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EXPLORACIONES EPITERMALES (AU-AG) EN EL NORTE Y SUR DE PERÚ: HERRAMIENTAS EL MAGMATISMO, VULCANOLOGÍA Y GEOQUÍMICA

Por: Eng., Ph.D. Mirian Mamani, Researcher and Independent Consultant.


Resumen

La exploración por metales como el Au-Ag en depósitos epitermales siempre será atractiva. En los últimos años se ha incrementado los estudios de magmatismo y geoquímica para varios yacimientos epitermales relacionados a grandes complejos volcánicos en el sur y norte de Perú. En el presente artículo se integra esta información y los trabajos de campo e investigaciones sobre magmatismo y volcanología del Meso-Cenozoico Andino por más de 17 años en el norte de Chile y Perú.

Se concluye que para ampliar y explorar por depósitos epitermales es importante estimar el volumen emitido y los tipos de erupciones de los aparatos volcánicos en tiempo y espacio dentro de los complejos de estas características a lo largo de los Andes. Es necesario conocer la geoquímica y arquitectura de todas las rocas emitidas y de caja, se analizan dos grande complejos volcánicos con varios depósitos epitermales y los resultados pueden servir como herramientas de exploración y así contribuir a tomar decisiones estratégicas y ahorrar costos en los programas de perforación y exploración por Au-Ag en vetas y diseminados en la región Andina.

Introducción

Los depósitos epitermales de Au y Ag son las manifestaciones someras de sistemas volcánico-pórfido hidrotermales y reflejan el magmatismo a escala distrital y/o cortical. Muchos de estos yacimientos constituyen la parte superior de todo un sistema magmático-hidrotermal y en su parte profunda y lateral se forman depósitos de pórfidos de Cu-Au-Mo.

En los Andes Centrales, hacia el sur y norte de Perú, los yacimientos hidrotermales relacionados a campos volcánicos están divididos principalmente en epitermales de baja y alta sulfuración, y se distinguen por sus característicos ensambles mineralógicos que acompañan al Au-Ag.

En los depósitos de baja a intermedia sulfuración están los ensambles mineralógicos típicos que incluyen al cuarzo, adularia, calcita e illita. Mientras que para los depósitos de alta sulfuración están los ensambles mineralógicos que incluyen al cuarzo, alunita, pirofilita, dickita, y caolinita.

La abundante información de análisis de elementos mayores de rocas volcánicas y subvolcánicas de grandes campos volcánicos asociados con yacimientos epitermales en el sur y norte de Perú indica que en su mayoría son de la serie magmática calcoalcalina y tienen amplio rango de composición que va desde basaltos-andesitas a riolíticas (Longo, 2005; Mamani, 2010, Montgomery, 2012; Callupe, 20112; Salazar, 2009).

Por otro lado, los elementos traza y razones isotópicas de Pb, Sr, Nd para las rocas relacionadas a depósitos epitermales sugieren que sus variaciones geoquímicas rastrean la presencia de minerales residuales de mayor presión como anfíboles y granate en la corteza continental inferior, y que el grosor de la corteza ha incrementado a lo largo del tiempo desde el Jurásico y en los Andes peruanos cambia de sur a norte (Mamani et al., 2010). Las variaciones isotópicas sugieren además que los basamentos, han influido en la composición de los magmas a través de la asimilación.

Actualmente, en general se considera que las composiciones de las rocas volcánicas no constituyen criterios de exploración efectivos con respecto a la identificación de terrenos prospectivos para la formación de depósitos epitermales, y se cree que este tipo de estudios geoquímicos solo funciona para rocas intrusivas frescas de sistemas porfiríticos Cu-Au-Mo. Sin embargo, en base a los trabajos de campo realizados en el norte y sur, viendo la estrecha asociación espacial y temporal de rocas volcánicas y yacimientos epitermales sugiere una relación genética mutua, por lo tanto, la composición de las rocas sigue siendo fundamental incluso en este caso como lo demostrará este artículo.

Es probable que los sistemas volcánicos algunas veces contribuyan en la formación de Au-Ag diseminada y otras veces Au-Ag en vetas a través de energía térmica en la corteza continental superior. En consecuencia, la exploración de depósitos epitermales además requiere conocer sobre vulcanología de sistemas magmáticos andinos hospedados en corteza gruesas y delgadas, entender como los sistemas volcánicos pueden aportar energía térmica para formar yacimientos epitermales de baja sulfuración basado en la interpretación de la composición de los magmas de toda la arquitectura volcánica, incluido rocas hospedantes de los aparatos volcánicos.

En el presente resumen se pretender explicar estas variables a considerar y mostrar algunos resultados de sistemas epitermales en los complejos volcánicos de Cotahuasi, Yanacocha y Tres Lagunas, es decir, no solo de la roca más superficial sino de todo los aparatos volcánicos que hospedan los depósitos epitermales y se hace una comparación volumétrica de los magmas con los campos volcánicos del North Pass Caldera Complex, en Estados Unidos de Norteamérica para conocer cuánto influye la emisión excesiva de ignimbritas en la formación de estos yacimientos de baja y alta sulfuración.

Complejos volcánicos relacionados a depósitos epitermales

Hay muy pocos lugares en los Andes donde se tiene grandes volúmenes de rocas volcánicas y que estén relacionados a depósitos epitermales y a campos geotérmicos. Se conoce que el más grande en Sudamérica corresponde a zona del Altiplano Puna Volcanic Complex (APVC) donde en cuatro pulsos eruptivos entre 10, 8, 6 y 4 Ma se emitió por lo menos 10,000 km3 de magma dacítico, con unos picos de producción que se estiman en un rango de 3:1 a 5:1 plutónico: volcánico (de Silva & Gosnold, 2007).

En el presente trabajo se postula que durante el Mioceno (19 y 9 Ma) el campo más grande de complejos volcánicos que se formó en los Andes corresponde al de Cotahuasi, sur de Perú. En la Figura 1 se muestra un mapa geológico con los posibles calderas de los complejos volcánicos y la ubicación de los principales depósitos epitermales de baja-intermedia sulfuración y se le denomina: Cotahuasi Volcanic Complex (CVC), el nombre se debe a que muchas de las calderas están siendo cortadas por los ríos principales del cañón de Cotahuasi, los mismos que empezaron a incisar la zona hace 13 Ma.

Gran parte del área de aproximadamente 18,000 km2 está cubierta por grandes volúmenes de ignimbritas. Los aparatos volcánicos descansan en las rocas sedimentarias del Grupo Yura (Jurásico) y Formación Ferrobamba-Arcurquina (Cretácico), y algunos intrusivos de composición diorita-granodiorita del Cretácico superior. En este complejo volcánico hay calderas eruptivas y no eruptivas, monogenéticos, estratovolcanes, lavas fisúrales y están muy próximas entre ellas. No es común ver este tipo de complejos volcánicos con tanta producción de magma. Para tener una idea, el área y complejidad se asemeja al del complejo volcánico de Northpass en Estados Unidos de Norteamérica (Lipman & McIntosh, 2008).

En el CVC muchos centros de emisión están cubiertos y consisten de conjuntos de domos de composición dacita-riolita. Los depósitos epitermales de baja sulfuración son vetas kilométricas con cuarzo, adularia, calcita e illita con direcciones paralelas al cañón y perpendiculares. En general las composiciones químicas de las rocas volcánicas varían entre andesitas a riolitas. Los domos y pórfidos de composición dacita-riolita no tienen mineralización diseminada como es el caso del norte.

El rol de los domos en la formación de depósitos epitermales de baja sulfuración es más de generar calor térmico por decaimiento radiactivo cuya energía favorece que los cationes de Au-Ag se concentren en espacios disponibles a lo largo de las vetas. En conclusión, en todo el complejo volcánico de Cotahuasi no se conoce domos o pórfidos que contengan mineralización de Au-Ag diseminada.

En el norte del Perú afloran otros complejos volcánicos como el de Yanacocha y Lagunas Norte Volcanic Complex (Y-LNVC), cada uno con un área cubierta de ignimbritas que abarca aprox. 5,600 km2, área menor que en el sur (Figura 2). Los centros de emisión están relacionados a domos de composición dacita y los antiguos centros de emisión son los que están relacionados a los depósitos epitermales de alta sulfuración. Las rocas caja donde se emplazan los aparatos volcánicos corresponden a las areniscas del Grupo Goyllariquizga (Cretácico inferior) y rocas carbonatadas de varias formaciones del Cretácico superior (Inca, Chulec, Pariatambo, Pulluicana, Quilquijan y Cajamarca).

La secuencia volcánica completa, desde el Neogeno que se observa en el norte consiste desde la base al techo en: andesitas porfiriticas e ignimbritas del Eoceno rellenando los paleorelieves y sobre estas yacen los productos volcánicos emitidos por las calderas del Mioceno y se tratan de flujos de lavas de composición andesita, brechas volcánicas, domos daciticos y pórfidos dacíticos. Los dos últimos son los que están relacionados a la mayor concentración de Au-Ag y acompañados del ensamble mineralógico cuarzo, alunita, pirofilita, dickita y caolinita. Aquí es importante mencionar que las ignimbritas en el YLNCV tienen composición dacita con altos contenidos de volátiles como S, Cl.

Geoquímica de las rocas de los complejos volcánicos

Para el presente trabajo se integró los datos publicados en los trabajos de Longo, 2005; Callupe, 2012; Mamani, 2010; Montgomery, 2012; Salazar, 2009; Montano, 2010; Brandemeir, 2013 y Mamani en preparación.

Las curvas de concentraciones de elementos de tierras raras que se muestra en la Figura 4 corresponden a todas las litologías de los depósitos epitermales por complejo volcánico, normalmente lo que se conoce de la geoquímica de depósitos epitermales está relacionado a una o dos litologías y pocas veces se analiza en su conjunto.

La diferencia entre ambas es la forma de las curvas de concentración, en el norte es cóncava y en el sur con pendiente pronunciada y con anomalía negativa en Eu (Figura 4). Las mayores diferencias se observan entre los elementos de Sm y Lu, que son los más incompatibles y la removilización de estos se puede dar solo si hay exceso de S y Cl y solo en los complejos volcánicos del norte tienen las removilizaciones y las del sur no, con esto se explicaría porque en el norte si hay diseminación de Au-Ag y en el sur no, porque los elementos volátiles como Cl y S se disiparon en las inmensas erupciones volcánicas, por esta razón, el área de ignimbritas en el sur es kilométrica.

Al tomar decisiones en los programas de perforación es importante tener en cuenta estos resultados y en los planes de exploración saber qué tipo de depósito epitermal encontrarás en función al tipo de actividad volcánica y los posibles contaminantes en la corteza superior, es decir, las rocas caja que influyeron en sus características geoquímicas ya que estas aportan los elementos radiactivos en el sistema.

En los depósitos epitermales de baja sulfuración las concentraciones de los elementos radiactivos como K-Th-U serán siempre altas y si es así no hay forma de encontrar el Au-Ag diseminado, la posibilidad es casi nula. Al explorar epitermales de alta sulfuración, las rocas volcánicas deben tener bajas concentraciones en elementos radiactivos y poca o casi nada de anomalía negativa de Eu, porque si es llamativo que la anomalía negativa de Eu está relacionada directamente al fraccionamiento de feldespatos, por lo que K se elevará y enseguida Th y U también.

Bibliografía

Callupe, R. 2012. Geología, petrografía y geoquímica de Los Volcánicos Cenozoicos de La Cordillera del Huanzo - Sur del Perú: (Tesis grado). Universidad Nacional de Ingeniería, Peru, 140 p.

Lipman, P.W., and McIntosh, W.C. 2008. Eruptive and non-eruptive calderas, northeastern San Juan Mountains, Colorado: where did the ignimbrites come from?: Geological Society of America Bulletin, v. 120, p. 771-795.

Longo, A. 2005. Evolution of Volcanism and Hydrothermal Activity in the Yanacocha Mining District, Northern Perú: (Ph. D. thesis), Oregon State University, USA, 504 p.

Mamani, M., Worner, G. y Sempere, T. 2009. Geochemical variations in igneous rocks of the Central Andean Orocline (13°S to 18°S): Tracing crustal thickening and magma generation through time space. Geological Society of America Bulletin, Vol. 122, p. 162-182.

Montgomery, A.T. 2012. Metallogenetic controls on Miocene High- Sulphidation Epithermal Gold Mineralization, Alto Chicama District, La Libertad, Northern Peru: Ph.D thesis, Queen’s University Kingston, Ontario, Canada, p. 455.

Salazar, J., Sarmiento, J., Vidal, C.E., Noble, D.C. 2009. Bonanza gold-telluride epithermal vein mineralization of the Chipmo zone, Orcopampa district, Southern Peru: Sociedad Geológica del Perú, Volumen Especial, n. 7, p. 107-149.

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