Descripción: |
La Zona de Ossa Morena (ZOM), situada en el suroeste de España,
representa una de las áreas geológicas más complejas y mejor estudiadas del
cinturón Varisco europeo. Esta complejidad deriva de la evolución tectónica
heterogénea que ha registrado la ZOM desde la orogenia Cadomiense
(Neoproterozoico ¿ Cámbrico temprano) hasta la orogenia Varisca (Paleozoico
tardío). La ZOM se caracteriza por una gran variedad de depósitos minerales
relacionados tanto con ambas orogenias como con la etapa de rifting que tuvo
lugar durante el Cámbrico temprano y el Ordovícico medio. Los depósitos de
óxidos de Fe, Cu Au y Ni Cu situados a lo largo del Cinturón de Olivenza
Monesterio (COM, estructura anticlinal situada en la parte central de la ZOM) son
de particular importancia e interés por su origen controvertido. Este estudio está
enfocado en tres áreas dentro del COM que representan problemas
metalogenéticos bien definidos: el filón de Cu Au de la mina Sultana, el depósito
de magnetita de La Berrona y la albitita del área de Valuengo, asociada al depósito
de La Berrona.
La mineralización de Cu Au de Sultana se sitúa al sureste del COM y
consiste en venas o filones de cuarzo y anquerita encajadas en el Stock Varisco de
Sultana así como en las pizarras negras y metagrauvacas Precámbricas de la Serie
Negra. La mineralización se compone principalmente de calcopirita, bismutinita y
maldonita y desarrolla una altiiieración sericítica en la roca de caja. Por su parte, el
depósito de La Berrona es un cuerpo epigenético de forma cilíndrica encajado en
el granito albítico del mismo nombre así como en las calizas de edad Cámbrico
temprano y medio de la formación Malcocinado. La mineralización es de tipo
remplazante con desarrollo de brechas y stockwork en la parte alta the la intrusión
albítica. Esta albitita forma parte de las albititas Cámbricas del área de Valuengo
situadas en la parte central del COM, y como La Berrona, algunas de ellas están
asociadas a depósitos de magnetita. La roca presenta una textura porfirítica con
predominancia de plagioclasa albita e intruye las calizas, pizarras y corneanas
calcosilicatadas del Cámbrico temprano medio así como las pizarras negras
Precámbricas de la Serie Negra.
Los objetivos principales de esta tesis son (1) caracterizar los fluidos e
investigar las causas de la precipitación del Cu y el Au en el yacimiento de
Sultana, (2) investigar la formación del stock albítico de La Berrona así como su
origen magmático o hidrotermal, y (3) caracterizar la evolución magmático
hidrotermal del depósito de magnetita de La Berrona, desde la intrusión del stock
albítico hasta el depósito de los metales. Para alcanzar estos objetivos se ha llevado
a cabo un estudio detallado de inclusiones fluidas y vítreas mediante su
caracterización petrográfica y microtermometrica, combinado con análisis de
catodoluminiscencia por microscopio electrónico de barrido (SEM CL), ablación
láser con espectrometría de masas con fuente de plasma de acoplamiento
inductivo (LA ICPMS) y espectroscopía Raman. Además, se han realizado
isótopos estables de S e isótopos radiogénicos de Sr Nd Pb para confirmar las
hipótesis establecidas mediante las inclusiones fluidas y vítreas.
Las imágenes de SEM CL del filón de Cu y Au de Sultana revelan al menos
tres generaciones de cuarzo sugiriendo un relleno polifásico con procesos de
disolución y precipitación en espacios abiertos y fracturas. El estudio detallado de
inclusiones fluidas combinado con las imágenes de catodoluminiscencia indica
que un fluido de baja salinidad (<4 to 15 wt % NaCl eq; promedio de 5 wt % NaCl
eq.) con contenidos bajos en CO2 (10.4 mol %), densidad intermedia y alta
concentración en metales (> 537 g/g Cu, >539 S g/g) fue atrapado a presiones
estimadas de ~800 bares y temperaturas de más de 420 ºC. A continuación, y
coincidiendo con el proceso de disolución de la primera generación de cuarzo
(Q1), el fluido se separa en dos fases por condensación de una fase minoritaria
salina (~ 40 wt % NaCl eq.) y una fase vapor de muy baja salinidad (~ 2.4 wt %
NaCl eq.) a una temperatura de alrededor de 350 ºC y a 100 ¿ 300 bares de presión.
Ambas fases transportan los metales de cobre y posiblemente oro (335 ± 123 g/g
Cu, 9.5 ± 6.6 g/g Au) en el sistema. El sulfuro de cobre precipita en los espacios
abiertos generados antes o conjuntamente con la precipitación de la segunda
generación de cuarzo (Q2). Esta precipitación se confirma con la concentración de
Cu, que desciende drásticamente de 700 g/g en las inclusiones salinas y de vapor
a menos de 0.1 g/g en las inclusiones secundarias posteriores a la precipitación
de la calcopirita. El oro precipita después en las fracturas cortando la calcopirita,
debido probablemente a un exceso de azufre en la fase vapor que transportó el oro
tras depositarse el Cu.
El reconocimiento de inclusiones vítreas silicatadas (SMI, silicate melt
inclusions) en los fenocristales de cuarzo de la albitita de La Berrona demuestra
que esta roca es magmática en origen y que no ha sido formada por procesos
metasomáticos como se ha sugerido previamente en la literatura. Estas inclusiones
vítreas así como algunos glóbulos de óxidos de hierro (IOB, iron oxide blebs) han
sido analizadas mediante ablación laser (LA ICPMS) para establecer su
composición química. Las inclusiones vítreas presentan una composición albítica
con SiO2 (73.2±1.9 wt%), Na2O (6.8±1.1 wt%), K2O (0.1±0.1 wt%) y CaO (0.6±0.4
wt%) como elementos mayores. En concordancia con el comportamiento
compatible e incompatible de los elementos traza en sistemas magmáticos,
elementos como el Ba, Sr, V, Zr, Ni y P son compatibles con la mineralogía de la
albitita mientras que otros elementos incompatibles y metales como el Cu, Pb, Zn
y Mo permanecen en el fundido representado por las inclusiones vítreas. La
comparación de la composición de las inclusiones vítreas silicatadas con
composiciones obtenidas en estudios experimentales así como el estudio de
isótopos radiogénicos sugieren que el fundido albítico se formó por fusión parcial
de rocas de la corteza. Así mismo, es probable que la presencia de agua y flúor en
el fundido desviara el eutéctico del sistema haplogranítico hacia composiciones
más ricas en plagioclasa albita. Por otra parte, el análisis preliminar de LA ICPMS
de los glóbulos de óxidos de hierro en los fenocristales de cuarzo indica
composiciones ricas en Fe, Ti y P sugiriendo la existencia de una fase fundida de
esta composición que fue segregada del fundido silicatado.
La mineralización de La Berrona es incuestionablemente de origen
hidrotermal, con desarrollo de brechas y stockwork en las zonas altas de la albitita
y remplazamiento de magnetita actinolita albita de las calizas encajantes y de la
propia albitita. La magnetita de la mineralización presenta bajos contenidos en Ti
y P lo que sugiere que los fluidos no interaccionaron con la fase inmiscible de
óxidos de hierro rica en estos elementos.
Los resultados presentados en esta tesis representan casos prácticos que
conllevan las siguientes implicaciones: (1) los sistemas de filones de cobre y oro
asociados a intrusiones pueden presentar mecanismos de precipitación y
transporte de metales similares a los que operan en los depósitos tipo pórfido
cuprífero (como por ejemplo separación de fases, enfriamiento, solubilidad
retrógrada del cuarzo, entre otros) y también características típicas de venas
mesotermales y depósitos de oro metamórfico como el contexto geológico o la
composición de fluidos; (2) la roca albítica, típicamente asociada a depósitos de
magnetita, puede ser también de origen magmático y no sólo metasomático como
se ha venido sugiriendo en la literatura hasta el momento. Esta roca albítica
podría tener así una importancia crítica en la formación de depósitos epígeneticos
de magnetita. El origen magmático de esta roca es posiblemente la contribución
científica más innovadora de esta tesis ya que abre nuevas líneas de investigación
para futuros estudios en el ámbito del origen magmático de rocas félsicas ricas en
plagioclasa y también estudios relacionados con exsolución de fundidos y fluidos
ricos en óxidos de Fe como mecanismo para formar depósitos de magnetita
magmáticos e hidrotermales respectivamente. Finalmente, (3) el tratamiento del
estudio de inclusiones fluidas y vítreas como inclusiones atrapadas
sincrónicamente en una asociación (FIA: fluid inclusion assemblage o asociación
de inclusiones fluidas) es de importancia crítica para obtener datos geoquímicos
fiables y realistas. Igualmente, la combinación del estudio de inclusiones fluidas y
vítreas con otras técnicas como LA ICPMS, imágenes de SEM CL y espectroscopía
Raman se ha revelado como una herramienta muy útil para el estudio del origen
de los depósitos minerales. |