Estudios Geológicos, Vol 73, No 1 (2017)

Estudio petrográfico, espectral y de susceptibilidad magnética de la alteración hidrotermal asociada con depósitos polimetálicos de Pb-Zn-Cu-Ag-Au, Sierra de Comechingones, Córdoba (Argentina)

M. N. Maffini, D. F. Ducart, S. Radice, J. Coniglio, F. D’Eramo, M. Demartis, L. Pinotti, A. Moreira Silva, C. L. Bemfica Toledo

DOI: http://dx.doi.org/10.3989/egeol.42408.403

Resumen


En el basamento metamórfico de la Sierra de Comechingones, extensión más austral de las Sierras de Córdoba (Argentina), se emplaza un conjunto de vetas polimetálicas con Pb, Zn, Cu, Ag, Au asociadas con zonas de alteración hidrotermal, que constituyen el registro de una época metalogenética ocurrida hacia fines del Paleozoico. En este trabajo la aplicación de técnicas espectrales en la región del SWIR (infrarrojo de onda corta) y magnéticas, poco usual en Argentina para este estilo de mineralización, demostró ser una herramienta eficaz en el estudio de las zonas alteradas y de utilidad para establecer targets de prospección y/o exploración. La asociación sericita-cuarzo es el principal producto de alteración hidrotermal de las rocas de caja migmáticas, se desarrolla en franjas estrechas pero continuas que siguen el rumbo principal de las estructuras mineralizadas y pueden alcanzar hasta 5 metros de potencia hacia los laterales. En sectores localizados, una asociación carbonática de siderita-calcita se desarrolla como consecuencia de la alteración de anfibolitas intercaladas dentro de la secuencia metamórfica. En los espectros de reflectancia, la posición del rasgo de absorción Al-OH indicó una variación composicional y procesos de sustitución iónica en las micas blancas de origen hidrotermal, desde micas potásicas (longitudes de onda cercanas a 2200 nm) a micas con menor contenido relativo de Al en el sitio octaédrico (longitudes de onda > a 2210 nm) tendientes a la variedad fengita. Estas variaciones y su distribución espacial están controladas fundamentalmente por tres factores: 1) temperatura del fluido hidrotermal, 2) pH y/o 3) relación Mg-Fe/Al dentro del sistema fluido-roca. Los índices de cristalinidad (IC) calculados a partir de los datos espectrales revelaron la predominancia de illitas de alta cristalinidad con un leve incremento de este parámetro hacia las zonas proximales a las vetas mineralizadas. Las interestratificaciones de illita/esmectita hacia las zonas distales de algunas estructuras, reflejan la disminución de la temperatura del fluido y pueden ser utilizadas como vectores hacia las mineralizaciones. Las asociaciones hidrotermales sericita-cuarzo y siderita-calcita están frecuentemente afectadas por los procesos de oxidación supergénica que condujeron a una conspicua precipitación de hematita-goethita dentro de las zonas alteradas. El estado de oxidación del Fe+3 en estos minerales es la principal causa de la disminución del parámetro de susceptibilidad magnética de las rocas hospedantes. Desde una perspectiva regional, estas zonas de alteración hidrotermal caracterizadas por una alta abundancia de micas blancas de moderada a alta cristalinidad (IC=1,21-3,92 e IK=0,21-0,23), composiciones variables entre potásicas y fengíticas (absorción del enlace Al-OH entre 2200 y 2215 nm) y asociadas con zonas de hematización y bajos valores de susceptibilidad magnética (< 0,2 x 10-3SI), pueden considerase como potenciales targets para futuras etapas de prospección y/o exploración de vetas polimetálicas emplazadas en el ambiente metamórfico de las Sierras Pampeanas.

Palabras clave


alteración hidrotermal; análisis espectral; illita fengítica; susceptibilidad magnética; Sierras de Córdoba

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Referencias


Asadi, H.H. & Hale, M. (2001). A predictive GIS model for mapping potential gold and base metal mineralization in Takab area, Iran. Computers & Geosciences, 27(8): 901-912.

Auzanneau, E.; Schmidt, M.W.; Vielzeuf, D. & Connolly, J.D. (2010). Titanium in phengite: a geobarometer for high temperature eclogites. Contributions to Mineralogy and Petrology, 159(1): 1-24.

Barbosa Santiago, E.; Villas, R. & Castro Ocampo, R. (2013). The Tocantinzinho gold deposit, Tapajós province, state of Pará: host granite, hydrothermal alteration and mineral chemistry. Brazilian Journal of Geology, 43(1): 185-208.

Bishop, B.P. & Bird, D.K. (1987). Variation in sericite compositions from fracture zones within the Coso Hot Springs geothermal system. Geochimica et Cosmochimica Acta, 51(5): 1245-1256.

Bishop, J. L.; Lane, M. D.; Dyar, M. D. & Brown, A. J. (2008). Reflectance and emission spectroscopy study of four groups of phyllosilicates: Smectites, kaolinite-serpentines, chlorites and micas. Clay Minerals, 43(1): 35-54.

Brodtkorb, M.; Coniglio, J. & Miró, R. (2014). Yacimientos Metalíferos y Metalogenia. In: Geología y Recursos Naturales de la Provincia de Córdoba (Martino, R. & Guereschi, A., Eds.). Asociación Geológica Argentina, Córdoba, 1025-1075.

Coggon, R. & Holland, T.J. (2002). Mixing properties of phengitic micas and revised garnet-phengite thermobarometers. Journal of Metamorphic Geology, 20(7): 683-696.

Dempster, T.J. (1992). Zoning and recrystallization of phengitic micas: implications for metamorphic equilibration. Contributions to Mineralogy and Petrology, 109(4): 526-537.

Ducart, D.F.; Crósta, A.P.; Souza Filho, C.R. & Coniglio, J. (2006). Alteration mineralogy at the Cerro La Mina epithermal prospect, Patagonia, Argentina: field mapping, shortwave infrared spectroscopy and ASTER images. Economic Geology, 101: 981-996.

Eberl, D.D.; Srodon, J.; Lee, M.; Nadeau, P.H. & Northrop, H.R. (1987). Sericite from the Silverton caldera, Colorado: correlation among structure, composition, origin, and particle thickness. American Mineralogist, 72: 914–934.

Ernst, W.G. (1963). Significance of phengitic micas from low-grade schists. American Mineralogist, 48: 1357-1373.

Fagiano, M.; Pinotti, L.; Esparza, A. & Martino, R. (2002). La faja de cizalla Guacha Corral, Sierras Pampeanas de Córdoba, Argentina. Libro de Actas, XV Congreso Geológico Argentino, El Calafate (Argentina), 259-264.

Gettings, M.E. (2005). Multifractal magnetic susceptibility distribution models of hydrothermally altered rocks in the Needle Creek Igneous Center of the Absaroka Mountains, Wyoming. Nonlinear Processes in Geophysics, 12(5): 587-601.

Gouzu, C.; Itaya, T. & Takeshita, H. (2005). Interlayer cation vacancies of phengites in calcshists from the Piemonte zone, western Alps, Italy. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 100(4): 142–149.

Green, T.H. & Hellman, P.L. (1982). Fe-Mg partitioning between coexisting garnet and phengite at high pressure and comments on a garnet-phengite geothermometer. Lithos, 15(4): 253-266.

Groves, D.; Goldfarb, R.; Robert, F. & Hart, C. (2003). Gold deposits in metamorphic belts: Overview of current understanding, outstanding problems, future research, and exploration significance. Economic Geology, 98(1): 1-29.

Guo, N.; Guo, K.; Zhang, T. & Liu, T. (2012). Hydrothermal alteration distribution model of the Jiama (Gyama) copper-polymetallic deposit based on shortwave technique. Acta Geoscientica Sinica, 33(4): 641-653.

Haeberlin, Y.; Moritz, R. & Fontboté, L. (2002). Paleozoic orogenic gold deposits in the eastern Central Andes and its foreland, South America. Ore Geololgy Reviews, 22: 41-59.

Harvey, C.C. & Browne, P.R. (1991). Mixed-layer clay geothermometry in the Wairakei Geothermal Field, New Zealand. Clays and Clay Minerals, 39: 614-621.

Hauff, P. (2008). An overview of VIS-NIR-SWIR field spectroscopy as applied to precious metals exploration. Spectral International Inc., Arvada (Colorado), 71 pp.

Hauff, P.L.; Kruse, F.A. & Madrid, R.J. (1989). Gold exploration using illite polytypes defined by X-ray diffraction and reflectance and reflectance spectroscopy. Proceedings of the World Gold ‘89 Joint International Meeting of SME and AusIMM, 76-82.

Hemley, J.J. & Jones, W.R. (1964). Chemical aspects of hydrothermal alteration with emphasis on hydrogen metasomatism. Economic Geology, 59: 538–569.

Herrmann, W.; Blake, M.; Doyle, M.; Huston, D.; Kamprad, J.; Merry, N. & Pontual, S. (2001). Short wavelength infrared (SWIR) spectral analysis of hydrothermal alteration zones associated with base metal sulfide deposits at Rosebery and Western Tharsis, Tasmania, and Highway-Reward, Queensland. Economic Geology, 96(5): 939-955.

Irvine, R.J. & Smith, M.J. (1990). Geophysical exploration for epithermal gold deposits. Journal of Geochemical Exploration, 36(1): 375-412.

Krogh Ravna, E.J. & Terry, M.P. (2004). Geothermobarometry of UHP and HP eclogites and schists: an evaluation of equilibria among garnet–clinopyroxene–kyanite–phengite–coesite/quartz. Journal of metamorphic Geology, 22(6): 579-592.

Kruse, F. A. & Hauff, P. L. (1991). Identification of illite polytype zoning in disseminated gold deposits using reflectance spectroscopy and X-ray diffraction-potential for mapping with imaging spectrometers. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 29(1): 101-104.

Kübler, B. (1987). Cristallinité de l’illite, méthodes normalisées de préparations, méthodes normalisées de mesures. Cahier Institut de Géologie de Neuchâtel, Série ADX, 13 pp.

Kübler, B. & Jaboyedoff, M. (2000). Cristallinité de l’illite. Le POINT SUR. Comptes Rendus de l’Académie des Sciences-Series IIA-Earth and Planetary Science, 331: 75-89.

Laakso, K.; Rivard, B.; Peter, J.M.; White, H.P.; Maloley, M.; Harris, J. & Rogge, D. (2015). Application of airborne, laboratory and field hyperespectral methods to mineral exploration in the Canadian arctict: recognition and characterization of volcanogenic massive sulfide-associated hydrothermal alteration in the Izok Lake Deposit Area, Nunavut, Canada. Economic Geology, 110: 925-941.

Laakso, K.; Peter, J. M.; Rivard, B. & White, H. P. (2016). Short-Wave Infrared Spectral and Geochemical Characteristics of Hydrothermal Alteration at the Archean Izok Lake Zn-Cu-Pb-Ag Volcanogenic Massive Sulfide Deposit, Nunavut, Canada: Application in Exploration Target Vectoring. Economic Geology, 111(5): 1223-1239.

Lapointe, P.; Morris, W.A. & Harding, K.L. (1986). Interpretation of magnetic susceptibility: a new approach to geophysical evaluation of the degree of rock alteration. Canadian Journal of Earth Sciences, 23(3): 393-401.

Li, S.; Wang, S.; Chen, Y.; Liu, D.; Qiu, J.I., Zhou, H. & Zhang, Z. (1994). Excess argon in phengite from eclogite: Evidence from dating of eclogite minerals by Sm/Nd, Rb/Sr and 40Ar/39Ar methods. Chemical Geology, 112(3): 343-350.

Maffini, M.N. (2015). Estudio petro-estructural, mineralógico y metalogenético de depósitos vetiformes mesotermales (Pb-Zn-Cu-Ag-Au) emplazados en el basamento metamórfico de la Sierra de Comechingones, en proximidad a cuerpos ígneos plutónicos, Sierras Pampeanas Orientales. Tesis Doctoral, Universidad Nacional de Río Cuarto (Argentina), 284 pp.

Maffini, M.N.; Coniglio, J.; D’Eramo, F.; Demartis, M.; Pinotti, L.; Bin, I. & Petrelli, H. (2012). Vetas mesotermales de Pb-Zn-Ag-Au emplazadas al este del Batolito Cerro Áspero, Sierra de Comechingones, Córdoba. Serie de Correlación Geológica, 28(2): 93-106.

Maffini, M.N.; Coniglio, J.; D’Eramo, F.; Demartis, M. & Brodtkorb, M. (2013). Hallazgo de halogenuros de plata en vetas hidrotermales emplazadas en el basamento metamórfico de la Sierra de Comechingones, Córdoba. Actas del 11° Congreso de Mineralogía y Metalogenia, San Juan (Argentina), 239-242.

Maffini, M.N.; Ducart, D.F; Coniglio, J.; D’Eramo, F.; Moreira Silva, A.; Demartis, M.; Bemfica Toledo, C. & Pinotti, L. (2015). Espectroscopía de reflectancia aplicada al estudio de depósitos polimetálicos de Pb, Zn, Cu ± Ag ± Au del sur de la Sierras de Córdoba, Argentina. XVII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, João Pessoa-PB (Brasil), 5477-5484.

Martino, R. (2003). Las fajas de deformación dúctil de las Sierras Pampeanas de Córdoba: Una rese-a general. Revista de la Asociación Geológica Argentina, 58(4): 549-571.

Meunier, A. & Velde, B. (1982). Phengitization, sericitization and potassium-beidellite in a hydrothermally altered granite. Clays and clay Minerals, 17(3): 285- 299.

Meunier, A. & Velde, B. (2013). Illite: Origins, evolution and metamorphism. Springer Science & Business Media, Germany, 289 pp.

Mutti, D.; Di Marco, A. & Geuna S. (2007). Depósitos polimetálicos en el Orógeno Famatiniano de las Sierras Pampeanas de San Luis y Córdoba: fluidos, fuentes y modelos de emplazamiento. Revista de la Asociación Geológica Argentina, 62(1): 44-6.

Otamendi, J.; Castellarini, P.; Fagiano, M.; Demichelis, A. & Tibaldi, A. (2004). Cambrian to Devonian Geologic Evolution of the Sierra de Comechingones, Estern Sierras Pampeanas, Argentina: Evidence for the Development and exhumation of Continental Crust on the Proto-Pacific Margin of Gondwana. Gondwana Research, 7(4): 1143-1155.

Peter, J. M.; Layton-Matthews, D,: Gadd, M. G.; Gill, S.; Baker, S.; Plett, S. & Paradis, S. (2015). Application of Visible-Near Infrared and Short Wave Infrared Spectroscopy to Sediment-hosted Zn-Pb Deposit Exploration in the Selwyn Basin, Yukon. In: Targeted Geoscience Initiative 4: Sediment-hosted Zn-Pb Deposits: Processes and Implications for Exploration (Paradis, S., Ed.), Geological Survey of Canada, 152-172.

Pontual, S.; Merry, N. & Gamson, P. (1997). G-Mex Volume 1: Special Interpretation Field Manual. Ausspec International, Kew, 55p.

Radice, S.; Pinotti, L.; Lince Klinger, F.; Fagiano, M. & Giménez, M. (2014). Resultados gravimétricos preliminares de la porción central de la Sierra de Comechingones, Córdoba, Argentina. XXVII Reunión Científica de la Asociación Argentina de Geofísicos y geodestas, San Juan (Argentina), 393.

Reyes, A. G. (1990). Petrology of Philippine geothermal systems and the application of alteration mineralogy to their assessment. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 43(1): 279-309.

Rieder, M.; Cavazzini, G.; D’Yakonov, Y.S.; Frank-Kamenetskii, V.A.; Gottardi, G.; Guggenheim, S.; Koval, P.V.; Müller, G.; Neiva, A.M.R.; Radoslovich, E.W.; Robert, J. L.; Sassi, F.P.; Takeda, H.; Weiss, Z. & Wones, D.R. (1998). Nomenclature of the micas. The Canadian Mineralogist, 36: 905–912.

Scott, K. M. & Yang, K. (1997). Spectral reflectance studies of white micas. Australian Mineral Industries Research Association Ltd. Report 439, 35 pp.

Skirrow R.G.; Camacho, A.; Lyons, P.; Pieters, P.; Sims, J.; Stuart-Smith, P. & Miró, R. (2000). Metallogeny of the southern Sierras Pampeanas, Argentina: Geological, 40Ar-39Ar dating and stable isotope evidence for Devonian Au, Ag-Pb-Zn and W ore formation. Ore Geology Review, 17: 39-81.

Sonntag, I.; Laukamp, C. & Hagemann, S. G. (2012). Low potassium hydrothermal alteration in low sulfidation epithermal systems as detected by IRS and XRD: An example from the Co–O mine, Eastern Mindanao, Philippines. Ore Geology Reviews, 45: 47-60.

Steiner, A. (1968) Clay minerals in hydrothermally altered rocks at Wairakei, New Zeland. Clays and Clay Minerals, 16: 193-213.

Steiner, A. (1977). The Wairakei geothermal area, North Island, New Zealand: its subsurface geology and hydrothermal rock alteration. New Zealand Department of Scientific and Industrial Research, Wellington, 135 pp.

Tappert, M.; Rivart, B.; Giles, D.; Tappert, R. & Mauger, A. (2013). The mineral chemistry, near– infrared and middle-infrared spectroscopy of phengite from the Olympic Dam deposit, South Australia. Ore Geology Reviews, 53: 26-38.

Thompson, A.J.; Hauff, P.L. & Robitaille, A.J. (1999). Alteration mapping in exploration—application of short-wave infrared (SWIR) spectroscopy. Society of Economic Geologists Newsletter, 39(1): 16–27.

Van Ruitenbeek, F.J.; Cudahy, T.; Hale, M. & van der Meer, F.D. (2005). Tracing fluid pathways in fossil hydrothermal systems with near-infrared spectroscopy. Geology, 33(7): 597-600.

Van Ruitenbeek, F. J.; Debba, P.; van der Meer, F. D.; Cudahy, T.; van der Meijde, M. & Hale, M. (2006). Mapping white micas and their absorption wavelengths using hyperspectral band ratios. Remote Sensing of Environment, 102(3): 211-222.

Velde, B. (1965). Phengite micas: synthesis, stability, and natural occurrence. American Journal of Science, 263: 886–913.

Yang, K.; Huntington, J.F.; Cudahy, T J.; Mason, P. & Scott, K.M. (2001). Spectrally mapping the compositional variation of white micas in hydrothermal systems and the application in mineral exploration. En Geoscience and Remote Sensing Symposium, Sydney, Australia, 7: 3294-3296.

Yang, K.; Huntington, J. F.; Gemmell, J. B. & Scott, K. M. (2011). Variations in composition and abundance of white mica in the hydrothermal alteration system at Hellyer, Tasmania, as revealed by infrared reflectance spectroscopy. Journal of Geochemical Exploration, 108(2): 143-156.




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