de estos depósitos varían desde el Hauteriviano (133 Ma) hasta el fin del cretácico superior (65 Ma), lo cual se ha obtenido mediante datación de calcita (mineralogía de ganga) con el método UPb, donde los depósitos de Fluorita son los últimos en precipitar por lo que tienen edades relativamente menores. Un fechamiento muy preciso es complicado debido a la falta de elementos radiogénicos en la mineralogía de mena. Finalmente, con respecto a la explotación de estos depósitos, México es un gran productor de Pb-Zn, sin embargo una menor proporción ha sido extraída de depósitos MVT, los cuales fueron explotados principalmente entre las décadas de 1950 y 1970. En cuanto a los minerales no metálicos, México ocupa una posición preeminente entre los principales productores en el mundo, ocupando entre las 10 mejores posiciones en cada uno de estos minerales. La principal zona productora de barita, celestina y fluorita de México es su porción Noreste, debido a la explotación de estos yacimientos MVT. Referencias - Barra, F., & Valencia, V. A. (2014). Late Cretaceous porphyry copper mineralization in Sonora, Mexico: Implications for the evolution of the Southwest North America porphyry copper province. Mineralium Deposita. - Camprubí, A. (2017). The metallogenic evolution in Mexico during the Mesozoic, and its bearing in the Cordillera of Western North America. Ore Geology Reviews, 81, 1193–1214. - González-Sánchez, F., Camprubí, A., González-Partida, E., Puente-Solís, R., Canet, C., Centeno-García, E., & Atudorei, V. (2009). Regional stratigraphy and distribution of epigenetic stratabound celestine, fluorite, barite and Pb–Zn deposits in the MVT province of northeastern Mexico. Mineralium Deposita, 44(3), 343–361. - González Sánchez, F., Puente Solís, R., González Partida, E., & Camprubí, A. (2007). 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