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POSGRADOENCIENCIASDELATIERRA
CENTRODEGEOCIENCIAS,CAMPUSJURIQUILLA
METALOGENIADELPRFIDODECOBREDETIMARO,
ESTADODEMICHOACN
QUEPARAOBTENERELGRADODE:
DOCTORENCIENCIASDELATIERRA
PRESENTA:
CARLOSEDUARDOGARZAGONZLEZVLEZ
TUTOR:DR.EDUARDOGONZALEZPARTIDA
2007
Amiesposa:
Mitsuko
Amishijos:
Carlos
RosaAurora
Luis
Amimadre:
Amishermanos:
RosaMaraGonzlezVlezMuiz
Abel
Fernando
RosaAurora
Miguelngel
MaradeLourdes
MaradelPilar
Alamemoriademipadre:
AbelGarzaAlonso
ydemihermano:
PedroJorgeGarzaGonzlezVlez
Amistos:
MarianoGonzlezVlezAldana
AmparoEstebandeGonzlezVlez
AmismaestrosdelaLicenciatura,actualesdocentesenlaFacultaddeIngenieradela
UNAM:
GermnArriagaGarca
BlancaEstelaBuitrnSnchez
LeovigildoCepedaDvila
RicardoJ.PadillaySnchez
JosHctorSandovalOchoa
MiguelI.VeraOcampo
Alamemoriademismaestros:
AlbertoTerronesLangon
Amiscompaerosdetrabajoycolegas
BenjamnMrquezCastaeda
AGRADECIMIENTOS
El inicio y la consumacin del presente trabajo de tesis ha sido posible gracias al invaluable
auspiciodelaDireccinGeneraldeAsuntosdelPersonalAcadmicodelaUNAM,pormedio
del Programa de Apoyo a Proyectos de Investigacin e Innovacin Tecnolgica (proyecto
IN103703). Muchas gracias a todos aqullos que por esta va hicieron posible el desarrollo y
trminodelapresenteinvestigacin.Asimismodeseopatentizarmisinceroagradecimientoa
la misma DGAPA, por el apoyo que me brind a travs de la Coordinacin del Programa de
Superacin del Personal Acadmico de la Facultad de Ingeniera, en particular a la Maestra
ArtemisaPedrozaDeDeGortariporsusfinasatencionesyvaliososcomentarios.
Hago extensivo mi franco agradecimiento, a las autoridades acadmicas y acadmico
administrativasdelaFacultaddeIngenieradelaUNAM,porsuamplioeinestimablerespaldo
ylaconfianzaquemeotorgaronduranteeldesarrollodelapresenteinvestigacin.
Ha significado en lo personal, una experiencia verdaderamente enriquecedora el haber
contadoconlatutoradelDr.EduardoGonzlezPartida.Suautnticosentidohumanistayuna
frreavocacincientfica,simbiosisquesetraduceenunaampliavisinporlascienciasdela
tierra,representanvaloresqueenorgullecenlavidaacadmicaycientficadenuestracasade
estudios.GraciasDr.Gonzlezporlosconocimientoscompartidosylasideasesclarecedoras,
tan oportunas y bienvenidas a la discusin en los momentos de mayores incertidumbres.
Agradezcoasimismo,alDr.AntonioCamprub,Dr.CarlosCanet,Dr.LuisE.OrtizHernndez,Dr.
PeterSchaaf,Dr.MartnValenciaMorenoyDr.LuisF.Vassallo,porsuscerterasobservaciones
al texto; al Dr. Alexander Iriondo por los fechamientos isotpicos y comentarios; al Dr. Jordi
TridllaCambraporsusobservacionesylasfacilidadesbrindadasenlaconsecucindelosdatos
isotpicosdeazufre,carbonoyoxgenoyalDr.GillesLevresseporlosdatosdemicrosondaen
cloritasycomentarios.
El hecho de haber tenido la oportunidad de contar con las enseanzas de mi maestro Ing.
Germn Arriaga Garca ha sido una experiencia vital y trascendente en lo personal, y en la
consecucindelasmetasdelpresentetrabajodeinvestigacin.MuchasgraciasMaestropor
su genuina disposicin de compartir desinteresadamente su experiencia y conocimientos.
Asimismo,enlorelativoaldiseocreativoyelaboracindegrficos,hagopatentemiamplio
agradecimiento al Profesor Ing. Fernando Rosique Naranjo, por su valiosa, desinteresada y
siempre dispuesta intervencin a lo largo de todo el desarrollo del presente trabajo. Gracias
Fer,sintuapoyonosehubieranalcanzadolasmetasprevistas.
Agradezco al Sr. Laboratorista Juan Jos Ramrez Estrada por su entusiasta participacin y
meritorioapoyo,durantemilargaestanciaen elLaboratoriodeYacimientosMinerales dela
FacultaddeIngenieradelaUNAM.AlSr.LaboratoristaJorgeCuevasTrejoporsusatenciones
ylaesplndidapreparacindeseccionesdelgadas.
NDICE
Pag
RESUMEN.
INTRODUCCIN. .. 1
1.- OBJETIVOS. . 3
2.- GEOLOGA. . 4
2.1. Geologa regional... 4
2.1.1. Introduccin. 4
2.1.2. Mesozoico. 7
2.1.3. Cenozoico..... 17
2.2. Geologa local.22
2.2.1. Antecedentes. 22
2.2.2. Introduccin. 22
2.2.3. Complejo vulcano-plutnico 23
2.2.4. El batolito de Tuzantla. 28
2.2.5. Intrusivos de Timaro post-complejo vulcano-plutnico... 31
2.2.6. Contexto estructural.....43
3.- CARACTERSTICAS GEOQUMICAS DE LAS ROCAS
INTRUSIVAS RELACIONADAS CON EL PRFIDO DE
COBRE DE TIMARO................................................................................ 45
3.1. Introduccin............................................................................................... 45
3.2. Mtodo de estudio...................................................................................... 45
3.3. Geocronologa............................................................................................ 46
3. 4. Elementos mayores................................................................................... 57
3. 5. Elementos traza......................................................................................... 62
3. 6. Composicin isotpica.............................................................................. 70
3. 7. Discusin de resultados............................................................................ 73
4.- MODELO DE ALTERACIN HIDROTERMAL EN EL PRFIDO
DE COBRE DE TIMARO. 81
4.1. Introduccin............................................................................................... 81
4.2. Antecedentes...............................................................................................83
4.3. Petrografa de las alteraciones hipognicas............................................. 86
4.4. Paragnesis y zoneamiento vertical de las alteraciones
hipognicas y mineralizacin................................................................... 126
4.5. Cristaloqumica de cloritas. Geotermometra........................................... 129
4.6. Movilidad de los elementos........................................................................ 132
4.7. Interpretacin y discusin de los datos qumicos y mineralgicos.......... 138
RESUMEN
La investigacin y evaluacin en el contexto geolgico del yacimiento de la naturaleza
geoqumica e isotpica del magmatismo asociado y sus edades, acerca del origen y
distribucin de las alteraciones hidrotermales y sus relaciones con la evolucin
termodinmica de los fluidos hidrotermales y del comportamiento isotpico de mena y
ganga, condujeron a la conformacin del modelo metalognico de la mineralizacin en
el prfido de cobre de Timaro.
La zona mineralizada se localiza en la porcin noreste del Terreno Guerrero en el lmite
noroccidental del Subterreno Arcelia-Palmar Chico. En esta regin, dicho subterreno
est representado por secuencias vulcano-plutnicas (rea de Timaro) y vulcanosedimentarias, que se edificaron durante el Jursico-Cretcico, en un ambiente de arco
de islas y de cuenca posterior asociada, elementos que al ser considerados desde una
perspectiva regional, posiblemente formaron parte del desarrollo de un sistema de multiarco de islas, al integrarse las secuencias de este tipo reconocidas en las regiones de
Teloloapan y Zihuatanejo-Huetamo.
Se confeccion un nuevo mapa geolgico del rea de Timaro y se definieron en su
totalidad, nuevas litologas en las secciones de los cuatro barrenos con diamante. El
yacimiento se localiza en rocas hipabisales cerca de un cuerpo de dimensiones
batolticas (batolito de Tuzantla) de naturaleza calcialcalina, cuya composicin vara de
cuarzomonzontica a granodiortica, con edades determinadas en la presente
investigacin por U-Pb en zircones (SHRIMP), de 132.3 1.4 Ma para la
cuarzomonzonita y de 131.7 1.1 y 131.0 1.1 Ma para la granodiorita de biotita y la
granodiorita de hornblenda, respectivamente. Asimismo, los modelos Ar-Ar de estas
rocas evidencian que dicho batolito no experiment ningn episodio trmico importante
desde el Cretcico. La mineralizacin se encuentra albergada en microdioritas que
forman parte de un complejo vulcano-plutnico pre-Valanginiano, pero relacionada a
intrusiones hipabisales de naturaleza esencialmente tonaltica, adameltica y grantica
que tienen relaciones en el tiempo con el batolito de Tuzantla, dado que se logr
determinar una edad Ar-Ar en la sericita de la alteracin SCC que se desarrolla en un
microgranito con importante mineralizacin porfrica.
La caracterizacin geoqumica e isotpica de las rocas intrusivas relacionadas con la
mineralizacin porfrica fue sustentada respectivamente, por anlisis geoqumicos de
elementos mayores, elementos traza, tierras raras y por la generacin de datos isotpicos
de Sr, Sm, Nd y Pb. Estos ltimos se limitaron a muestras selectas del batolito de
Tuzantla y a una microdiorita del complejo vulcano-plutnico. En los diagramas K2O
versus SiO2 y AFM se demuestra el carcter toletico de los intrusivos del complejo
vulcano-plutnico (pre-valanginianos), que contrasta con la naturaleza calcialcalina de
las rocas del batolito de Tuzantla del Valanginiano. Las similitudes y diferencias en el
comportamiento de los elementos mayores en ambos grupos litogeoqumicos,
evidencian en general, el predominio de procesos AFC. Asimismo, los modelos de
elementos traza y de tierras raras de los intrusivos pre-valanginianos, adems de las
altas relaciones REE/HFSE (relativas a MORB-N) y a las relaciones La/Yb
normalizadas respecto al manto primitivo, indican composiciones muy parecidas a las
reconocidas en las toletas primitivas de arcos de islas. Los patrones de elementos traza
y de tierras raras de las rocas del batolito, representan un evidente reflejo de su afinidad
ii
iii
Finalmente, desde una perspectiva regional y local se hace una integracin y evaluacin
en el ambiente geolgico del yacimiento del conjunto de metalotectones que definen el
modelo de la mineralizacin porfdica y sus perspectivas de exploracin.
iv
Abstract
The investigation and evaluation in the geological context of the ore deposit of the
geochemical and isotopic nature of the associated magmatism and their ages, about the
origin and distribution of the hydrothermal alterations and their relations with the
thermodynamic of the hydrothermal fluids evolution and the isotopic behavior of
ore and gangue, lead to the confirmation of the metallogenic model of the
mineralization in the copper porphyry of Timaro.
The mineralized area is located in the northeast portion of the Terreno Guerrero in the
limit northwest of the Subterreno Arcelia-Palmar Chico. In this region, such subterrane
is represented by Vulcan-plutonic (Timaro area) and Vulcan-sedimentary sequences,
that was edificated during the Jurassic-Cretaceous, in an environment of arch of islands
and the basin back-arc associated, elements to be considerated from a regional
perspective, probably constitute part of the development of a multi-arch of island
system, by integrating the sequences of this type known in the regions of Teloloapan and
Zihuatanejo-Huetamo.
A new geological map was made of the Tiamaro area and was defined on its totality,
new lithologies in the sections of the four diamond drill holes. The ore deposit is located
in hypabisals rocks near a body of batholitic dimensions (batholith of Tuzantla) with
calcialcaline nature, whose composition varies from quartzmonzonite and
granodioritic, with determined ages in the present investigation by U-Pb in zircons
(SHRIMP), of 132.3 1.4 Ma for the quartzomonzonite and the 131.7 1.1 and 131.0
1.1 Ma for the granodiorite of biotite and the granodiorite of hornblende, respectively.
Also, the models Ar-Ar of this rock shows that such batholith did not experience any
important thermic episode since the Cretaceous. The mineralization is hosped in
microdiorites that makes part of a complex Vulcan-plutonic pre-Valanginian, but
related to intrusions hypabisals from a tonalitic essence nature, adamelitic and granitic
that have relations in the time with the batholith of Tuzantla, since it was able to
determine an age Ar-Ar in the sericite of the alteration SCC that its develop in a
microgranite with an important porphyric mineralization.
The geochemical and isotopic characterization of the intrusive rocks related with the
porphyric mineralization was respectively supported, by geochemical analysis of major
elements, trace elements, rare earth and by the generation of isotopic data of Sr, Sm, Nd
and Pb. This last ones were limited by selected samples of the batholith of Tuzantla and
a microdiorite of the Vulcan-plutonic complex. On the diagrams K20 versus Si02 and
AFM shows the tholeiitic character of the intrusives of the Vulcan-plutonic complex
(pre-Valanginian), that in contrast with the calcialcaline nature of the rocks of the
batholith of Tuzantla (Valanginian). The similarities and differences in the behavior of
the major elements in both lithogeochemical groups shows in general the predominance
of AFC process. Furthermore, the models of trace elements and rare earth of the preValanginian intrusives, also of the higher relations REE/HFSE (relatives to MORB-N)
and to the relations La/Yb normalized according to the primitive stratum, indicate
compositions very aliked to the ones recognized in the primitive tholeiities of island
archs. The patrons of trace elements and the rare earths of the batholitic rocks,
represent an evident reflection of their calcialcaline affinity; the mineralized intrusives
presents models of trace elements very similar to this rocks. With base in the contrasts
of age similarity, models of trace elements and isotope of Sr, Sm, Nd and Pb it has
vi
nature of the intrusion and the type of hydrothermal alteration. The juxtaposition of the
space distribution of the types of fluid inclusions with the distribution of the
microthermometric data in the areas of hydrothermal alteration, shows a mineralization
center insight and near the porphyry tonalitic, that constitute part of the evolutionary
reflection of the porphyry system towards the areas that overlap and/or overlying to the
potasic alteration. The facts of the fluid inclusions confirm slopes of pressure and
temperature that adjust to the directions of the fluid flow in the convective circuit, as
suggested by the mineralogy and geochemical of the hypogenic alteration of the zones.
The graphic expression of the data to low and high temperature shows that during the
back of the isotherms the brine was fundamentally held, to a cooling process and to a
dilution on the final stage of the geothermic circuit. It means, that such brine
experienced two big pulses that have a close space relation, and consequently shows the
circumstance of an eminent telescoping. There is an article of the discussion about the
origin and composition of the mineralized fluids, about the relations magma-fluid and
the several meanings of the fluid stage. In this context it is established the model P-T-X
of the evolution of the fluids and the probable fluid path that originated the
mineralization, the scope of the stability of the stages in the system NaC1-H20.
The behavior study of the isotopic sulphur and oxygen-carbon was based on the
analysis of 51 samples of copper sulphurs and iron, and 14 carbonate samples. The
delta 34S of the sulphurs of Tiamaro shows a close gap, very similar to the one observed
on the copper porphyry generated on a very young arch's island. These isotopic data
define in general, a first value population between -1.0 and +2.0, for the present
mineralization in the different areas of the hydrothermal alteration and the second,
between +2.0 and +4.0, that correspond to the piritic halos that surround the
stockwork. The isotopic temperatures obtained, seams to reveal conditions of isotopic
unbalance during the early evolution of the stockwork contained in the alteration area
SCC; however, the general behavior of such temperatures and their correlation with the
homogenization temperatures, proves that the system holding to the cooling process,
finally reach the balance (outside area of the alteration SCC and the edges of the
mineralized body). The data of the sulphur isotopes in their whole, shows a magmatic
source for the sulphur and therefore for the copper, but the values each time more
positives on the 34S to the external areas of the mineralized body, suggest an increase
on the marine sulphur contribution during the collapse of the hydrothermal-magmatic
system. The rank in the 13CVPDB of both stages of calcite, shows a magmatic origin for
the carbon; nevertheless, the isotopic behavior of the carbon on the late calcite of the
propylitic zone suggests an entrance of reduced carbon by fluids from external origin.
In the same way, the notorious enrichment on 18O in the calcite is much greater on the
magnetite/dolomite and allowed to propose a mixture of magmatic water with sea water
or an enrichment fluid with 18O or also, being the consequence of the precipitation of
such stages to low temperatures. In the late flows predominated the carbon from
magmatic origin, even though the entry of the sulphur or external origin.
Finally, from a regional and local perspective it is made an integration and evaluation
in the geologic environment of the deposit and the combined of metallotectons that
defined the model of the porphyry mineralization and their perspectives of exploration.
vii
INTRODUCCIN.
Los yacimientos tipo prfido de cobre constituyen la fuente ms importante de metales,
dentro de los depsitos hidrotermales relacionados a la actividad magmtica somera. En el
progreso del conocimiento de esta filiacin magmtica-hidrotermal ha pervivido un amplio
debate en torno a la generacin de los magmas productivos, en el contexto de evolucin
tectono-magmtica de los arcos vulcano-plutnicos que suelen originar provincias
metalognicas o cinturones mineralizados hetercronos. En este sentido, los significados
petrognicos de la geoqumica de las rocas gneas guardan interesante paralelismo con el
desarrollo del conocimiento sobre la naturaleza y evolucin de los reservorios metlicos. Es
evidente que el anlisis detallado espacio-tiempo de estas relaciones hace factible la
conformacin de verdaderos modelos metalognicos de alcance regional, de donde sin
lugar a dudas se podran derivar estrategias de insospechado impacto en la exploracin.
Es un hecho indiscutible que, dentro de la gama de yacimientos hidrotermales, los prfidos
de cobre son los depsitos que mejor se conocen; sin embargo, la controversia subsiste
fundamentalmente en relacin a la diversidad de la potencialidad metlica, respecto a la
vida de los sistemas hidrotermales y a los procesos de fuente-transporte-depsito. Sobra
indicar que la exacerbacin del debate ha sido la consecuencia natural del avance en el
conocimiento cientfico de este tipo de mineralizaciones; la integracin de estos
conocimientos, precisamente hace posible tener las condiciones para proponer nuevos
tpicos sobre su gnesis. En esta interesante lnea de investigacin es importante destacar el
papel que representan la conformacin de los modelos de este tipo de yacimientos. El
establecimiento de estos modelos de mineralizacin ha permitido el logro de importantes
avances en el entendimiento del origen de los prfidos de cobre, adems de su validez
como verdaderos modelos de exploracin y de su importancia en la generacin de guas en
la exploracin regional.
En el sur de Mxico la presencia de una franja de prfidos cuprferos (Damon, et al., 1981;
1983), la que parece relacionarse con la distribucin de ciertos plutones del suroccidente
mexicano, como los observados en algunas regiones de los estados de Michoacn y
Guerrero. Desde el punto de vista de la permanencia metlica, dicha franja representa la
continuidad al sureste de la provincia metlica cuprfera del suroeste de Estados Unidos e
importantes regiones del noroeste y del centro-occidente de Mxico. Sin embargo, existe un
obvio y notable contraste en el estado actual del conocimiento de los prfidos de cobre del
noroeste mexicano, respecto a los actualmente reconocidos en la Sierra Madre del Sur.
Independientemente de sus potencialidades hasta la fecha reconocidas, estas regiones tienen
actualmente en comn la permanencia espacial de sistemas tipo prfido de cobre, que se
desarrollaron en escenarios tectono-magmticos dismiles en edad en numerosos casos y
con ciertas divergencias genticas.
En general, la situacin actual del conocimiento de la metalogenia del sur de Mxico se
encuentra en un incipiente estado de desarrollo. Asimismo, el conocimiento sobre la
evolucin del sur de Mxico demuestra una compleja relacin dinmica entre las placas
tectnicas, que igualmente expresan una complejidad entre los diversos rasgos tectnicos y
las tendencias geocronolgicas y geoqumicas del magmatismo de la provincia de la Sierra
Madre del Sur. En los ltimos aos se han dedicado importantes esfuerzos en el estudio del
1
1.- OBJETIVOS.
La sinergia en la generacin del conocimiento metalognico constituye el esquema
fundamental de impulso de la activad exploratoria y del continuo anlisis de la validez y
extrapolacin de los metalotectones que definen la gnesis de un yacimiento mineral,
conocimiento que puede ser extensivo y aplicado en la discusin de las relaciones genticas
con otros depsitos, as como en el discernimiento del origen de la distribucin de un
conjunto de cuerpos mineralizados, en grandes escalas de observacin y estudio. En esto
radica, esencialmente, la importancia de la conformacin cientfica de los modelos de
yacimientos minerales, relevancia que se traduce igualmente en la consecucin y aplicacin
satisfactoria de criterios de exploracin con resultados concretos en la bsqueda y
evaluacin de los yacimientos minerales.
En la estructura de la presente investigacin, se contempla el conocimiento de las
tendencias geoqumicas y geocronolgicas de las rocas del rea y el desarrollo de un
anlisis general acerca de sus implicaciones y significados en el conocimiento de la
tectnica y el magmatismo de la regin. En este cuadro propositivo se tiene como objetivo
fundamental el establecimiento del modelo metalognico de la mineralizacin en el prfido
de cobre de Timaro, a travs de la consumacin de los siguientes objetivos especficos e
interrelacionados:
-Conformar el cuadro geolgico del yacimiento.
-Lograr la caracterizacin geoqumica e isotpica del magmatismo asociado y la obtencin
de edades de cristalizacin.
-Establecer el esquema tectnico y magmtico que determina la existencia de la
mineralizacin porfdica.
-Obtener un modelo sobre la distribucin espacio-temporal de las asociaciones
paragenticas.
-Conocer las temperaturas de formacin, salinidad y presin de los fluidos atrapados en los
minerales de alteracin hidrotermal.
-Determinar el comportamiento termodinmico de los fluidos mineralizantes y su evolucin
en espacio-tiempo.
-Con base en el comportamiento isotpico de la mena y ganga, definir el origen de los
metales y de los fluidos hidrotermales.
Asimismo, como parte de la evaluacin de estos datos en el contexto geolgico del
yacimiento, se pretende tambin contribuir en el conocimiento en todas sus escalas de la
metalogenia del sur de Mxico.
Producto de la integracin y valoracin de estos metalotectones, se espera coadyuvar en el
avance del conocimiento de los prfidos de cobre de Mxico y ampliar el panorama para la
exploracin de estos yacimientos en las rocas magmticas de la Sierra Madre del Sur.
2.- GEOLOGA.
2.1. Geologa regional.
2.1.1. Introduccin.
El prfido de cobre de Timaro se localiza en la porcin nororiental del Estado de
Michoacn, a 155 kilmetros en lnea recta, al suroeste de la Ciudad de Mxico
(figura 1). El proyecto se encuentra en la regin que limita la Faja Volcnica
Transmexicana de la Sierra Madre del Sur, precisamente en el sector en donde se
tiene el afloramiento ms septentrional de rocas intrusivas cretcicas de la Sierra
Madre del Sur, muy cerca de algunas rocas magmticas consideradas como la
continuacin hacia el sur de la Sierra Madre Occidental (Morn-Zenteno et al.,
2000) (figura 2).
10001
PROYECTO
TIMARO
N
1856
60 km
Figura 2.- Ubicacin del prfido de cobre de Timaro (se indica en flecha verde) en el cuadro geolgico del sur de Mxico, que
muestra la distribucin de las rocas magmticas del Terciario; SMO = Sierra Madre Occidental SMS = Sierra Madre del Sur.
Modificado de Morn-Zenteno et al. (2000).
Figura 3.- Situacin del prfido de cobre de Timaro (PCT) en el marco de los terrenos tectonoestratigrficos del sur de Mxico.
(1) Lmite entre el terreno Guerrero y Mixteco (despus de Campa y Coney, 1983); (2) Lmite entre el terreno Guerrero y
Mixteco (despus de Sedlock et al., 1993). Divisin del terreno Guerrero en subterrenos (segn Coney y Campa, 1987; TalaveraMendoza et al., 1995): A = Arcelia, Ar = Arteaga, H = Huetamo, I-Z = Ixtapa-Zihuatanejo, LO = Localidad de Las Ollas, P =
Palmar Chico, PO = Placeres del Oro, Pp = Localidad de Pepechuca, SP = San Pedro Limn, Tl = Teloloapan, Tj = Tejupilco, Tx
= Taxco, VB = Valle de Bravo, Zt = Zitcuaro. El mapa ndice muestra los productos volcnicos del Oligoceno de la Sierra
Madre Occidental (SMOCC), los productos volcnicos del Mioceno-Cuaternario de la Faja Volcnica Transmexicana (TMBV) y
los lmites entre los terrenos del sur de Mxico: (1) Terreno Guerrero (Nhuatl, Sedlock et al., 1993); (2) Terreno Xolapa
(Chatino, Sedlock et al., 1993); (3) Terreno Mixteco; (4) Terreno Zapoteco (modificado de Elas-Herrera et al., 2000).
Figura 4.- Mapa geolgico regional del yacimiento de Timaro. Se indica la ubicacin de las muestras datadas y
de las ms representativas para anlisis geoqumicos (modificado de Elas-Herrera et. al., 2000).
Figura 5.- Seccin esquemtica de la columna litoestratigrfica del terreno Guerrero en el rea de Tejupilco-Timaro. Se indica la
edad U-Pb 132 Ma del batolito de Tuzantla obtenida en la presente investigacin (modificado de Elas-Herrera et al., 2000).
Las rocas metamrficas de la regin de Tejupilco se han considerado como parte del
Subterreno Teloloapan (Campa y Coney, 1983; Talavera-Mendoza et al., 1993,
1995; Talavera-Mendoza y Guerrero-Sustegui, 2000), mismo que define un
cinturn con una tendencia norte-sur, de aproximadamente 100 kilmetros de ancho
por 300 kilmetros de largo y que cabalga el margen oeste del Terreno Mixteco
(Campa et al., 1976).
En la regin de Teloloapan-Arcelia, al sureste de Tejupilco se tiene una secuencia
de ms de 3000 metros de espesor, constituida por lavas almohadilladas y masivas
de naturaleza predominantemente basltica, brechas almohadilladas y hialoclastitas.
Esta sucesin presenta en su parte inferior, intercalaciones de sedimentos silceos
con radiolarios del Cretcico Temprano, y en su parte superior, de conglomerado
volcnico, depsitos de flujo de escombros y estratos discontinuos de calizas
arrecifales con fauna del Aptiano (Talavera-Mendoza y Guerrero-Sustegui, 2000).
Este paquete se encuentra cubierto por una sucesin de 1500 metros de espesor
(Albiano-Cenomaniano Temprano), conformada por grauvacas y lutitas tobceas
turbidticas, calizas arrecifales y bioclsticas, y depsitos tipo flysch de lutita9
Figura 6.- Mapa geolgico de los subterrenos Arcelia-Palmar Chico y Teloloapan (tomado de Talavera-Mendoza y Guerrero-Sustegui, 2000).
arenisca (Campa y Ramrez, 1979; Guerrero et al., 1990, 1991, 1993) (figura 6).
Una deformacin de edad laramdica para el Subterreno Teloloapan fue propuesta
por Campa et al. (1976), Campa y Ramrez (1979) y posteriormente estudiada con
ms detalle por Salinas et al. (1993, 2000). Asimismo, las lavas de este subterreno
(figura 7), manifiestan metamorfismo de piso ocenico que corresponde con facies
que varan desde zeolita, prehnita-pumpellyita, hasta esquistos verdes (TalaveraMendoza et al., 1993).
10
Figura 7.- Columna litoestratigrfica del subterreno Teloloapan (tomado de Talavera-Mendoza y Guerrero-Sustegui, 2000).
11
12
Figura 8.- Columna litoestratigrfica de la cuenca marginal y el arco del subterreno Arcelia-Palmar Chico
(tomado de Talavera-Mendoza y Guerrero-Sustegui, 2000).
Subterreno Zihuatanejo-Huetamo.
Este subterreno est conformado por el Complejo Arteaga, la secuencia vulcanosedimentaria de Zihuatanejo, el Complejo Las Ollas y la secuencia
predominantemente sedimentaria de la regin de Huetamo (figura 3).
El Complejo Arteaga que puede representar el basamento del Terreno Guerrero, lo
constituyen esencialmente lutitas negras, areniscas cuarzosas y escaso pedernal
negro que han sido agrupadas como Formacin Varales (Centeno-Garca et al.,
1993b). Este complejo tiene un aspecto de bloques en matriz, ya que dentro de la
Formacin Varales se tienen bloques de lavas almohadilladas de naturaleza
basltica, chert de color verde claro, calizas con intercalaciones de areniscas
tobceas y dioritas foliadas. Las rocas de este complejo manifiestan intensa
deformacin y en algunos sectores, acusan metamorfismo que corresponde a las
facies de esquistos verdes. Campa et al. (1982) han reportado en cherts, radiolarios
del Ladiniano-Carniano (Trisico); se han obtenido algunas edades K-Ar en
metapelitas de 194 a 168 Ma (en Centeno-Garca et al., 1993b), lo que podra
13
evidenciar de acuerdo con Centeno-Garca et al. (1993b), que parte del Complejo
Arteaga es Trisico y las edades jursicas corresponden a un episodio metamrfico
que afect a una suite de pre-arco. Es interesante notar adems que, las lavas
almohadilladas presentan espectros de REE (Rare Earth Elements) y valores
iniciales de Nd que son similares a los basaltos de cordillera meso-ocenicos
(MORB), lo que sugiere que al menos una parte del Subterreno Zihuatanejo, incluye
corteza ocenica (Centeno-Garca et al., 1993b).
En la regin de Arteaga, la secuencia Zihuatanejo descansa en discordancia sobre
las rocas del Complejo Arteaga, mientras que en el rea de Zihuatanejo sobreyace
en contacto tectnico al Complejo Las Ollas (Talavera-Mendoza y GuerreroSustegui, 2000). Esta secuencia consiste de una sucesin no deformada del
Cretcico Temprano (Campa y Ramrez, 1979) de ms de 2000 metros de productos
volcnicos de arco y rocas sedimentarias asociadas. Se presentan en su base ms de
1500 metros de lavas de naturaleza andestica a dactica, que se interestratifican en
sus niveles inferiores con turbiditas vulcano-clsticas finamente laminadas y hacia
la cima, con ignimbritas cidas y depsitos de cada. Este paquete est cubierto por
500 metros de calizas arrecifales con abundante fauna del Albiano y capas rojas con
huellas de dinosaurios. Las rocas volcnicas suelen presentar alteracin
metasomtica, consecuencia de las intrusiones del Terciario Medio (TalaveraMendoza y Guerrero-Sustegui, 2000) (figura 9).
14
Figura 9.- Columna litoestratigrfica de la secuencia vulcano-sedimentaria de Zihuatanejo y del complejo Las Ollas (tomado de
Talavera-Mendoza y Guerrero-Sustegui, 2000).
15
Terciario (figura 3). Sin embargo, es muy posible que los paquetes superiores de
esta serie, extiendan su rea de afloramiento hacia el norte, hasta cerca del lmite
suroeste de rea de Timaro. La secuencia de Huetamo-San Lucas, consiste de 4500
metros de una sucesin de rocas esencialmente sedimentarias, cuyas edades varan
del Tithoniano al Cenomaniano. La base de esta pila sedimentaria no est expuesta,
pero se ha sugerido su depsito sobre un basamento metamrfico, representado por
las rocas del rea de Pinzn Morado (figura 10), que precisamente se correlacionan
con las del Complejo Arteaga (Campa y Ramrez, 1979; Centeno-Garca et al.,
1993b).
Terciario
Vulcanismo cido
Capas rojas
Rocas plutnicas
Secuencia Huetamo
Areniscas y lutitas
Micritas y calizas subarrecifales
Turbiditas vulcanoclsticas
Areniscas
Complejo Pinzn Morado
Esquisto y anfibolita
Terreno Arcelia-Palmar Chico
Lavas almohadilladas,
vulcanoclsticos y
sedimentos con radiolarios
Figura 10.- Mapa geolgico a detalle de la regin de Huetamo ( tomado de Talavera-Mendoza y Guerrero-Sustegui, 2000).
16
17
18
19
20
Figura 12.- Evolucin de la geometra de la margen continental del sur de Mxico y magmatismo asociado (Oligoceno-Presente). M=
Cd. de Mxico, Mz= Manzanillo Zt= Zihuatanejo, Ac= Acapulco, PN= Pinotepa Nacional, PA= Puerto ngel (tomado de MornZenteno et al., 2000).
21
22
Figura 13.- Mapa geolgico del rea del prfido de cobre de Timaro.
zonas profundas del barreno T-3 se tienen brechas volcnicas post-intrusivas, que
arman en una microdiorita del complejo vulcano-plutnico; estas brechas incluyen
en una bien definida matriz que vara de andestica a traqutica, muy abundantes
fragmentos de rocas de naturaleza adameltica con alteracin hidrotermal leve, que
es extensiva a la matriz volcnica (figura 26).
24
25
msnm
cl
200 m
Figura 15.- Andesita del barreno T-2 en donde se muestran los microlitos de plagioclasas parcialmente
reemplazados por caolinita y sericita; la clorita (cl) se presenta en amgdalas (muestra 2-167).
Los cuerpos intrusivos que pertenecen al complejo vulcano-plutnico del preValanginiano, son de naturaleza esencialmente microdiortica y ocupan importantes
reas de afloramiento que bordean al batolito de Tuzantla, en su parte occidental
(figura 4). En esta zona, la naturaleza de la roca vara de microdiorita a
microtonalita con el predominio de la primera; no obstante, en algunos sectores es
comn la gradacin microdiorita-microtonalita. En muestra de mano, estas rocas
son de color gris oscuro, estructura muy compacta y textura mesocristalina; al
microscopio petrogrfico se observa una textura hipabisal que se define por una
trama muy homognea de microcristales anedrales de plagioclasas (oligoclasaandesina); esa trama suele contener cuarzo primario, lo que confirma el cambio
relativamente frecuente, hacia la naturaleza microtonaltica. Los stocks tonalticos
se presentan en reas de afloramientos bastante restringidas y por tanto, no
26
pl
ep
cl
cl
100 m
Figura 16.- Tonalita del complejo vulcano-plutnico pre-Valanginiano. Se observa clorita (cl) reemplazando a ferromagnesianos
y epidota (ep) reemplazando parcialmente a las plagioclasas (pl) (muestra MT-38).
Al sur de Timaro y ocupando varias decenas de km2, las rocas intrusivas del
complejo vulcano-plutnico acusan alteracin hidrotermal, principalmente en forma
de una extensiva propilitizacin y desarrollos locales de cloritizacin de
ferromagnesianos y argilizacin-sericitizacin pervasiva de plagioclasas. La
propilitizacin muestra en general, leve desarrollo, con tpicos intercrecimientos de
clorita-epidota-pirita; la epidota y calcita reemplazan parcialmente a las
plagioclasas. En las cercanas del contacto NW con el batolito de Tuzantla, las
microdioritas presentan anfibolitizacin moderada que se manifiesta en forma de
reemplazos parciales de plagioclasas por agregados radiales de tremolita-actinolita,
producto del metasomatismo de contacto. En esta ltima zona, se presentan adems
evidencias de dinamometamorfismo, que se expresan fundamentalmente, por el
persistente y clsico reemplazo parcial de plagioclasas por epidota, aunado al hecho
de la frecuente deformacin observada en las maclas polisintticas (figura 17).
27
pl
100 m
Figura 17.- Microdiorita del complejo vulcano-plutnico pre-Valanginiano. Fenocristal de plagioclesa (pl) incluido en
una trama feldesptica anfibolitizada tpica de rocas hipabisales (muestra MT-39).
fk
qz
pl
100 m
Figura 18.- Cuarzomonzonita del batolito de Tuzantla. En la textura hipidiomrfica se reconoce cuarzo (qz), feldespato
potsico (fk) y plagioclasas zoneadas (pl); el feldespato potsico se observa parcialmente reemplazado por caolinita
(muestra MT-27).
29
entre plagioclasa y cuarzo e intercrecimientos cuarzo-feldespticos (plagioclasafeldespato potsico) ms acentuados que evidencian el pleno desarrollo de la textura
grfica (figura 19). Asimismo, las granodioritas de esta zona presentan leve
propilitizacin, manifestada por el reemplazamiento parcial de las plagioclasas por
epidota, calcita y escasa sericita; los carbonatos (calcita, siderita, magnesita)
tambin rellenan vetillas; los feldespatos potsicos estn parcialmente reemplazados
por minerales arcillosos; la clorita reemplaza totalmente a los ferromagnesianos,
pero tambin se presenta en forma de vetillas con pirita. En estos sectores se
observan diques de naturaleza micrograntica con texturas que definen
intercrecimientos cuarzo-feldespticos casi grficos, pero de cristalizacin
comparativamente ms fina; estos intrusivos muestran diversos grados de
silicificacin, carbonatacin y cloritizacin.
100 m
Figura 19.- Tpica textura grfica (crecimiento mirmektico cuarzo-plagioclasa) reconocida en la granodiorita del batolito de
Tuzantla (muestra MT-33).
30
Figura 20.- Afloramiento del stockwork cuprfero en la tonalita porfdica central en el prfido de cobre de Timaro.
qz
pl
100 m
Figura 21.- Tonalita reconocida en el barreno T-4 y que adems aflora en la parte central del rea de Timaro Ntese el
intercrecimiento feldesptico (pl) y la presencia de cuarzo (qz) intersticial (muestra 4-61).
32
fk
pl
100 m
Figura 22.- Microadamelita que aflora en el sector nororiente del prfido de cobre de Timaro. Se observan frecuentes
fenocristales de feldespato potsico (fk) intercrecidos con plagioclasas (pl) (muestra MT-17).
33
Figura 23.- Parte de los ncleos en el stockwork pirtico que arma en la microgranodiorita
atravesada por el barreno T-2. Borde occidental de la mineralizacin cuprfera.
Este tipo de roca se reconoci a profundidad, a lo largo de los primeros 119 metros
del barreno T-2 (figuras 13 y 27). Al microscopio petrogrfico, presenta una textura
34
Figura 24.- Stockwork cuprfero en microgranito en las cercanas de la mina El Rey en el prfido de cobre de Timaro.
35
100 m
Figura 25.- Andesita basltica de textura intergranular de plagioclasas y pigeonita con
fenocristales euedrales de olivino alterado a iddingsita.
38
Figura 26.- Seccin del barreno T-3. La litologa se determin en su totalidad en la presente investigacin. (Cada cuadro de la
retcula mide 100 m de lado).
39
Figura 27.- Seccin del barreno T-2. La litologa se determin en su totalidad en la presente investigacin. (Cada cuadro de la
retcula mide 100 m de lado).
40
Figura 28.- Seccin del barreno T-1. La litologa se determin en su totalidad en la presente investigacin. (Cada cuadro de la
retcula mide 100 m de lado).
41
Figura 29.- Seccin del barreno T-4. La litologa se determin en su totalidad en la presente investigacin. (Cada cuadro de la retcula
mide 100 m de lado).
42
43
44
45
46
47
Spot
Name
Sample MT-27
Comments
Common
Core/Rim?
206
Qtzmonzonite
Pb (%)
U
(ppm)
(Timaro, Michoacn)
Th
Th/U
238
206
(ppm)
U/
Pb
error
207
Pb/
(%)
206
Pb
error
(%)
206
Pb/
238
error
(%)
206
Pb/238U#
error
Age (Ma)
(Ma)
MT27-7
1.24
93
59
0.66
48.8
1.9
0.0585
4.8
0.0203
3.9E-04
129.2
2.5
MT27-4
1.50
91
51
0.57
48.5
2.0
0.0605
5.1
0.0203
4.1E-04
129.5
2.6
MT27-3
0.89
59
22
0.38
48.3
2.3
0.0557
6.4
0.0205
4.9E-04
131.0
3.1
MT27-2
1.03
167
90
0.56
48.1
1.5
0.0568
4.0
0.0206
3.2E-04
131.4
2.0
MT27-1
1.51
95
33
0.36
47.7
1.9
0.0607
6.2
0.0207
4.1E-04
131.9
2.6
MT27-5
0.36
270
134
0.51
48.2
1.3
0.0516
3.1
0.0207
2.6E-04
132.0
1.7
MT27-8
0.32
143
84
0.61
47.8
1.6
0.0512
4.1
0.0209
3.3E-04
133.1
2.1
MT27-9
0.16
120
73
0.63
47.4
1.6
0.0500
4.3
0.0210
3.5E-04
134.2
2.2
MT27-10
C-R
0.46
146
87
0.61
47.2
1.7
0.0524
4.8
0.0211
3.7E-04
134.5
2.3
MT27-6
0.55
126
71
0.58
46.9
1.7
0.0531
4.4
0.0212
3.7E-04
135.1
2.3
132.3
1.4
Weighted Mean
206
Pb/
238
U age =
Granodiorite-biotite
(Timaro, Michoacn)
MT28-2
0.62
206
109
0.55
49.1
1.37
0.0535
3.4
0.0203
2.8E-04
129.3
1.8
MT28-6
0.05
199
143
0.74
49.0
1.41
0.0490
3.7
0.0204
2.9E-04
130.0
1.8
MT28-5
0.68
243
213
0.91
48.6
1.29
0.0541
3.0
0.0204
2.7E-04
130.4
1.7
MT28-7
0.29
240
174
0.75
48.6
1.30
0.0510
4.0
0.0205
2.7E-04
131.0
1.7
MT28-8
0.29
177
125
0.73
48.2
1.42
0.0510
3.6
0.0207
3.0E-04
132.0
1.9
MT28-3
0.13
329
335
1.05
48.3
1.16
0.0497
2.7
0.0207
2.4E-04
132.0
1.5
MT28-4
C-R
0.13
398
225
0.58
48.1
1.09
0.0497
2.5
0.0207
2.3E-04
132.4
1.5
MT28-1
-0.13
128
66
0.53
48.3
1.61
0.0477
5.5
0.0207
3.4E-04
132.4
2.2
MT28-9
0.07
99
53
0.56
47.5
1.79
0.0492
5.0
0.0210
3.8E-04
134.1
2.4
MT28-10
-0.03
177
116
0.67
46.1
1.61
0.0486
6.9
0.0217
3.6E-04
138.3
2.3
131.8
1.1
Granodiorite-hornblende
(Timaro, Michoacn)
MT29-10
0.53
214
139
0.67
49.6
1.33
0.0528
3.3
0.0201
2.7E-04
128.0
1.7
MT29-9
-0.05
160
111
0.72
49.0
1.56
0.0483
4.1
0.0204
3.2E-04
130.4
2.0
MT29-3
0.14
309
248
0.83
48.9
1.19
0.0498
2.8
0.0204
2.5E-04
130.4
1.6
MT29-4
0.25
165
97
0.60
48.7
1.46
0.0506
3.8
0.0205
3.0E-04
130.7
1.9
MT29-5
0.84
340
294
0.89
48.4
1.16
0.0553
2.6
0.0205
2.4E-04
130.8
1.5
MT29-6
C-R
-0.38
141
93
0.68
48.8
1.54
0.0456
4.2
0.0206
3.2E-04
131.3
2.0
MT29-2
0.28
297
247
0.86
48.3
1.23
0.0509
3.0
0.0206
2.6E-04
131.7
1.6
MT29-7
0.29
399
274
0.71
48.3
1.09
0.0510
2.5
0.0206
2.3E-04
131.7
1.4
MT29-8
0.01
263
185
0.73
48.4
1.23
0.0487
3.1
0.0207
2.6E-04
131.8
1.6
MT29-1
0.52
198
138
0.72
47.7
1.36
0.0528
4.0
0.0208
2.9E-04
132.9
1.8
131.0
1.1
Weighted Mean
206
Pb/
238
U age =
Atomic ratios and ages corrected for initial Pb using the amount of 207Pb
Individual zircon ages in bold were used to calculate the weighted average 206Pb/238U age and its MSWD (Mean Square of Weighted Deviates)
All errors given are at the 1 sigma level except for the Mean 206Pb/238U age that it is reported at the 2 sigma level
C: core/R: rim
Tabla 1.- Determinaciones por U-Pb en zircones en rocas del batolito de Tuzantla.
48
Figura 30.- Diagramas de concordia U-Pb en zircones del batolito de Tuzantla e imgenes en el microscopio electrnico de barrido
que muestran los puntos elegidos para anlisis U-Pb SHRIMP-RG de la muestra MT-27. En el diagrama de barras se establece la
edad media ponderada, calculada a precisiones de 2-sigma.
49
Figura 31.- Diagramas de concordia U-Pb en zircones del batolito de Tuzantla e imgenes en el microscopio electrnico de barrido
que muestran los puntos elegidos para anlisis U-Pb SHRIMP-RG de la muestra MT-28. En el diagrama de barras se establece la
edad media ponderada, calculada a precisiones de 2-sigma.
50
Figura 32.- Diagramas de concordia U-Pb en zircones del batolito de Tuzantla e imgenes en el microscopio electrnico de barrido y
puntos elegidos para anlisis U-Pb SHRIMP-RG de la muestra MT-29. En el diagrama de barras se establece la edad media
ponderada, calculada a precisiones de 2-sigma.
51
52
Los datos isotpicos de argn fueron reducidos con el uso del programa de cmputo
Mass Spec (Deino, 2001). Se utilizaron las constantes de decaimiento recomendadas
por Steiger y Jger (1977). Las tablas 2 y 3 muestran los datos del calentamiento por
pasos 40Ar / 39Ar e incluye la identificacin de pasos individuales, meseta, promedio
y edades de gas total. Una edad de cada paso individual representa la edad aparente
obtenida para cada incremento de temperatura. Una edad meseta (no presente para
estas muestras) se identifica cuando tres o ms pasos contiguos en el espectro son
acordes con la edad, dentro de los lmites de precisin analtica y contienen ms del
50% del 39ArK liberado de la muestra. Las edades promedio son calculadas de pasos
contiguos que no forman meseta pero contienen ms del 50% del gas, a fin de
obtener la mejor aproximacin en la edad de la muestra. Una edad de gas total
representa la edad calculada a partir de la adicin de todos los picos de argn
medidos, para todos los pasos en una sola muestra. La edad de gas total es
aproximadamente equivalente a las edades obtenidas por el mtodo convencional KAr. No se calcularon precisiones analticas para las edades de gas total. Una vez
analizado al microscopio petrogrfico la calidad de los separados, se constat que
los feldespatos potsicos de la granodiorita de biotita (Muestra MT-28) son ms
frescos que los observados en las muestras MT-27 (cuarzomonzonita de hornblenda)
y MT-29 (granodiorita de hornblenda); en los feldespatos potsicos de estas dos
ltimas rocas, se observan rasgos como nubes que le imprimen un carcter ms
translcido, lo que puede ser evidencia de su naturaleza ms desestabilizada. Este
contraste, puede comprobarse al observar en los diagramas de la figura 33, cmo la
muestra MT-28 manifiesta un comportamiento ms homogneo en la liberacin de
su gas.
No obstante, los modelos Ar-Ar del feldespato potsico son en general,
verdaderamente complicados; los espectros son muy extraos, de tal forma que
dichos comportamientos posiblemente se asocien a alteraciones y a fenmenos de
prdida de argn, por algn pulso termal ms tardo. As, la conformacin de los
primeros pasos observados en los diagramas referidos, manifiestan prdida parcial
de argn al inicio del calentamiento. Las muestras ms extraas es posible
identificarlas por la diferencia notada entre la edad obtenida en los zircones y la
edad de enfriamiento del feldespato potsico (figura 33). Como se ha dejado
entrever, el batolito de Tuzantla tiene una edad de cristalizacin de 132 Ma; para los
116 Ma, ya se encuentra por debajo de la temperatura de cierre del feldespato
potsico, temperatura que precisamente tiene que ver con la historia de enfriamiento
del intrusivo. Por lo tanto, esta ltima fecha corresponde con la muestra que se
localiza ms hacia el centro del cuerpo batoltico (muestra MT-27), que puede estar
de acuerdo asimismo, con un tiempo relativamente mayor de enfriamiento, que las
rocas localizadas hacia la periferia del batolito, segn lo que revelan
comparativamente, las muestras MT-28 y MT-29.
53
J = 0.001270 0.50%
5.9E-15
49.028
4.3E-15
54.312
7.1E-15
56.790
1.2E-14
57.762
1.4E-14
58.083
1.4E-14
58.004
1.4E-14
58.104
9.2E-15
58.204
8.3E-15
57.880
7.8E-15
57.617
8.3E-15
57.329
2.4E-14
56.763
3.8E-14
57.109
4.1E-14
56.833
wt = 4.9 mg #71KD38
b.d.l.
20.8
108.97
b.d.l.
31.8
120.33
b.d.l.
36.6
125.64
b.d.l.
61.8
127.71
b.d.l.
81.3
128.40
b.d.l.
70.4
128.23
b.d.l.
55.3
128.44
b.d.l.
42.1
128.66
b.d.l.
40.7
127.97
b.d.l.
42.4
127.40
b.d.l.
2.0
126.79
b.d.l.
8.7
125.58
b.d.l.
49.7
126.32
b.d.l.
57.6
125.73
Total Gas Age =
126.20
Average Age =
125.80
wt = 4.8 mg #73KD38
b.d.l.
20.3
90.77
b.d.l.
54.9
109.44
b.d.l.
33.7
118.25
b.d.l.
31.8
124.51
b.d.l.
33.7
125.58
b.d.l.
29.4
123.88
b.d.l.
13.2
121.42
b.d.l.
15.9
120.00
b.d.l.
17.2
119.11
b.d.l.
20.9
117.42
b.d.l.
29.3
117.26
b.d.l.
4.0
116.34
b.d.l.
34.2
116.15
b.d.l.
38.0
115.48
Total Gas Age =
116.20
Average Age =
116.00
wt = 5.1 mg #74KD38
b.d.l.
2.0
101.16
b.d.l.
14.4
107.10
b.d.l.
34.9
116.39
b.d.l.
54.2
123.88
b.d.l.
73.7
125.90
b.d.l.
74.2
126.44
b.d.l.
44.0
126.05
b.d.l.
36.4
125.01
b.d.l.
33.5
123.87
b.d.l.
33.8
122.14
b.d.l.
34.5
121.59
b.d.l.
4.8
120.25
b.d.l.
37.0
121.41
b.d.l.
41.2
119.95
Total Gas Age =
121.10
Average Age =
120.50
0.20
0.25
0.18
0.17
0.17
0.17
0.17
0.17
0.20
0.33
0.22
0.15
0.19
0.23
1.00
0.21
0.26
0.22
0.22
0.20
0.32
0.27
0.31
0.35
0.29
0.22
0.18
0.12
0.17
1.00
0.16
0.24
0.22
0.26
0.14
0.14
0.15
0.17
0.28
0.17
0.18
0.14
0.15
0.15
1.90
40
Ar/36Ar = 295.5 0.
Todas las precisiones estimadas corresponden a una sigma.
Las edades de pasos individuales no incluye error en el parmetro de irradiacin J
Error no calculado para la edad de gas total
Tabla 2. Determinaciones Ar-Ar en feldespato potsico en las rocas del batolito de Tuzantla
(muestras MT-27, MT-28 y MT-29).
54
Figura 33.- Diagramas Ar-Ar muestras MT-27, MT-28 y MT-29 del batolito de Tuzantla.
55
Temp.
C
MICROALT
%39Ar
de total
Radiogenico
(%)
Timaro sericita
39
Ark
(Moles)
40
Ar*
Ark
J = 0.001201 0.50%
850
5.3
81.2
950
16.5
96.0
1050
53.5
99.2
1150
24.7
98.9
4.6E15
1.4E14
4.7E14
2.2E14
Aparente
K/Ca
39
wt = 3.3 mg
40
Aparente
Edad
(Ma)
#106KD38
b.d.l.
13
134.82
0.37
66.5992
b.d.l.
48
138.82
0.18
67.9495
b.d.l.
63
141.53
0.14
66.3165
b.d.l.
44
138.25
0.15
139.90
140.00
5.00
Ar/36Ar = 295.5 0.
Tabla 3.- Determinaciones Ar-Ar en la sericita de la alteracin SCC en el microgranito de la mina El Rey del prfido de cobre de Timaro.
56
Error
(Ma)
64.6072
Aparente
K/Cl
Figura 34.- Diagrama Ar-Ar de la alteracin SCC en el microgranito de la mina El Rey del prfido de cobre de Timaro.
57
MT-31**
MT-32**
MT-37(+)
MT-38(+)
MT-39(+)
MT-40(+)
MT-42(+)
Tipo de Roca *
Micrton
Micrdio
Micrdio
Ton
Micrdio
Micrdio
Micrdio
SiO2
56.27
64.38
70.90
59.50
63.40
59.80
66.50
TiO2
0.83
0.62
0.49
0.73
0.55
0.55
0.56
Al2O3
15.44
15.61
12.20
15.60
15.25
15.40
13.95
Fe2O3
13.15
6.78
5.65
9.14
7.41
10.40
7.06
MnO
0.34
0.07
0.05
0.23
0.24
0.24
0.13
MgO
4.52
2.22
1.60
2.81
2.48
3.16
1.87
CaO
5.86
1.09
1.40
3.55
3.03
2.49
1.46
Na2O
2.12
6.06
5.71
5.26
5.44
4.93
6.25
K2O
0.17
0.28
0.10
0.25
0.27
0.84
0.33
P2O5
0.15
0.28
0.12
0.19
0.13
0.12
0.11
PPF
1.43
2.40
1.13
2.41
1.38
2.10
1.51
SUMAS
100.28
99.79
99.35
99.67
99.58
100.03
99.73
No. Mg
41.00
39.00
36.00
38.00
40.00
38.00
34.00
201.00
% en peso
ppm
Ba
48.45
129.30
23.40
76.10
109.00
226.00
Rb
2.19
3.82
1.10
3.20
2.80
10.40
4.30
Sr
235.70
128.40
125.50
179.50
236.00
175.50
179.00
Pb
15.39
1.93
<5
<5
7.00
<5
6.00
Th
0.68
1.11
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
0.35
0.54
0.60
0.50
0.50
0.70
0.50
Zr
51.09
85.04
97.40
71.40
73.60
71.70
80.00
Nb
0.65
1.07
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
Ta
0.06
0.09
<0.5
<0.5
<0.5
<0.5
<0.5
Hf
1.55
2.56
3.00
3.00
3.00
2.00
3.00
20.36
36.14
33.00
26.80
23.80
30.80
21.50
328.20
64.87
26.00
200.00
126.00
146.00
120.00
Cr
9.34
4.27
<10
10.00
10.00
10.00
10.00
Ni
10.72
<L.D.
6.00
8.00
10.00
6.00
11.00
Co
27.02
3.74
3.10
14.40
14.00
7.60
10.20
La
4.05
5.57
6.10
5.40
6.40
9.40
6.00
Ce
10.33
15.66
15.80
13.30
15.40
19.90
13.60
Pr
1.65
2.71
2.50
2.20
2.30
3.00
2.10
Nd
8.25
14.19
11.70
10.20
10.60
13.80
9.50
Sm
2.50
4.37
3.70
3.10
2.90
4.00
2.70
Eu
0.88
1.07
0.80
1.00
0.90
1.90
0.80
Gd
2.93
5.14
3.90
3.30
3.00
4.30
2.90
Tb
0.50
0.89
0.80
0.60
0.60
0.80
0.50
Dy
3.30
5.97
4.90
4.20
3.60
5.20
3.30
Ho
0.73
1.27
1.10
0.90
0.80
1.10
0.70
Er
2.16
3.74
3.60
2.90
2.50
3.20
2.30
Yb
2.25
3.99
3.70
3.00
2.50
3.20
2.40
Lu
0.35
0.64
0.60
0.50
0.40
0.40
0.40
(La/Yb) N
1.29
1.00
1.18
1.29
1.84
2.11
1.80
(Zr/Sm) N
0.81
0.77
1.04
0.91
1.00
0.71
1.17
Zr/Hf
32.96
33.21
32.46
23.80
24.53
35.85
26.66
Los detalles del procedimiento analtico estn descritos en Cotten et al. (1995).
58
MT-20A
MT-22
MT-24
MT-27
MT-29
MT-35
MT-26
Tipo de Roca *
Qmonz
Ton
Microgr
Qmonz
Granod
Granod
Ton
SiO2
69.10
56.49
76.03
64.41
63.89
70.81
64.89
TiO2
0.58
0.66
0.60
0.53
0.74
0.48
0.77
Al2O3
14.46
16.53
15.62
14.95
14.50
14.52
24.93
Fe2O3
4.78
8.04
0.16
5.79
7.49
3.98
3.25
MnO
0.08
0.05
<L.D.
0.05
0.16
0.07
0.03
MgO
1.55
2.57
0.29
3.11
3.46
1.43
<L.D.
% en Peso
CaO
2.16
9.52
1.39
5.05
3.56
3.04
0.38
Na2O
4.08
5.58
5.46
3.86
3.78
5.20
3.57
K2O
3.00
0.34
0.31
2.07
2.14
0.29
1.80
P2O5
0.16
0.17
0.10
0.19
0.24
0.13
0.24
SUMAS
99.95
99.95
99.96
100.01
99.96
99.95
99.86
No. Mg
39.00
39.00
52.00
48.00
42.00
ppm
Ba
558.40
139.40
24.88
551.20
414.20
86.96
620.00
Rb
44.76
5.14
3.84
25.18
31.94
3.86
19.80
Sr
165.90
331.20
91.39
209.10
187.30
187.60
85.24
Pb
6.28
5.62
36.52
4.92
12.78
3.53
8.27
Th
4.22
1.14
3.10
4.01
4.62
2.03
4.10
1.72
0.88
0.76
0.91
1.95
0.82
1.39
Zr
275.60
102.60
270.80
217.80
401.40
151.90
366.60
Hf
7.30
2.72
6.86
5.99
10.16
4.24
9.29
Nb
2.95
1.17
3.71
2.05
3.13
1.80
3.06
Ta
0.32
0.12
0.36
0.21
0.30
0.17
0.33
35.05
26.20
49.61
43.01
56.31
36.54
48.14
81.30
195.70
31.47
129.20
147.70
65.29
126.30
Cr
4.57
<L.D.
<L.D.
21.71
15.46
5.48
10.22
Ni
<L.D.
11.37
<L.D.
11.04
9.95
<L.D.
<L.D.
Co
8.21
18.51
1.24
13.53
15.81
5.48
8.01
La
12.34
15.56
6.40
19.08
17.51
10.35
30.38
Ce
31.17
32.48
20.12
44.48
46.73
25.52
46.38
Pr
4.48
4.12
3.57
6.13
6.86
3.80
12.02
Nd
19.60
17.27
18.61
25.49
30.36
17.38
53.54
Sm
4.99
4.15
5.76
6.16
7.86
4.71
13.00
Eu
1.07
1.19
1.30
1.20
1.19
1.08
2.47
Gd
4.90
4.14
6.26
6.08
8.03
5.08
10.71
Tb
0.83
0.68
1.16
1.04
1.39
0.88
1.65
Dy
5.46
4.29
7.90
6.73
9.03
5.72
9.34
Ho
1.16
0.88
1.72
1.41
1.89
1.23
1.76
Er
3.56
2.53
5.18
4.25
5.67
3.70
4.93
Yb
4.08
2.69
5.87
4.73
6.24
3.99
4.98
Lu
0.66
0.44
0.92
0.75
0.99
0.63
0.76
(La/Yb) N
2.17
4.15
0.78
2.89
2.01
1.86
4.38
(Zr/Sm) N
2.19
0.98
1.87
1.40
2.03
1.28
1.12
Zr/Hf
37.75
37.72
39.47
36.36
39.50
35.82
39.46
Los detalles del procedimiento analtico estn descritos en Cotten et al. (1995).
59
En lo que respecta a los ndices de lcalis-cal, los plutones del Valanginiano estn
comprendidos dentro de las series calcialcalinas que contrasta con las series clcicas
de los cuerpos hipabisales y plutnicos anteriores a esta edad. Ambas secuencias
litolgicas manifiestan una tendencia de diferenciacin que es compatible con la
suite subalcalina, con medio a alto potasio para las calcialcalinas y bajo en potasio
para las de naturaleza toletica (figuras 35 y 36). Asimismo, las tendencias del
enriquecimiento en fierro mostradas en el diagrama AFM (figura 37), demuestran la
pertenencia de los intrusivos pre-valanginianos a la suite toletica, mientras que las
rocas del batolito de Tuzantla del Valanginiano, corresponden con toda claridad a la
suite calcialcalina.
Figura 35.- Diagrama K2O+Na2O vs SiO2 para las rocas del batolito de Tuzantla (crculos rojos) y del complejo
plutnico pre-Valanginiano (crculos en azul). Lmite alcalino/subalcalino segn Miyashiro (1978).
Figura 36.- Diagrama K2O vs SiO2 para las rocas del batolito de Tuzantla (crculos rojos), del complejo plutnico
pre-Valanginiano (crculos en azul). Las lneas de separacin son de acuerdo con Pecherillo y Taylor (1976).
60
Figura 37.- Diagrama AFM que muestra el lmite entre el campo calcialcalino y toletico segn Kuno (1968) y la
composicin de las rocas intrusivas pre-valanginianas (crculos en azul) y la de las rocas del batolito de Tuzantla
(crculos en rojo).
61
62
Figura 38.- Diagrama spider de las rocas intrusivas del complejo vulcano-plutnico pre-Valanginiano (normalizado
respecto a los valores de Hofmann, 1988).
Figura 39.- Diagrama spider de las rocas intrusivas del complejo vulcano-plutnico pre-Valanginiano, normalizado
con respecto a MORB (valores de Pearce, 1983).
Figura 40.- Diagrama spider normalizado con respecto a las condritas de las rocas intrusivas pre-valanginianas
(valores de Nakamura, 1974).
El patrn de tierras raras normalizado con respecto a las condritas, presenta un leve
enriquecimiento en tierras raras ligeras, para definir un modelo casi horizontal, muy
poco fraccionado, con valores en la relacin (La/Yb)N de ligeramente empobrecido a
63
Figura 41.- Diagrama spider de las rocas del batolito de Tuzantla, normalizado respecto al manto primitivo (valores
de Hofmann, 1988).
64
Figura 42.- Modelo de tierras raras de las rocas del batolito de Tuzantla, normalizado respecto a las condritas
(valores de Nakamura, 1974).
65
Intrusivos de Timaro
Muestra No.
MT-16**
MT-17**
MT-4**
4 - 72(+)
Tipo de Roca *
Microad
Microad
Microt
* Microd
SiO2
71.52
72.93
66.57
38.86
TiO2
0.48
0.50
0.64
0.80
Al2O3
14.87
14.84
17.90
20.80
Fe2O3
3.46
4.84
6.92
19.70
MnO
0.27
0.26
0.13
0.61
MgO
1.12
0.86
3.58
14.23
% en peso
CaO
1.01
1.54
0.46
1.85
Na2O
2.51
0.99
<L.D.
0.19
K2O
4.55
2.85
3.55
2.85
P2O5
0.16
0.34
0.21
0.05
SUMAS
99.95
99.95
99.96
99.94
No. Mg
39.00
26.00
ppm
Ba
4391.00
3645.00
369.20
244.00
Rb
38.50
21.21
45.98
57.40
Sr
108.00
217.00
185.90
24.90
Pb
7.55
12.28
5.78
<5
Th
2.03
1.81
1.35
<1.0
0.90
0.77
1.06
<0.5
Zr
181.70
173.20
97.18
40.60
2.00
Hf
4.86
4.56
2.97
Nb
2.18
2.06
1.43
1.00
Ta
0.20
0.19
0.14
<0.5
27.08
29.45
37.90
33.90
41.67
39.81
22.65
598.00
Cr
7.39
<L.D.
<L.D.
20.00
Ni
5.54
8.89
<L.D.
11.00
Co
6.17
15.56
4.98
16.00
La
9.21
7.88
6.95
6.00
Ce
24.12
22.03
20.01
17.30
Pr
3.59
3.40
3.22
2.80
Nd
16.36
15.92
15.98
12.70
Sm
4.28
4.21
4.67
3.80
Eu
0.92
1.02
0.86
1.10
Gd
4.24
4.57
5.42
3.90
Tb
0.69
0.74
0.92
0.80
Dy
4.39
4.77
6.09
5.20
Ho
0.93
1.01
1.30
1.20
Er
2.85
2.99
3.78
3.80
Yb
3.32
3.33
3.93
4.00
Lu
0.56
0.54
0.59
0.70
(La/Yb) N
1.99
1.69
1.26
1.16
(Zr/Sm) N
1.68
1.63
0.82
0.42
Zr/Hf
37.38
37.98
32.72
20.30
Los detalles del procedimiento analtico estn descritos en Cotten et al. (1995).
66
Figura 43.- Diagrama spider normalizado respecto al manto primitivo de los intrusivos mineralizados en el sistema
porfrico de Timaro (valores de Hofmann, 1988).
67
Figura 44.- Espectro de tierras raras normalizado respecto a las condritas de los intrusivos mineralizados de Timaro
(valores de Nakamura, 1974).
68
Intrusivos de Timaro
Muestra No.
MT-1**
1 - 53(+)
1 - 164(+)
4 - 124(+)
4 - 205(+)
4 - 362(+)
Tipo de Roca *
Micrton
Micrton
Micrdio
Micrdio
Microad
Dior
SiO2
61.08
ND
ND
ND
ND
74.01
TiO2
0.55
"
"
"
"
0.79
Al2O3
18.63
"
"
"
"
13.49
Fe2O3
11.60
"
"
"
"
1.21
MnO
0.18
"
"
"
"
0.11
MgO
3.26
"
"
"
"
0.95
CaO
0.11
"
"
"
"
1.98
Na2O
3.98
"
"
"
"
6.99
K2O
0.50
"
"
"
"
0.14
P2O5
0.06
"
"
"
"
0.29
SUMAS
99.95
ND
ND
ND
ND
99.96
35.70
% en peso
ppm
Ba
84.95
156.50
61.20
2810.00
194.00
Rb
6.68
28.30
12.80
39.90
24.70
1.90
Sr
63.21
29.70
36.70
161.50
39.40
69.40
Pb
6.93
<5
7.00
5.00
<5
<5
Th
0.33
1.00
<1
1.00
1.00
1.00
0.47
<.5
<.5
<.5
0.50
0.50
Zr
22.89
62.00
40.90
35.70
96.00
77.60
3.00
Hf
0.72
2.00
1.00
1.00
3.00
Nb
0.31
1.00
1.00
<1
1.00
2.00
Ta
0.03
<0.5
<0.5
<0.5
<0.5
<0.5
8.62
13.60
11.10
14.20
18.60
19.40
190.80
265.00
284.00
215.00
41.00
91.00
Cr
22.00
10.00
10.00
90.00
10.00
10.00
Ni
9.52
<5
7.00
<5
<5
13.00
Co
24.40
12.00
26.60
13.20
5.50
2.10
La
0.72
3.30
2.90
3.30
3.30
4.10
Ce
2.10
10.90
6.40
7.10
8.50
11.20
Pr
0.36
1.80
1.00
1.00
1.40
1.80
Nd
2.02
8.70
4.40
5.00
6.60
8.70
Sm
0.68
2.30
1.30
1.60
2.00
2.90
Eu
0.25
0.70
0.40
0.60
0.60
0.60
Gd
0.90
2.20
1.60
1.90
2.40
3.10
Tb
0.18
0.40
0.30
0.40
0.50
0.50
Dy
1.31
2.20
1.90
2.30
2.90
3.00
Ho
0.30
0.50
0.40
0.50
0.70
0.60
Er
0.90
1.60
1.40
1.60
2.10
1.90
Yb
0.94
1.70
1.30
1.60
2.30
1.80
Lu
0.15
0.30
0.20
0.20
0.30
0.20
(La/Yb) N
0.55
1.39
1.60
1.48
1.02
1.99
(Zr/Sm) N
1.33
1.06
1.24
0.88
1.90
1.06
Zr/Hf
31.79
31.00
40.90
35.70
32.00
25.86
Los detalles del procedimiento analtico estn descritos en Cotten et al. (1995).
69
Figura 45.- Diagrama spider normalizado respecto al manto primitivo de los intrusivos mineralizados de Timaro,
ricos en reliquias de ferromagnesianos (valores de Hofmann, 1988).
Figura 46.- Patrn de tierras raras normalizado respecto a las condritas, de los intrusivos mineralizados de Timaro
ricos en reliquias de ferromagnesianos (valores de Nakamura, 1974).
71
Tabla 9.- Contenidos de Rb, Sr, Sm y Nd en roca total y composicin isotpica de Sr y Nd-Sm de las rocas intrusivas
del rea de Timaro.
_______________________________________________________________________________________________
Nd
Rb Sr 87Rb/86Sr 87Sr/86Sr 87Sr/86Sr Sr
(inicial)
(inicial) (Inic)
____________________________________________________________________________________________________________
Muestra
Sm
Nd
MT-31
2.4
8.2
147
Sm/144Nd
143
Nd/144Nd
Nd
Complejo vulcanoplutnico
Microdiorita
0.184
0.512966
6.4
6.6
Batolito de Tuzantla
Tabla 10.- Composicin isotpica de Pb de las rocas intrusivas del rea de Timaro.
_______________________________________________________________________________________________
208
207
206
207
208
Pb/206Pb
Pb/206Pb
Pb/204Pb
Pb/204Pb
Pb/204Pb
Muestra
_______________________________________________________________________________________________
Complejo vulcanoplutnico
Microdiorita
MT-31
2.057020
0.830924
18.80750
15.63410
38.68739
Batolito de Tuzantla
Cuarzomonzonita
MT-20A
2.061517
0.839593
18.51678
15.55312
38.17302
Granodiorita
MT-29
2.063434
0.840911
18.47074
15.53944
38.11482
____________________________________________________________________________________________________________
Los errores asociados (2) son
208
Pb/206Pb = 0.0248% 207Pb/206Pb = 0.0467% 206Pb/204Pb = 0.1302% 207Pb/204Pb = 0.0164% 208Pb/204Pb = 0.1008%.
72
Figura 49.- Diagrama Nd inicial versus 87Sr/86Sr inicial de las rocas del arco Jursico-Cretcico del Terreno Guerrero
(Centeno-Garca, 1993b). Se indica la posicin de las muestras de algunos intrusivos y de las andesitas baslticas del
rea de Timaro. MORB = Mid-Ocean Ridge Basalts, IAV = Productos volcnicos de arcos de islas.
73
74
76
SECCI
SECCIN IDEALIZADA QUE MUESTRA LOS ESTADOS MAGM
MAGMTICOTICO-HIDROTERMALES
EN LA REGI
REGIN DE TI
TIMARO, MICHOAC
MICHOACN
DEPSITO PORFDICO
SUBECONMICOS
DEPSITOS PORFDICOS
(TIMARO)
EDIFICIO VOLCNICO
1.
2.
Microdiorita y microtonalita
3.
Tonalitas y dioritas
4.
5.
continental (White, en prensa), situacin que pudiera ser similar al sistema de arcos
Jursico-Cretcico de la regin oriente del Terreno Guerrero.
Otro aspecto que es interesante puntualizar, es el hecho de que en los arcos de islas
intra-ocenicos del Pacfico SW, se han reconocido las mineralizaciones ms
grandes del mundo de Cu-Au tipo prfido, como en el arco de Indonesia (p.ej.
Grasberg y Batu Hijau) y en el de las Filipinas (p. ej. Far Southeast-Lepanto). En la
gnesis de estos depsitos gigantescos, se ha propuesto la participacin secular del
magmatismo mfico, como la fuente de azufre, metales y fluidos; la generacin,
aporte y mezcla de este tipo de magma con magma flsico ms evolucionado,
representa de manera fundamental, el origen de la potencialidad metlica.
Evidencias contundentes de este proceso magmtico-metalognico, han sido
identificadas en la reciente erupcin (1991) del Monte Pinatubo en las Filipinas
(Hattori y Keith, 2001). Asimismo, la mineralizacin reconocida en el prfido de
Cu-Au-Mo de Bingham, en Utah, USA (Maughan et al., 2002), podra ser el
representante metalognico ms completo de esta filiacin petrognica, para los
arcos magmticos de Norteamrica del Terciario que se desarrollaron en un
ambiente continental. Al considerar esta consanguineidad petrognica como el
origen de los grandes reservorios cuprferos, es posible sugerir la posibilidad de la
existencia a profundidad, de grandes sistemas cuprferos (otro tipo de prfido
cuprfero?) contenidos en rocas hipabisales mficas, que seguramente coexisten con
los conocidos sistemas tipo prfido de cobre del cinturn SW de EUA y el del
noroeste de Mxico. En este sentido, se asume la importancia del potencial del
magmatismo mfico, no solamente para transferir azufre y metales a niveles
someros de la corteza, sino tambin para retenerlos en sus representantes hipabisales
directos. Estas conceptualizaciones, dejan traslucir en general, una importante lnea
de investigacin en la metalogenia de los prfidos cuprferos.
Las relaciones espacio-temporales observadas entre magmatismo y mineralizacin
en el prfido de cobre de Timaro, evidencian un aporte primigenio de cobre,
asociado a los sistemas magmticos del Jursico Medio (?) al Cretcio Inferior, que
se desarrollaron en un ambiente de arco intra-ocenico, con caractersticas
petrolgicas y geoqumicas similares a los arcos del Pacfico SW. Como se ha
indicado, los rasgos geoqumicos e isotpicos que caracterizan el magmatismo del
rea de Timaro, tienen enormes implicaciones sobre la metalogenia y la evolucin
tectono-magmtica mesozoica de la Sierra Madre del Sur. Durante el desarrollo del
arco intra-ocenico, la edificacin de un subestrato mfico, signific un aporte
importante de Cu-Au y voltiles, que se incorporaron al hidrotermalismo
subordinado a los sistemas magmticos someros de naturaleza ms silcea. En
Timaro, se han reconocido evidencias de naturaleza diversa, que permiten sugerir
esta interesante relacin:
78
79
Figura 52.- Cinturn favorable para la ocurrencia de sistemas prfidicos en rocas mezosoicas
de la Sierra Madre del Sur. Modificado de Morn-Zenteno (2000).
80
83
En el espacio vertical del cuerpo mineralizado y en los bordes del mismo, se escogieron
muestras de las distintas zonas de alteracin, que contuvieran clorita para el anlisis en
microsonda, con el objeto de estudiar su cristaloqumica y as poder valorar su potencial
como geotermmetro. Al mismo tiempo, muestras selectas de las principales zonas de
alteracin hidrotermal fueron colectadas para anlisis qumicos de elementos mayores y
traza, con el propsito de conocer la movilidad de los elementos y sus significados en el
proceso de alteracin y mineralizacin.
Los afloramientos de las rocas intrusivas mineralizadas del Valanginiano tienen una
limitada extensin superficial. No obstante, la distribucin superficial de las alteraciones
hidrotermales vinculadas a estos intrusivos es muy simple y afecta al plutonismo
hipabisal pre-Valanginiano de naturaleza diortica. Se tiene entonces, la coexistencia de
alteracin SCC (sericite-chlorite-clay) y arglica en los intrusivos tonalticos, alteracin
SCC en la microadamelita en el sector NE del proyecto, as como alteracin cuarzoserictica en microdioritas y alteraciones SCC-silcica en el microgranito y
microgranodiorita de la zona de la mina El Rey. La alteracin SCC es extensiva a la
microdiorita del complejo vulcano-plutnico en la zona de la mina El Cuervo, la que
est bordeada por una franja de alteracin proplica, que grada a una leve
propilitizacin regional al sur, lejos de la zona de mineralizacin, en donde suele
coexistir con un enjambre de diques tonalticos no mineralizados, que muestran leve
alteracin arglica con escasa epidota (figura 53).
El establecimiento del modelo de alteracin hidrotermal, constituye esencialmente el
objetivo del presente captulo. La distribucin de las distintas paragnesis que
determinan la conformacin de las diversas zonas de alteracin hipognica, son el reflejo
cualitativo de la evolucin fsico-qumica del sistema hidrotermal. Esta expresin
mineralgica se ha definido con sumo detalle en los estudios petrogrficos que,
juntamente con otros datos qumicos y mineralgicos que se aportan en el presente
captulo, representan la base fundamental en que se sustenta la arquitectura del modelo
de mineralizacin. Este esquema ser la base para la integracin del conjunto de
metalotectones que se presentarn en la parte final de la presente disertacin.
84
85
Figura 53.- Mapa geolgico y de alteracin hidrotermal del prfido de cobre de Timaro.
86
87
1000 m.s.n.m.
PROYECTO TIMARO
HISTOGRAMAS DE Cu % LITOLOGA- ALTERACIN
HIDROTERMAL
BARRENO T-4
Figura 54.- Seccin del barreno T-4 que muestra litologa, paragnesis y zonas de alteracin hidrotermal. En rojo se indica la
alteracin SCC; en anaranjado la alteracin arglica y en verde la alteracin proplica. Las paragnesis y zonas de alteracin se
determinaron en su totalidad en la presente investigacin.(Cada cuadro de la retcula mide 100 m de lado).
88
ser
calc
200 m
Figura 55.- Tonalita porfdica con alteracin SCC (sericita-clorita-caolinita). Las plagioclasas se observan parcialmente
reemplazadas por sericita (ser) y calcita (calc), en una matriz cloritizada. Muestra 4-73.
Los carbonatos por su parte estn representados por calcita y proporciones pequeas de
magnesita (determinada por difraccin de rayos X) y ocurren en vetillas, a veces
sinuosas que contienen opacos y en cristalizaciones aisladas. La magnesita se presenta
en vetillas en ocasiones con escasa mineralizacin; este mineral grada a calcita a
rumbo de dichas vetillas que suelen tambin contener escasos sulfuros. En algunas
zonas, las vetillas de calcita presentan abundante mineralizacin al estar intercrecida
con cuarzo; tales vetillas suelen estar limitadas y bordeadas por barita; este ltimo
mineral tambin se presenta en cristales aislados. Como fue sealado, este tipo de
alteracin es observada en numerosos prfidos de cobre, particularmente ocurre en
lugar de la alteracin flica en los sistemas porfricos del Pacfico SW, en donde
representa la transicin vertical entre la alteracin potsica y la arglica avanzada
(Corbett y Leach, 1998).
Los sulfuros con frecuencia ocupan aproximadamente proporciones de 3 a 10 % de la
roca alterada. Como se ha sealado, ocurren en vetillas de cuarzo, cuarzo-calcita,
calcita, asociados a clorita y en diseminaciones asociadas a cuarzo en la trama de la
roca. La mineralizacin tambin se observa en gruesas cristalizaciones, bordeadas de
calcita-clorita; dichos opacos bordean igualmente en forma difusa a las frecuentes
vetillas de calcita.
Las proporciones de caolinita respecto a sericita se incrementan hacia el lmite de una
zona argilizada (intervalo 85-123 metros), en donde se observa asimismo que la
mineralizacin es ms abundante en las zonas dominadas por carbonatos (figura 54). Se
continuar por tanto, con la descripcin detallada de las alteraciones en torno a la
tonalita porfdica central; sern descritos entonces, los cambios mineralgicos a
profundidad en la seccin atravesada por el barreno T-4.
89
caol
100 m
Figura 56.- Alteracin arglica en microdiorita (caolinita-sericitaclorita) que sobreimpone alteracin SCC. Se observan los
fenocristales de plagioclasa casi totalmente reemplazados por caolinita (caol). Muestra 4-124.
90
caol
calc
100 m
Figura 57.- Alteracin SCC en microdiorita. Ocasionalmente se observan fenocristales de plagioclasa reemplazados totalmente por
calcita (calc) y caolinita (caol). La matriz de la roca se halla intensamente cloritizada. Muestra 4-146.
91
caol
cl
100 m
Figura 58.- Microdiorita con reemplazamiento pervasivo de caolinita (caol) que coexiste con reliquias de ferromagnesianos
totalmente reemplazados por clorita (cl). Alteracin SCC. Muestra 4-157.
El cuarzo se manifiesta como zonas de silicificacin dentro de las zonas de clorita (con
calcopirita), en forma de vetillas gruesas con calcopirita y vetillas muy finas; con
frecuencia se encuentra intercrecido con clorita tanto en las vetillas como en las
cristalizaciones aisladas; raras veces el cuarzo se intercrece con muy espordicos
cristales de barita. La clorita tambin aparece en las paredes de las vetillas de cuarzo
(figura 59 y 60).
Figura 59.- Tpica microvetilla de cuarzo-calcopirita (400 micras de ancho) con halos clorticos, contenida en la alteracin SCC de
la microdiorita. Muestra 4-156.
92
Figura 60.- Clsicos intercrecimientos pirita-calcopirita continuamente reconocidos en el stockwork que arma en la microdiorita con
alteracin SCC. Muestra 4-156 (la fotomicrografa tiene 600 micras de ancho).
La calcita existe en vetillas e intercrecida con cuarzo en las vetillas de ste ltimo.
En esta zona fue posible determinar un primer fracturamiento caracterizado por el
desarrollo de clorita-sericita; un segundo fracturamiento seguido por la introduccin de
cuarzo-mineralizacin y desarrollo de clorita y una tercera poca de stress que provoc
la deformacin de las vetillas anteriores. Como puede constatarse, la alteracin SCC
coexiste con carbonatacin, y en su parte final, muy cerca del contacto con la alteracin
proplica, coexiste con alteracin sericita-caolinita-clorita (figura 54).
A partir de los 159 metros de la seccin del barreno T-4, la roca manifiesta los primeros
signos de la propilitizacin. A esta alteracin se le sobreimponen intervalos con
alteracin arglica (177-190 metros; 198-227 metros y 323-342 metros) y una extensa
silicificacin que se define a partir de los 232 metros hasta el final del barreno
(figura 54). En los tramos aislados de alteracin proplica (159-177 metros y 190-198
metros), la roca presenta un color gris verdoso, con textura no discernible y frecuentes
desarrollos sobreimpuestos de cuarzo-sericita, cuarzo-sericita-calcita y cuarzo-sericitaclorita-magnetita-calcita en vetillas de milmetros a centmetros, que definen centros
clorticos que a veces son bordeados por pirita-calcopirita; la calcopirita ocurre tambin
en fracturas espordicas, principalmente en la matriz clortica. La asociacin cuarzosericita-calcita tambin se presenta en forma de ndulos hasta de 1 centmetro de
dimetro. Se observa abundante epidota y en las vetillas de cuarzo-sericita-calcitaclorita se reconocen cristales diseminados de calcopirita.
En ese intervalo de alteracin proplica (159-177 metros) se observa al microscopio
petrogrfico que esta alteracin adquiere en algunas zonas carcter pervasivo. En dichas
93
ser
qz
100 m
Figura 61.- Agregado de sericita (ser)- cuarzo (qz) de cristalizacin comparativamente ms gruesa que la observada en la zona SCC.
Este rasgo se observa dentro de la zona proplica (en este intervalo se caracteriza por la asociacin calcita-epidota-tremolitaactinolita-pirita), exclusivamente en las cercanas de su contacto con la alteracin SCC. Muestra 4-159.
94
En el intervalo arglico entre 177 y 190 metros, la roca comnmente presenta una
textura porfdica de reliquia, observada en el microscopio petrogrfico. Se reconoce
adems que los fenocristales de plagioclasas son indistintamente reemplazados parcial o
totalmente por caolinita o sericita; muy a menudo en el centro de las reliquias de los
fenocristales de plagioclasas se presenta clorita, bordeada de sericita y/o caolinita; la
clorita existe en la matriz de la roca y raras veces en vetillas o en cristalizaciones
aisladas que coexisten con sulfuros; la epidota por su parte, reemplaza en forma parcial
a las plagioclasas y tambin aparece en cristales ms grandes bordeada de clorita e
incluso prehnita (que es posterior a la clorita) la que aparece en una textura de islas en
mar de clorita o epidota. Como minerales accesorios a esta alteracin, se tiene titanita
ocasionalmente bordeada de calcita, ilmenita incluida en titanita e intercrecimientos de
cuarzo.
Al microscopio petrogrfico, la alteracin reconocida en el intervalo 198-227 metros
(figura 54) se caracteriza por un reemplazamiento parcial de las plagioclasas en forma
indistinta por caolinita, sericita y epidota; esta ltima tambin se presenta en pequeos
cristales anedrales diseminados y asociada a opacos en cristalizaciones ms gruesas. La
sericita se presenta por lo regular en finos cristales aciculares; tambin ocurre incluida
en las vetillas de cuarzo y en intercrecimientos con clorita (Figuras 62 y 63).
ser
qz
100 m
Figura 62.- Espordicos agregados de sericita (ser)-cuarzo (qz) que coexisten con intervalos de alteracin arglica que se desarrollan
dentro de la zona propilitizada. Estas asociaciones estn contenidas en microdiorita. Muestra 4-207.
La clorita reemplaza totalmente a los anfboles que aparecen en forma de reliquias, pero
tambin ocurre en los intersticios de la roca, en donde se le asocian abundantes opacos.
El cuarzo define una silicificacin coextensiva y existe en vetillas e intercrecimientos;
la clorita tambin se presenta en los bordes de dichas vetillas y se observa sericita
incluida en clorita con escasos opacos, en la parte central de esas vetillas. La calcita se
tiene en vetillas y en cristalizaciones aisladas, as como en los intersticios feldespticos.
95
ys
caol
qz
100 m
Figura 63.- Caolinita (caol) que reemplaza plagioclasas dentro de un intercrecimiento de cuarzo (qz) secundario. En la parte
superior izquierda se observa un cristal de yeso (ys). Muestra 4-225.
96
Figura 64.- Relacin pirita-calcopirita, frecuentemente observada en la zona de alteracin proplica con silicificacin coextensiva.
Muestra 4-265 (el ancho de la fotomicrografa es de 800 micras).
cl
calc
qz
ep
100 m
Figura 65.- Alteracin proplica en microdiorita; se desarrolla clorita (cl), epidota (ep), calcita (calc) y silicificacin coextensiva en
forma de vetillas de cuarzo (qz) con pirita-calcopirita. Muestra 4-304.
cp
caol
cl
300 m
Figura 66.- Zona de silicificacin + clorita (cl), en donde ocurre calcopirita (cp); esta zona est bordeada por caolinita (caol) y
coexiste con la propilitizacin. Muestra 4-280.
zonas de cuarzo secundario. Se observa con frecuencia la asociacin caolinita-cloritaopacos; la clorita se encuentra en intersticios y ocasionalmente con epidota, as como en
vetillas y asociada a los intercrecimientos de cuarzo; en forma ocasional la pennina
existe incluida en caolinita. Se reconoce epidota bien cristalizada que reemplaza
parcialmente a las plagioclasas y a veces se halla incluida en clorita. Las plagioclasas
son eventualmente reemplazadas en forma parcial por calcita, que existe igualmente en
espordicas y finas vetillas y en escasas cristalizaciones aisladas; dichos feldespatos
manifiestan ocasionales reemplazmientos parciales de cuarzo. Este ltimo mineral se
presenta en intercrecimientos y en vetillas espordicas, a veces incluye cristales
pequeos de yeso, cuya presencia fue confirmada por estudios de difraccin de rayos X
(figura 2 anexo 1); el yeso se presenta siempre asociado a cuarzo en los intervalos
arglicos anteriores y cerca de esta zona dentro de la alteracin propiltica.
Alteracin en la diorita porfdica.
Esta roca es atravesada por los ltimos 23 metros del barreno T-4 (figura 54). En
general, acusa escaso desarrollo de la alteracin proplica, que es esencialmente
representada por la asociacin clorita-epidota-calcita-pirita y contenidos subordinados
de caolinita. La clorita ocurre en cristalizaciones aisladas, en los intersticios de los
intercrecimientos de cuarzo y en vetillas que los bordean. La calcita aparece en vetillas
intercrecida con clorita, caolinita y opacos y es posterior al cuarzo, ya que ocurre en
vetillas oblicuas a l, pero tambin se presenta en cristalizaciones aisladas que
reemplazan parcialmente a las plagioclasas. La epidota por su parte es muy escasa; se
presenta rara vez asociada a clorita y en cristales aislados de pobre cristalizacin y en
reemplazamientos parciales muy espordicos de plagioclasas. El cuarzo es abundante y
se reconocen tres generaciones: la primera en finos intercrecimientos; gruesos
intercrecimientos definen una segunda generacin y la tercera la conforman vetillas
oblicuas que a veces contienen calcita y abundantes opacos (figura 67).
cl
caol
100 m
Figura 67.- Desarrollo local de clorita (cl) y caolinita (caol),
que arma en la diorita porfdica con leve porpilitizacin. Muestra 4-353.
barreno T-1 hacia la porcin centro-oeste del rea, las rocas hipabisales de naturaleza
tonaltica, muestran intensa mineralizacin cuprfera en forma de un conspicuo
stockwork de cuarzo-pirita-calcopirita-bornita. Esta estructura es coextensiva a las rocas
microgranticas de la mina El Rey, hacia el lmite occidental del cuerpo mineralizado.
Si bien el afloramiento de estas ltimas rocas es amplio, contrasta con su nula
persistencia a profundidad, que precisamente no tiene nada que ver con la notable
persistencia vertical de la mineralizacin, segn se demuestra en las secciones de los
barrenos T-1 (figura 68) y T-2. En el microgranito se reconoce una alteracin
esencialmente cuarzo-serictica que coexiste con una carbonatacin y moderados
desarrollos de caolinita. Debido a que las rocas microtonalticas contienen gran parte de
la mineralizacin, se dar especial nfasis a la descripcin de las alteraciones y
mineralizacin que se desarrollan en estas rocas.
PROYECTO TIMARO
HISTOGRAMAS DE Cu % LITOLOGA- ALTERACIN
HIDROTERMAL
BARRENO T-1
Figura 68.- Seccin del barreno T-1 que muestra litologa, paragnesis y zonas de alteracin hidrotermal (determinadas en su totalidad en
este estudio). Ntese los valores de cobre en las zonas de alteracin SCC. Los colores en rojo indican SCC; en naranja y amarillo
alteracin arglica.Cada cuadro de la retcula mide 100 m de lado.
ser
150 m
Figura 69.- Relicto de plagioclasa totalmente reemplazado por sericita (ser).
La sericita tambin aparece diseminada en toda la roca. Muestra 1-123.
101
calc
200 m
Figura 70.- Carbonatacin en forma de calcita (calc) + magnesita (calcita>>magnesita),
coextensiva con la alteracin SCC. Muestra 1-79.
102
cl
ser
qz
250 m
Figura 71.- Tpico halo de sericita (ser) + clorita (cl) que bordea a una vetilla de cuarzo (qz)
que contiene clorita de forma esferultica y calcopirita. Muestra 1-123.
Se tiene una primera generacin de cuarzo que reemplaza la roca (figura 72) y una
segunda generacin en forma de vetillas. La mineralizacin suele coexistir con los
carbonatos y la clorita, pero tambin se encuentra en agregados simtricos, asociada a
sericita en los gruesos intercrecimientos de cuarzo y cantidades subordinadas existen en
diseminaciones. Como puede constatarse, la frecuente presencia de caolinita hace que
verdaderamente, esta zona de alteracin, que coincide con una importante zona
mineralizada, sea equivalente a la alteracin SCC.
qz
100 m
Figura 72.- Reliquia de plagioclasa totalmente reemplazada por cuarzo (qz); en otras zonas de la misma muestra, las plagioclasas
tambin estn reemplazadas por sericita (ser), la que tambin se encuentra diseminada en la matriz de la roca. Muestra 1-69.
103
contrastan con las vetillas de calcita que carecen de ella; a menudo se observa un
notorio paralelismo entre esas vetillas. Los carbonatos-opacos, suelen bordear a las
reliquias de las plagioclasas, pero con cierta frecuencia se presentan tambin en
cristalizaciones aisladas con mineralizacin. La silicificacin es coextensiva y consiste
en vetillas con escasa mineralizacin; la calcita tambin se observa en las paredes que
bordean a las vetillas ms gruesas de cuarzo que contienen mena en cristales
comparativamente ms grandes. Se tienen entonces vetillas de cuarzo-magnesitacalcita-mineralizacin, en zonas de brechamiento y posterior relleno de calcita con
mineralizacin. El cuarzo tambin define una pasta con escasa sericita y opacos
diseminados. La clorita es muy escasa y ocurre diseminada en la roca juntamente con
opacos. Esta zona representa entonces, una alteracin arglica coexistente con intensa
carbonatacin.
Alteracin SCC que traslapa a la silicificacin, se identifica en el intervalo 166-191
metros del barreno T-1 (figura 68). La roca es de color gris a verde, con frecuente
alteracin pervasiva y abundante pirita diseminada; contiene un intenso stockwork,
conformado por microvetillas y vetillas hasta de 1 centmetro de cuarzo-calcopiritapirita, microvetillas (algunas de milmetros) de cuarzo-pirita-calcopirita-bornita e
intervalos brechados con mineralizacin en forma de asociaciones de cuarzo-piritacalcopirita, que son atravesadas por vetillas tardas de cuarzo-calcita.
En el tramo anterior (166-191 m), se observa al microscopio que algunos fenocristales
de plagioclasas estn bien definidos; no obstante, la mayora de ellos muestran
alteracin parcial por cuarzo-sericita-caolinita (rayos X)-clorita-calcita; en ocasiones la
roca manifiesta una textura porfrica de reliquia, que se define por enormes reliquias de
fenocristales de plagioclasa, reemplazados por sericita-caolinita (figura 73). Las vetillas
de cuarzo con mineralizacin estn bordeadas por clorita en vetillas y calcita hacia la
zona ms externa; en esas reas la sericita es muy escasa y dichas vetillas a veces
gradan a intercrecimientos ms finos de cuarzo-clorita; el cuarzo adems existe en
cristalizaciones aisladas que coexisten con clorita y opacos. Se reconoce tambin
sericita que suele presentarse en cristales aislados intercrecida con cuarzo, en los bordes
de las vetillas de cuarzo con opacos.
La pasta de la roca en el mismo intervalo (166-191 m), constituye un fino
intercrecimiento de cuarzo-clorita, con abundantes diseminaciones de opacos en
cristales finos a gruesos. Los carbonatos existen en vetillas con opacos que son oblicuas
y paralelas a vetillas ms gruesas de cuarzo con mineralizacin; cuando la magnesita
(figura 5 anexo 1) predomina sobre calcita, se presentan en microvetillas en forma de
enrejados con opacos; en medio de dichas vetillas se tiene clorita>>>cuarzo en
intercrecimientos y abundantes opacos (hematita). En esas zonas se propone la
secuencia cloritacuarzocalcita tarda, adems una primera generacin de cuarzo
que reemplaza la roca y una segunda generacin en forma de vetillas con
mineralizacin.
105
caol
100 m
Una roca de color verde oscuro a negra, con textura porfdica y pirita diseminada se
identifica entre 191 y 205 metros de la seccin del barreno T-1 (en color amarillo,
figura 68). Esta roca presenta espordicas vetillas de varios milmetros de
calcopirita>>bornita-cuarzo-calcita y de minerales arcillosos con pirita-calcopirita, en
una matriz intensamente cloritizada. Al microscopio, se observa que las plagioclasas
estn parcialmente reemplazadas por minerales arcillosos (corrensita?, propuesta en el
estudio de rayos X, figura 6 anexo 1) que coexisten con opacos y totalmente por una
mezcla de sericita, arcillas (corrensita?) y caolinita, en los que se tiene escasa pirita; se
reconoce asimismo, que pocos fenocristales muestran alteracin parcial a sericita. Sin
embargo, algunos fenocristales de oligoclasa estn bien definidos en las zonas de menor
alteracin. El cuarzo en general es escaso, pero existe en cristalizaciones aisladas, a
veces en forma de ojos o de ndulos, intercrecido con escasa clorita, opacos, sericita
y corrensita? Al parecer dichas arcillas tambin se encuentran en forma de vetillas.
Ocasionalmente la clorita reemplaza a la matriz de la roca en forma abundante y
coincide con la ms intensa diseminacin de opacos. La calcita ocurre en vetillas y
reemplaza casi en su totalidad a algunos fenocristales de plagioclasas. La pirita por
igual, suele reemplazar parcialmente a las plagioclasas (figura 74).
106
cl
qz
ser
150 m
Figura 74.- Alteracin eventual cuarzo-serictica pervasiva selectiva incluida en alteracin clortica (cl). Obsrvese las reliquias de
los fenocristales de plagioclasas reemplazadas por sericita (ser) y cuarzo (qz). Muestra 1-203.
107
108
calc
qz
300 m
Figura 75.- Clorita de formas aciculares-radiales, cerca del borde de una vetilla de cuarzo (qz) y
calcita (calc) que contiene calcopirita. Muestra 1-214.
109
caol
100 m
Figura 76.- Reliquia de fenocristal de plagioclasa reemplazado por caolinita (caol), de la zona de alteracin arglica en la parte
externa del sistema porfdico de Timaro. Muestra 1-246.
caol
100 m
Alteracin y mineralizacin en las rocas del borde occidental del cuerpo mineralizado.
Estas rocas son atravesadas por el barreno T-2, cuyo brocal se localiza en el lmite
poniente de la mineralizacin cuprfera (figura 78). En general, en la seccin de este
barreno se reconoce una alteracin arglica, a la que esencialmente se le sobreimpone
una carbonatacin. La clorita exclusivamente existe en cantidades subordinadas en
algunos intervalos a partir de los 124 metros de profundidad del barreno T-2, pero su
presencia se interpreta como una tendencia hacia la alteracin SCC.
110
100 metros
PROYECTO TIMARO
VALORES DE Cu % - LITOLOGA
ALTERACIN HIDROTERMAL
BARRENO T-2
Figura 78.- Seccin del barreno T-2 que muestra litologa, paragnesis y zonas de alteracin hidrotermal (totalmente definidas en el
presente estudio). El color naranja representa la alteracin arglica; el color morado la carbonatacin. Cada cuadro tiene 100 m de
lado.
cuarzo estn bordeadas por sericita (es muy escasa), la que tambin aparece en
agregados que bordean a la calcita. En todo este intervalo, se observan
microbrechamiento con rellenos de cuarzo-carbonatos.
El stockwork pirtico est contenido en la microgranodiorita, cuyo contacto con las rocas
volcnicas se encuentra hasta aproximadamente, los 120 metros de profundidad del
barreno T-2. As pues, en el intervalo 23-120 metros, el stockwork es atravesado por
delgadas zonas de brechamiento relacionadas a fallas, pero el cerrado vetilleo tambin
suele coexistir con brechamiento de origen hidrotermal. En las zonas de fracturas ms
espaciadas del stockwork, se tienen vetillas de menos de 1 milmetro de cuarzo-pirita,
con vetillas paralelas de cuarzo-pirita-carbonatos, que limitan hacia las zonas centrales,
vetillas de menos de 1 milmetro de pirita; las vetillas de cuarzo-pirita a veces ensanchan
hasta 1 centmetro de espesor y muestran bordes criptocristalinos que gradan a ncleos
de mayor cristalinidad.
En las zonas en donde el stockwork est ms desarrollado se tienen frecuentes y gruesas
vetillas de cuarzo-pirita (hasta de varios centmetros) y exclusivamente pirita, que
muestran bordes de alteracin de color gris oscuro, de milmetros hasta de 1.5
centmetros de espesor, que estn incluidos en la microgranodiorita de color gris claro,
las que contienen vetillas de cuarzo-pirita de menos de 1 milmetro. En las zonas
indicadas de intenso stockwork son tpicas las brechas hidrotermales que se presentan en
forma de cuerpos tabulares o ndulos desde milmetros hasta varios centmetros, que a
veces ocurren a lo largo de fracturas. En los sectores en donde las vetillas son menores a
1 milmetro se observan zonas convolutas por el brechamiento, cementadas por cuarzo
masivo y drusiforme, en donde la calcopirita con frecuencia ocurre en el primero. En las
brechas relacionadas a fallas (la ms importante en el tramo 102-112 metros), los
fragmentos se encuentran cementados por cuarzo y arcillas, en cuyos intersticios existe
abundante pirita y cantidades interesantes de calcopirita y bornita; estas zonas son
atravesadas por vetillas desde menos de 1 milmetro hasta de varios milmetros de
cuarzo-pirita y de menos de 1 milmetro de cuarzo-pirita-carbonatos. Se establece
entonces que, en el stockwork pirtico se tiene una primera generacin de microvetillas
de cuarzo-pirita que est contenida en la microgranodiorita de color gris claro; este
conjunto de vetillas estn atravesadas por otras ms gruesas, tambin de cuarzo-pirita y
con tpicos halos de color gris oscuro (2. generacin); ambos conjuntos muestran
vetillas oblicuas de carbonatos (generacin tarda).
En el intervalo anterior (23-120 metros), al microscopio se observa que los fenocristales
de plagioclasa estn totalmente reemplazados principalmente por caolinita (figura 8
anexo 1) y sericita (caolinita >> sericita) y muy pocas veces por exclusivamente sericita
y por asociaciones de caolinita-sericita-cuarzo-opacos, cuarzo-opacos y cuarzo-caolinita.
Este reemplazo no obstante, coexiste con reemplazamiento parcial de las plagioclasas
por calcita, sericita, calcita-pirita y escasa epidota y por la asociacin cuarzo-clorita, en
las partes ms profundas de la microgranodiorita atravesadas por el barreno T-2. En
ocasiones algunas reliquias de fenocristales de plagioclasas, estn bordeadas por sericita
y en su centro lo ocupa la epidota que es ms cristalina; en esas zonas pocas plagioclasas
muestran alteracin parcial a chamosita o total a chamosita-opacos-epidota (escasa). La
112
sericita suele presentarse tambin en forma de finos agregados aislados, bordear a los
opacos finamente diseminados en la matriz y rara vez bordear las vetillas de cuarzo.
En el mismo intervalo, el cuarzo ocurre en vetillas gruesas en intercrecimientos con
carbonatos (calcita, magnesita/dolomita) y opacos, de las que se desprenden vetillas de
cuarzo-calcita con opacos de cristalizacin ms fina (figura 79). En las zonas brechadas,
el cuarzo existe en los intersticios y en vetillas con pirita euedral, con vetillas oblicuas
de cuarzo-calcita; el cuarzo es comn tambin en cristalizaciones aisladas intercrecido
con opacos (pirita euedral frecuente) que a veces engloban caolinita. En algunos
intercrecimientos, se observan bordes de pirita y calcopirita, cuando el cuarzo aparece
principalmente en forma de drusas y la caolinita se encuentra hacia el centro de las
vetillas, as como calcita asociada a sericita (figuras 80 y 81).
qz
calc
250 m
Figura 79.- Vetilla del stockwork pirtico que muestra intercrecimiento de cuarzo (qz),
calcita (calc), pirita y eventual calcopirita. Muestra 2-25.
qz
150 m
Figura 80.- Intercrecimiento de cuarzo (qz) con mineralizacin eventual de pirita-calcopirita. Muestra 2-40.
113
300 m
Figura 81.- Reemplazos aislados parciales y totales de pirita por calcopirita, observados
en forma espordica en los intercrecimientos gruesos de cuarzo. Muestra 2-60.
114
115
cl
100 m
Figura 82.- Cloritizacin eventual en andesita que coexiste con la argilizacin. Se observa clorita (cl)
en amgdalas, bordeada de clorita criptocristalina y caolinita. Los microlitos estn parcialmente
reemplazados por caolinita, sericita y cuarzo. Muestra 2-167.
116
ser
qz
100 m
Figura 83.- Alteracin eventual cuarzo (qz)-serictica (ser) en dacitas que coexiste
con carbonatacin y cloritizacin. Muestra 2-308.
117
En las zonas brechadas del intervalo anterior, los fragmentos de las rocas volcnicas
muestran fenocristales de plagioclasas totalmente reemplazados por cuarzo y por
caolinita?-sericita (caolinita?>sericita). Este mineral rellena la mayora, sino todas las
vetillas, adems de que constituye el cemento de las brechas, juntamente con carbonatosopacos; las vetillas de cuarzo llegan a ser muy gruesas con carbonatos y mineralizacin
hacia el centro, con bordes de caolinita?-sericita (caolinita?>sericita); en dichas vetillas
en ocasiones se observa clorita-sericita-caolinita?-montmorillonita?, con el predominio
de la primera. Con frecuencia los fragmentos de roca se hallan totalmente silicificados y
atravesados por vetillas de carbonatos. El conjunto de rocas volcnicas indicadas (120293 metros), as como los intervalos brechados, muestran en general paragnesis que
evidencian alteracin arglica con un leve desarrollo o tendencia hacia la alteracin tipo
SCC.
El ltimo intervalo del barreno T-2 (293-316 metros), se caracteriza por leve alteracin
arglica desprovista de clorita en coexistencia con silicificacin de limitado desarrollo.
La microtonalita tiene un color verde claro y muestra un aspecto brechado por efecto de
la alteracin arcillosa. Los fenocristales de las plagioclasas estn muy parcialmente
alterados a carbonatos-arcillas-sericita, asociacin que muestra frecuentes
intercrecimientos con el cuarzo; asimismo, dichos fenocristales tambin suelen estar
parcialmente reemplazados por minerales arcillosos-sericita (arcillas>sericita). El cuarzo
existe en vetillas que gradan a rumbo a exclusivamente carbonatos, los que tambin se
presentan en vetillas (figura 84).
caol
100 m
118
sericita se observa en agregados a lo largo de vetillas que forman tpicos enrejados; las
plagioclasas se encuentran totalmente reemplazadas por sericita y caolinita. La
mineralizacin cristalina gruesa se asocia a la silicificacin y a la sericitizacin; no
obstante, la mineralizacin diseminada se asocia tambin a sericita y en ocasiones a la
clorita.
La naturaleza de la alteracin a profundidad que bordea a las rocas mineralizadas de la
mina El Cuervo, es reconocida en la seccin del barreno T-3, cuyo brocal se localiza en
la zona oriente del rea (figura 53). En los primeros 147 metros de dicho barreno se tiene
una alteracin de sericita-cuarzo-arcillas (caolinita?)-pirita, que grada a una alteracin
predominantemente arglica con cuarzo-sericita-pirita, la que asimismo manifiesta un
incremento en el contenido de epidota en los ltimos 63 metros. En toda la seccin del
barreno se comprueba que la clorita es muy escasa, de muy espordica ocurrencia, por lo
que las paragnesis indicadas, esencialmente evidencian extensiva alteracin hidrotermal
de baja temperatura, que se desarroll hacia el extremo sureste del sistema porfrico
(figura 85).
PROYECTO TIMARO
VALORES DE Cu % - LITOLOGA
ALTERACIN HIDROTERMAL
BARRENO T-3
Figura 85.- Seccin del barreno T-3 que muestra litologa, paragnesis y zonas de alteracin hidrotermal (definidas en su totalidad en
la presente investigacin). El color azul indica alteracin cuarzo-serictica; en naranja alteracin arglica; en verde la presencia de
epidota. Cada cuadro de la retcula mide 100 m de lado.
119
La micromonzonita (0-11 metros) presenta un color gris claro, textura porfdica, con
cristalizaciones aisladas de calcita, pirita diseminada y ocasionales cristales de
calcopirita. Al microscopio se observa que los fenocristales de plagioclasas estn
parcialmente reemplazados principalmente por sericita y en forma ocasional por calcita;
algunos estn totalmente reemplazados por sericita-pirita. A veces los intercrecimientos
de pirita, se encuentran completamente bordeados por sericita, la que tambin se
reconoce en agregados finos. La epidota se presenta en cristales aislados y pequeos
sobre los fenocristales de plagioclasas. Asimismo, muy raros y pequeos cristales de
titanita, ocurren tambin sobre los cristales de plagioclasa.
Se reconoci microdiorita con signos de pirometasomatismo entre los 11 y 19 metros de
la seccin del barreno T-3. La roca presenta un color verde claro, estructura bandeada,
abundante pirita diseminada, con vetillas hasta de 2 milmetros de cuarzo-pirita y raras
vetillas hasta de 1 centmetro de cuarzo-clorita-pirita. Al microscopio, las plagioclasas
aparecen en forma de reliquias, producto del total reemplazamiento por sericita y a veces
de sericita-arcillas; la sericita tambin se presenta en forma de bordes en torno a los
opacos de mayor cristalinidad. La clorita se observa en cristales aislados (a la que se le
asocian opacos ms cristalinos) o en los intersticios de la roca. El cuarzo ocurre
exclusivamente en vetillas, a veces con calcita o clorita y tambin se reconocen en tales
vetillas, bordes sericticos y la asociacin cuarzo-clorita-sericita.
En el pequeo intervalo de rocas volcnicas (19-38 metros; figura 85), las andesitas
porfdicas exhiben grupos de vetillas de cuarzo-pirita hasta de 0.5 centmetros y vetillas
de pirita (menos de 1 milmetro), as como profusa diseminacin de pirita. Al
microscopio se reconocen arcillas en la pasta de la roca y en la matriz de las bandas por
cizallamiento; el cuarzo aparece en vetillas y en intercrecimientos frecuentemente
esfricos u ovoides con opacos. En la dacita se observa que la pirita existe en
crecimientos aislados con cuarzo-clorita e intercrecimientos muy aislados hasta de
2 milmetros de cuarzo-calcita, en los que ocurre la pirita y escasa calcopirita; tambin
se tienen vetillas de menos de 1 milmetro de cuarzo-calcita-pirita. Se identifica al
microscopio que algunas plagioclasas estn totalmente reemplazadas por sericita y el
cuarzo se halla en intercrecimientos pequeos y aislados con sulfuros y clorita; la calcita
se observa incluida en cuarzo con opacos.
En el primer tramo de microdiorita ms fresca (38-63 metros), se reconocen vetillas de
pirita (1-2 milmetros) y de cuarzo-pirita (ms escasas) que atraviesan la alteracin
cuarzo-serictica pervasiva, que incluye cristales muy aislados de calcopirita y bornita;
existen tambin intercrecimientos dispersos de cuarzo-arcillas-pirita con muy escasa
calcopirita-bornita. En esta roca arma una veta-falla (58.05-68.37 metros) que define una
brecha mineralizada, que consiste en fragmentos argilizados con frecuentes ncleos de
alteracin cuarzo-serictica y matriz de cuarzo cristalino y poca calcita, en donde se
presenta la pirita y la calcopirita. Al microscopio la roca muestra fantasmas de
fenocristales de plagioclasas productos del reemplazamiento total por sericita; la matriz
de la roca est reemplazada por sericita-arcillas; el cuarzo se presenta en finos y
espordicos intercrecimientos, a veces bordeados por calcita-pirita o por exclusivamente
calcita que tambin se encuentra en vetillas; la pirita existe en proporciones de ms del
10 % (figura 86).
120
ser
100 m
Figura 86.- Fenocristal de plagioclasa reemplazado por sericita (ser) y opacos, incluido en una matriz reemplazada por un agregado
de sericita-caolinita? Alteracin coextensiva en el halo pirtico. Muestra 3-40.
121
qz
calc
pi
100 m
Figura 87.- Intercrecimiento de cuarzo (qz)-calcita (calc) en el halo pirtico (pi) que es coextensivo de la zona de alteracin arglica.
Muestra 3-179.
123
parcialmente reemplazadas por sericita y los feldespatos potsicos por caolinita; muy
pequea cantidad de calcita reemplaza tambin a las plagioclasas; el cuarzo ocurre en
intercrecimientos y en gruesas vetillas con pirita; la epidota comienza a aparecer en
pequeos cristales diseminados y se reconoce yeso asociado a cuarzo y pirita.
De los 212 metros, hasta el final del barreno T-3, se tiene una brecha conformada por
fragmentos de rocas hipabisales y volcnicas, incluidos en una matriz de naturaleza
esencialmente andestica (figura 85). Los fragmentos alcanzan tamaos hasta de 2
pulgadas y manifiestan silicificacin con diseminaciones de pirita, calcopirita y escasa
bornita. En ocasiones la matriz de la roca es ms arcillosa e incluye cuarzo, cuarzo
ametista y abundante pirita. Ocurren tambin vetillas hasta de 1 centmetro de cuarzocalcita-pirita-arcillas, vetillas de pirita (que atraviesan las zonas silceas) y vetillas de
yeso hasta de 1 milmetro. Los fragmentos que muestran leve alteracin y ms de 3
pulgadas se hallan incluidos en intensa alteracin de cuarzo-pirita-sericita-arcillas con
escasos desarrollos aislados de cuarzo ametista. Este cuarzo tambin se presenta en
escasos ndulos o glbulos bordeados de arcillas y pirita, incluidos en alteracin
pervasiva de cuarzo-sericita-arcilla.
arc
qz
ser
100 m
Figura 88.- Textura porfdica de reliquia en microdiorita. Las plagioclasas se hallan reemplazadaspor arcillas (arc), sericita (ser) y
cuarzo (qz). Alteracin coextensiva en el halo pirtico. Muestra 3-190.
124
125
126
127
Figura 89.- Diagrama de paragnesis y sucesin del prfido de cobre de Timaro.
128
Figura 90.- Seccin geolgica NE-SW que mira al noroeste, en la que expone a distribucin de las alteraciones hipognicas y la extensin a profundidad de la mineralizacin
porfdica en la zona de alteracin SCC en el prfido de cobre de Timaro. La lnea punteada es inferida (modificado de Garza-Gonzlez et al., 2006).
129
forma abundante en vetillas con carbonatos; en esta zona la clorita a menudo se asocia
con la mineralizacin. En la zona SCC externa contenida en los cuerpos hipabisales, este
mineral ocurre en vetillas ocasionalmente en coexistencia con calcita, a veces en formas
esferulticas incluidas en vetillas de cuarzo o en intercrecimientos con este mineral;
tambin se presenta en bordes a lo largo de las vetillas de cuarzo, en ndulos
diseminados, en forma de reemplazos pervasivos de los ferromagnesianos y en
reemplazos totales de la matriz de la roca. En la zona proplica, la clorita es abundante y
se presenta principalmente en intersticios, en vetillas o en cristalizaciones aisladas donde
esta alteracin adquiere carcter moderado a pervasivo; tambin se presenta en vetillas
de cuarzo e intercrecida con l, en las zonas en donde coexiste la silicificacin. En la
zona arglica, principalmente la del borde occidental del prfido de cobre se reconocen
zonas cloritizadas, esencialmente en las rocas andesticas y dacticas; la clorita en las
rocas dacticas se presenta en los intersticios de la roca, en los bordes de las vetillas con
opacos, en reemplazos pervasivos de los ferromagnesianos y en vetillas acompaada de
sericita y caolinita.
Como puede comprobarse en la figura 54, la seccin del barreno T-4 atraviesa los
principales tipos de alteracin identificados en el sistema de Timaro, adems de que
reconoce el cuerpo tonaltico central. Se analizaron en microsonda, las cloritas de las
muestras 4-12, 4-18, 4-27 y 4-83, provenientes de la zona SCC ms interna contenida en
la tonalita porfdica central. Asimismo, las muestras 4-161 y 4-232, contienen clorita de
la zona proplica ms somera y de la zona proplica pervasiva respectivamente, que se
desarrolla en la microdiorita; la clorita de la muestra 4-349 proviene de la diorita
porfdica que manifiesta leve alteracin proplica. En la zona SCC externa que arma en
la microdiorita entre los 205 y 232 metros del barreno T-1, en una zona de
resquebrajamiento, se identificaron grandes cristales de clorita asociados a la
mineralizacin. En uno de esos cristales se realiz el anlisis en microsonda al centro del
mismo (muestra 1-217), as como en sus bordes (clave de anlisis 1-217-1). En el sector
occidental externo del cuerpo mineralizado, se identificaron zonas cloritizadas aisladas,
que coexisten con la alteracin arglica, que a su vez se encuentran contenidas en rocas
de naturaleza andestica y dactica; se analiz la clorita asociada a pirita (muestra 2-248),
existente en las rocas dacticas.
En general, los cristales de clorita analizados tienen una composicin qumica
homognea, para las diferentes zonas de alteracin. De acuerdo a la clasificacin de Hey
(1954), las cloritas de Timaro son picnocloritas o bien, clinocloro conforme a la
Asociacin Internacional para el Estudio de las Arcillas (Bailey, 1980). Si se consideran
en Timaro, condiciones de equilibrio entre el fluido mineralizante, clorita y cuarzo es
posible estimar la temperatura de las alteraciones a partir de la composicin qumica de
la clorita, la que asimismo se encuentra con frecuencia asociada a pirita y calcopirita.
La frmula qumica de la clorita se calcul a partir de los anlisis en la microsonda,
sobre la base de 14 oxgenos por unidad de frmula (tabla 11). Para el clculo de las
temperaturas, se utiliz la ecuacin de Xie et al. (1997), quien al considerar la relacin
Fe/Fe + Mg de la clorita, modific el termmetro (AlIV) propuesto por Cathelineau
(1988). Se determinaron entonces, temperaturas entre 304 y 353 C en la zona SCC de
la tonalita central, con un promedio de 328 C; en la zona SCC (microdioritas) se tiene
131
132
Mineral
Clorita
Clorita
Clorita
Clorita
Clorita
Clorita
Clorita
Clorita
Clorita
N Muestra
1-217-1
1.217
4.18
4.349
4.12
4.161
4.232
4.83
4.27
Clorita
2.248
SiO2
29.8153
24.3248
30.8351
30.1653
26.9409
29.319
28.31702
26.0948
26.0155
27.098
Al2O3
18.8652
18.9566
17.8868
17.8733
20.1302
18.563
18.68198
19.69505
18.4863
21.2071
TiO2
0.0698
0.0191
0.0002
0.0314
0.0417
0.0002
0.01852
0.025125
0.0086
0.0311
FeO
26.9469
31.2491
18.7952
21.093
27.1172
21.0413
23.85916
27.295475
23.8941
26.9215
MnO
0.7054
0.5869
0.9512
2.2688
1.0019
0.9619
1.15414
0.991025
1.4772
0.8981
MgO
15.2954
9.448
21.0827
18.346
12.5751
18.1149
15.91334
12.2268
13.6655
13.2186
CaO
0.1196
0.1179
0.0954
0.082
0.0213
0.0363
0.07058
0.076425
0.0745
0.092
Cr2O3
0.0002
0.0026
0.0002
0.0002
0.0072
0.0002
0.00208
0.005
0.0002
0.01
NiO
Na2O
0.0003
0.0242
0.0084
0.0003
0.0434
0.0003
0.01532
0.03245
0.0095
0.0527
K2O
0.0396
0.0267
0.0144
0.0076
0.0492
0.0329
0.02616
0.022925
0.0146
0.0012
TOTAL
91.8577
84.7559
89.6696
89.8679
87.9281
88.07
88.0583
86.465075
83.646
89.5303
TC
269.81
353.98
304.77
289.52
338.32
314.75
319.66
353.28
346.87
374.40
Si
5.998542858
5.534020965
6.107688906
6.077536231
5.718767391
5.995365916
5.897236056
5.660900482
5.761727757
5.625573513
AlIV
2.001457142
2.465979035
1.892311094
1.922463769
2.281232609
2.004634084
2.102763944
2.339099518
2.238272243
2.374426487
AlVI
2.471839241
2.616921902
2.28333685
2.32162374
2.754910926
2.469143439
2.482702767
2.696466714
2.587093434
2.81441648
Cr
3.18138E-05
0.000467675
3.13214E-05
3.18588E-05
0.001208375
3.23352E-05
0.000342486
0.000857592
3.50211E-05
0.001641378
Fe
4.53393199
5.945503564
3.113422836
3.554003641
4.813874729
3.598311175
4.155427622
4.952013408
4.425586582
4.673996985
Ni
Mg
4.586740395
3.203820273
6.224357298
5.50932047
3.978675487
5.52127299
4.939682611
3.953494094
4.511103816
4.090268008
Mn
0.120207452
0.113095411
0.159585248
0.387173366
0.180137471
0.166604151
0.203586423
0.182098141
0.277108093
0.157922356
Ti
0.010560546
0.003267753
2.97911E-05
0.004757447
0.006656574
3.07554E-05
0.002900456
0.00409885
0.001432331
0.00485528
11.72331144
11.88307658
11.78076334
11.77691052
11.73546356
11.75539485
11.78464236
11.7890288
11.80235928
11.74310049
Ca
0.025780956
0.028738665
0.020246091
0.017700887
0.004844302
0.007953063
0.01574867
0.017763488
0.017678202
0.020463441
Na
0.000117025
0.010674731
0.003225974
0.00011719
0.017862001
0.000118943
0.006185998
0.013648857
0.00407938
0.021212421
0.010163184
0.007748735
0.003638497
0.001953267
0.013322431
0.008582039
0.006949711
0.006344084
0.004124786
0.000317789
0.036061166
0.047162131
0.027110563
0.019771344
0.036028734
0.016654045
0.028884379
0.03775643
0.025882369
0.04199365
XYZ
19.7593726
19.93023871
19.80787391
19.79668187
19.7714923
19.77204889
19.81352674
19.82678523
19.82824165
19.78509414
XFe
0.497105016
0.649829831
0.333422162
0.39213026
0.54749471
0.394569655
0.4568859
0.556061898
0.495215386
0.53330165
Tabla 11. Anlisis de microsonda, frmula estructural de 9 muestras de clorita y temperaturas obtenidas. Muestras 4-12, 4-18, 4-27 y
4-83 provienen de la zona SCC de la tonalita central; muestras 4-161 y 4-232 corresponden con cloritas de la zona proplica en
microdiorita, muestra 4-349 de la zona de leve propilitizacin en la diorita porfdica, muestra 1-217 de la zona SCC externa en
microdiorita y la muestra 2-248 se colect de la zona de alteracin arglica en rocas volcnicas. XFe = Fe/(Fe + Mg)
134
Tipos de
alteracin
Naturaleza de
la roca
Barreno No.
Qumica de
la alteracin
Temperatura
Promedio
(en clorita)
Abundancia de
clorita
Abundancia de
sericita
_____________________________________________________________________________
1 Cl-ep-cc-pi
(Prop)
Microdiorita
T-4
Aporte de Mg y
Ca
304
Moderada
2 Ser-cl-caol
(SCC)
Tonalita
T-4
Aporte de K,
Si, Mg y Fe
328
Alta
Alta
2 Ser-caol-clCO3
(SCC)
Microtonalita
Microdiorita
T-1
Aporte de Mg, K,
Ca y Si
311
Alta
Moderada
3 Caol-ser-qz
(A)
3(a)
Microtonalita
T-1
Brecha Volc
T-3
3 Qz-caol-ser
(A)
Microdiorita
3 Caol-qz-serCO3
(A)
Microgranod
T-2, T-1
Dacita
T-2
3 Caol-ser-CO3 Andesita
(A)
T-2
Aporte de K y
Si
Idem
Moderada
Muy Baja
Moderada
Nula
Moderada
Aporte de Si y
K
Baja
Moderada
Aporte de K, Mg
Ca y Si
Idem
Nula
Baja
Muy baja
Moderada
374
Aporte de K y
Ca
Baja
Moderada
4 Ser-qz-caol
Microdiorita
Aporte de K y
Nula
Alta
(Ser)
T-3
Si
______________________________________________________________________________________________
Microgranod = Microgranodiorita; Prop = Propiltica; A = Arglica; Ser = Serictica; F = Flica; SCC = Sericita-clorita-caolinita como
producto de alteracin; ser = sericita; cl = clorita; caol = caolinita; ep = epidota; cc = calcita; pi = pirita; qz = cuarzo;
CO3 = calcita/magnesita/dolomita
135
136
Figura 91.- Diagrama del ndice de alteracin clorita-carbonato-pirita vs. el ndice de alteracin de Ishikawa, basado sobre el anlisis geoqumico de roca total. Los smbolos representan las
asociaciones indicadas en la tabla 4.2. Las flechas indican las tendencias composicionales de rocas menos alteradas a rocas ms alteradas. Los nmeros dentro de crculos significan la
secuencia de alteracin a lo largo de las trayectorias del flujo del fluido, de acuerdo con la figura 4.19. El rectngulo representa el campo de rocas mficas con leve alteracin de Large et al.,
2001. Se indican las claves de las muestras, cuyo primer nmero corresponde con el nmero de barreno y los dgitos que le preceden con la profundidad. Los asteriscos sealan la posicin de
minerales individuales, basada en su composicin qumica; ep = epidota; cc = calcita; do = dolomita; ank = ankerita; cl = clorita; ser = sericita; Fk = feldespato potsico; ab = albita.
137
Figura 92.- Distribucin de las alteraciones hipognicas y modelo conceptual de las trayectorias del flujo de fluidos en el sistema magmtico-hidrotermal de Timaro.
Las flechas indican las trayectorias del fluido y los nmeros representan la sucesin de las paragnesis, conforme a la tabla 4.2.
138
Figura 93.- Estabilidad de los minerales de alteracin caractersticos de los prfidos de cobre, en funcin de la temperatura y de la
relacin molar K+/H.+ (De Hedenquist y Richards, 1998).
Las relaciones de estabilidad indicadas en los diagramas de la figura 94, indican adems
con toda claridad que, la disminucin de la temperatura y en la relacin acatin/aH+
implica en todos los sistemas, una disminucin progresiva en la relacin catin : Al. Se
deduce entonces que el decrecimiento de la temperatura en el sistema K2O-Al2O3-SiO2H2O produce un estado progresivo de fases estables que corresponden con la secuencia
feldespato Kmoscovitacaolinita (Beane, 1982) y son por ende, acordes con la
distribucin o zoneamiento de las paragnesis tpicas observadas con mucha frecuencia
en los prfidos de cobre (alteracin potsicaflicaarglica, por ejemplo, en el
modelo de Lowell y Guilbert, 1970).
139
Figura 94.- Relaciones de estabilidad entre minerales calculadas en funcin de la temperatura y de las relaciones de actividad de
cationes, en coexistencia con una fase acuosa a una presin de 500 bars. (De Beane, 1982).
La alteracin potsica es generada por el ingreso de una solucin que tiene un alto valor
en la relacin aK+/aH+. Sin embargo, en el ambiente de Timaro se deduce de la
naturaleza de las rocas asociadas y las paragnesis reconocidas en el sistema conservado,
un ambiente que se caracteriz por altas relaciones aMg+/aH+ (figura 95), por lo que es de
esperar a profundidad, una alteracin potsica rica en biotita, de acuerdo a las reacciones
(Beane, 1982):
4K+ + 17Fe+2 + 2CaAl2Si2O8 + 24H2O + 16SiO2 = Ca2Fe5Si8O22(OH)2 + 4KFe3AlSi3O10(OH)2 + 38H+
plagioclasa
anfbol
anfbol
(1)
biotita
(2)
biotita
anfbol
biotita
140
anhidrita
(3)
Figura 95.- Relaciones de estabilidad entre minerales en funcin de la relacin de la actividad entre pares de cationes, en coexistencia
con una fase acuosa a una presin de 500 bars. (De Beane, 1982).
(4)
(5)
Esta reaccin produce pirita que se halla en intercrecimientos con biotita magnsica, tal
como se observa en la zona de alteracin potsica que se desarrolla en granodiorita, al
sur del rea de Timaro.
En los sistemas porfdicos se desarrolla un metasomatismo de Na-Ca y de K, vinculado
respectivamente, al calentamiento y al enfriamiento de las soluciones hidrotermales
(Giggenbach, 1984). Esta condicin explica la ocurrencia comn de alteracin sdicoclcica (alteracin proplica) en las mrgenes profundas de dichos sistemas. En Timaro,
141
biotita
(7)
sericita
cuarzo
biotita
clorita
(8)
cuarzo
142
Figura 96.- Trayectoria general que indica la evolucin mineralgica en el sistema magmtico-hidrotermal de Timaro, durante el
proceso de enfriamiento; la lnea en puntos es inferida. (Diagrama modificado de Hedenquist y Richards , 1998).
143
(9)
biotita
(10)
clorita
(11)
En el diagrama de la figura 97 se indican las relaciones de la estabilidad entre biotitaortoclasa-clorita-moscovita, que es similar al de la figura 95, pero con Fe+2 que
representa el Fe en la composicin de la biotita y clorita. La flecha en lnea continua,
indica la secuencia general de las asociaciones observadas en la zona SCC de Timaro.
En lnea discontinua se propone la posible secuencia de las paragnesis que pueden
esperarse, como parte de la evolucin del mismo sistema con la profundidad. Es
interesante establecer que, el reemplazo de los ferromagnesianos por clorita, representa
en Timaro un importante estado, en donde la evolucin de la mineraloga de la
alteracin estuvo controlada esencialmente por la composicin del fluido hidrotermal,
ms que por la naturaleza de la roca encajonante.
Figura 97.- Esquema que muestra las relaciones de estabilidad entre minerales de alteracin de los prfidos de cobre, en condiciones
no definidas de temperatura, ni de actividad del O2. La flecha indica la evolucin de las asociaciones mineralgicas en el sistema de
Timaro. La lnea discontinua es inferida. (Modificado de Beane, 1982).
(figura 98). Como ya fue mencionado, a excepcin de la alteracin potsica, estas zonas
se han reconocido y delimitado plenamente en las secciones de los barrenos con
diamante.
Figura 98.- Distribucin espacial y temporal de los minerales de alteracin y de la mineralizacin en el sistema porfrico de Timaro.
La lnea punteada horizontal representa la profundidad actualmente reconocida con la barrenacin con diamante.
145
Figura 99.- Cambios en las zonas de alteracin durante el estado temprano (flechas que sealan hacia arriba) y retrgrado (flechas
que sealan hacia abajo) en el sistema de Timaro, en funcin de la temperatura y pH del fluido. (Modificado de Corbett y Leach,
1998).
146
149
150
Las vetillas ms frecuentes corresponden con las de los grupos III a VI. Las vetillas del
grupo I y II manifiestan tambin frecuentes halos clorticos, pero se tiene el predominio
de las del primer grupo; estas ltimas atraviesan las zonas cloritizadas y se presentan
muy delgadas (< 1 mm), con diseminaciones de diminutos cristales anedrales de
calcopirita. En contraste, las vetillas del grupo II llegan a tener varios milmetros y las
de los grupos III, IV y V, presentan con frecuencia espesores hasta de 1 centmetro,
pero destaca la escasez de las vetillas del grupo IV. En las vetillas de los grupos II, III y
V, ocurren comunes reemplazos de pirita por calcopirita, con el aumento de la
frecuencia de este rasgo en las de los grupos III y V. Las vetillas del grupo VI son por
lo general, bastante estrechas (<1 mm) y representan el ltimo episodio de
fracturamiento.
Tipos de vetillas en parte de la zona propilitizada contenida en la diorita porfdica
(barreno T-4).
Esta zona es observable solamente a profundidad, en las ltimas decenas de metros del
barreno T-4. Sin embargo fue posible reconocer algunas vetillas que en general definen
un stockwork abierto, contenido en alteracin proplica leve que es coextensiva con la
silicificacin. A pesar de estas caractersticas se reconocieron interesantes vetillas que
pudieran ser el reflejo lateral de la existencia de mineralizacin, cuyo foco se ubicara a
mayor profundidad, precisamente en la direccin de la tonalita porfdica central. Las
principales vetillas se reconocen de acuerdo a la siguiente secuencia:
I. Cuarzo anedral + clorita acicular + pirita calcopirita
IA. Cuarzo anedral-subedral + clorita pseudoexagonal calcopirita
II. Calcita calcopirita
III. Calcita
Las vetillas del grupo I son muy delgadas (< 1 mm) y atraviesan zonas de intensa
cloritizacin y epidota; el cuarzo incluye cristales anedrales diseminados de calcopirita.
Las aperturas del grupo IA definen zonas ms frecuentes de silicificacin, en donde se
observa calcopirita incluida e intercrecida con cuarzo, adems de diseminada en los
bordes de estas fracturas. Al parecer, el cuarzo suele reemplazar a la clorita, lo que
puede significar un reabrimiento de fracturas. Se tiene el contraste de la escasez de las
vetillas del grupo II, respecto a la abundancia de vetillas de la ltima generacin (etapa
III).
Clasificacin de las vetillas en la alteracin SCC contenida en la microtonalita
(barreno T-1).
En esta importante zona se tiene el desarrollo de un intenso stockwork cuprfero muy
desarrollado que en general alberga la asociacin cuarzo-pirita-calcopirita-bornita. Los
grupos de vetillas con mineralizacin son desde microscpicas hasta varios centmetros
de espesor y en su conjunto, definen una zona de interesante significado econmico. La
secuencia reconocida en las vetillas principales, est representada por la siguiente
calsificacin:
153
154
Las vetillas del grupo I muestran sntomas de reapertura, principalmente por los grupos
II a IV. Las vetillas del grupo II son microscpicas, pero llegan a alcanzar con mucha
frecuencia, hasta 1 centmetro de espesor; estas vetillas presentan en sus bordes
desarrollo temprano de clorita con escasa sericita y calcita tarda.
En la segunda zona SCC (a mayor profundidad), el stockwork es ms abierto, pero la
calcopirita es abundante en el conjunto de vetillas mineralizadas. La secuencia
reconocida la conforman principalmente los siguientes grupos:
I. Cuarzo anedral + calcopirita pirita clorita
II. Cuarzo anedral-subedral + calcopirita clorita
III. Cuarzo anedral + pirita
IV. Magnesita + calcita pirita
V. Calcita
En las vetillas del grupo I, el cuarzo existe en finos intercrecimientos con calcopirita
diseminada. En contraste, en las del grupo II el cuarzo es por lo general, ms cristalino
y contiene cristales ms grandes de calcopirita. Asimismo, se observa reapertura de las
vetillas del grupo I por el pulso de mineralizacin representado por las vetillas del
grupo II.
Vetillas en el halo pirtico incluido en la microgranodiorita del borde occidental del
cuerpo mineralizado (barreno T-2).
Como ya fue indicado, en esta zona se desarrolla un gran stockwork esencialmente
pirtico, que constituye el borde sur-occidental del cuerpo mineralizado. El grupo de
vetillas presenta la sucesin de las siguientes V etapas:
de vetillas definen zonas de stockwork abierto que tambin atraviesan dos intervalos
brechados. Las vetillas se clasifican de acuerdo a la siguiente sucesin:
I. Cuarzo anedral + clorita pirita calcopirita
II. Cuarzo anedral-subedral clorita pseudoexagonal + pirita calcopirita
III. Cuarzo anedral-subedral-euedral + pirita
IV. Magnesita + pirita
V. Calcita-dolomita
Las vetillas del grupo I son muy estrechas y escasas. Los grupos ms abundantes
corresponden con el II, III y V. Las vetillas del grupo II (< 1 mm), muestran continuos
ensanchamientos interconectados de cuarzo, cuyo tamao de cristal es
comparativamente mayor; la calcopirita aparece en cristales aislados y reemplaza en
forma parcial a la pirita; no obstante, muy espordicos cristales euedrales de pirita se
observan totalmente reemplazados por calcopirita; usualmente la clorita est incluida en
cuarzo subedral. Las vetillas del grupo V, constituyen principalmente finos enrejados
oblicuos a las vetillas de las etapas anteriores.
Grupos de vetillas en las zonas de alteracin contenidas en las rocas de la zona
sureste que bordean al cuerpo mineralizado (barreno T-3).
En esta zona de alteraciones cuarzo-serictica y arglica, la mineralizacin cuprfera
diseminada es muy dbil. En este borde se tiene el desarrollo de un profuso halo pirtico
que consiste bsicamente, en abundante pirita diseminada y en vetillas, con
proporciones frecuentes entre el 10 y 15%. La calcopirita y bornita definen cuerpos de
alta ley de cobre en zonas de limitada extensin asociadas a fallamientos, en donde se
tiene el desarrollo local de clorita. En el halo pirtico, se tiene principalmente la
siguiente clasificacin de vetillas:
I. Cuarzo anedral + clorita + pirita
II. Cuarzo anedral + pirita
III. Pirita + calcita
IV. Calcita
En las vetillas del grupo I, se observan frecuentes halos cuarzo-sericticos; la clorita y la
calcopirita por su parte son muy ocasionales. Las vetillas ms abundantes son las de los
grupos II a IV. Por otra parte, en las zonas de fracturamiento subordinadas a las fallas
mineralizadas se presenta la siguiente secuencia de vetillas:
I. Cuarzo anedral + calcopirita + pirita
II. Cuarzo anedral + calcopirita pirita clorita acicular
III. Cuarzo anedral + pirita calcopirita bornita esfalerita
IV. Cuarzo anedral + calcita pirita dolomita/magnesita
V. Calcita
En las vetillas de los grupos I y II se tienen halos clorticos bien definidos con
abundante pirita diseminada. Se observa turbidez en la parte central de los cristales de
156
cuarzo que contienen calcopirita diseminada; sin embargo, las zonas difanas se
intercrecen con los cristales ms grandes de calcopirita (grupo II). En ocasiones la
calcopirita reemplaza a la pirita, en contactos engolfados o en una textura tipo isla-mar.
Los cristales de cuarzo de las vetillas de la etapa II a veces son ms grandes y contienen
calcopirita masiva. Las vetillas del grupo III son menos frecuentes; los sulfuros estn
incluidos en cuarzo difano y de cristalizacin gruesa.
Se ha presentado la sucesin de las principales vetillas en las distintas zonas de
alteracin hidrotermal, desarrolladas en los diversos tipos de rocas intrusivas, en la
parte central y perifrica de la zona de mineralizacin y en las rocas volcnicas, as
como en parte de los bordes occidental y oriental del cuerpo mineralizado. Es evidente
que existe una relacin en el tiempo entre la totalidad de esos grupos de vetillas;
relaciones de contemporaneidad que se vinculan con la evolucin del sistema
magmtico-hidrotermal, fundamentalmente relacionada con la actividad de al menos,
dos pulsos magmticos y con la naturaleza de la declinacin del circuito hidrotermal. El
sistema en su conjunto se caracteriza por una historia compleja; el tratamiento que se
dar a los datos de inclusiones fluidas, ser por tanto, en un marco de integracin
espacio-temporal entre los grupos de vetillas, que permita simplificar, evaluar y
representar en forma cabal, la evolucin termodinmica de los fluidos y sus significados
en el comportamiento a profundidad del sistema porfrico.
5.4. Petrografa de las inclusiones fluidas.
La abundancia de las inclusiones fluidas en los diversos grupos de vetillas que se
desarrollan en las zonas de alteracin hidrotermal es, en general, variable. Se
observaron tambin inclusiones relativamente abundantes, en algunos fenocristales de
cuarzo en el microgranito de la mina El Rey y en el cuarzo primario de la tonalita
atravesada por el barreno T-4; no obstante, las inclusiones presentan un tamao menor a
3m, por lo que fue imposible realizar su anlisis microtermomtrico.
Es importante establecer que, en las muestras de cuarzo que se utilizaron para este tipo
de estudios se determinaron varias etapas de fracturamiento, que estn expresadas en
forma de varios planos de inclusiones fluidas; en numerosas ocasiones se patentiz el
carcter aleatorio en la orientacin de dichos planos, por lo que hizo difcil la distincin
entre inclusiones en fracturas cicatrizadas, de las existentes en las zonas de crecimiento
(inclusiones de origen primario). Sin embargo, se tuvo la oportunidad de estudiar y
conocer con detalle, la naturaleza de las inclusiones en las zonas de crecimiento en
cuarzo euedral y subedral. A pesar de las dificultades inherentes en el reconocimiento
del origen de las inclusiones en sistemas de esta naturaleza se hicieron bsquedas
exhaustivas de inclusiones primarias, en aqullas zonas de escasas fracturas en los
cristales anedrales de cuarzo y lejos de fracturas oblicuas, que comnmente atraviesan
las zonas de crecimiento en los cristales euedrales y subedrales. As pues, el carcter
aislado, distribucin aleatoria de las inclusiones y su asociacin con fases sulfurosas
incluidas en el mineral anfitrin, as como el conjunto de relaciones paragenticas,
constituyeron los rasgos ms importantes que se utilizaron para caracterizar a las
inclusiones primarias. En todos los casos se hizo una observacin minuciosa de las
inclusiones, a fin de reconocer su distribucin, forma, tamao y tipos, y determinar sus
157
158
Figura 100.- Inclusiones primarias tipo I en cuarzo asociado a calcopirita, de las vetillas de la fase I en la tonalita central (alteracin
SCC); la primera inclusin de arriba a abajo, mide 13 m (muestra 4-55).
Figura 101.- Inclusin primaria del tipo III, en zona de crecimiento en cuarzo asociado a calcopirita (mineral opaco) en la tonalita;
la inclusin mide 7 m (muestra 4-55).
En las zonas de crecimiento del cuarzo subedral asociado a calcopirita de las vetillas del
grupo II, las inclusiones son relativamente abundantes con el predominio de formas
ameboideas y tamaos entre 5 y 9 m. Las inclusiones son del tipo I y son mucho ms
abundantes hacia las orillas de los cristales, en donde coexisten muy escasas inclusiones
del tipo II (figuras 102 y 103). Las inclusiones del tipo IV son ms raras y se ubican en
la zona central de algunos cristales (figura 104). Las inclusiones observadas en las
vetillas del grupo III, pertenecen al tipo II y presentan un grado de relleno de al menos
0.95 (figura 105). En las del grupo IV son muy raras, con formas ameboideas y son de
los tipos I y II, con el predominio de ste ltimo y muy eventualmente del tipo IV. Las
inclusiones en el cuarzo y la calcita de las vetillas del grupo V son muy raras; las
observables en calcita son del tipo II, de traza cuadrada, con tamaos hasta de 8 m y
un grado de relleno de 0.95 (figura 106). En los intercrecimientos de cuarzo (grupo VI)
ocurren muy escasas inclusiones de tamao variable del tipo II en coexistencia con
159
100 m
Figura 102.- Ejemplo de vetilla de cuarzo subedral de la etapa II en tonalita (alteracin SCC), asociado a calcopirita (muestra 4-55).
Figura 103.- Inclusin primaria tipo I cerca del borde del cristal de la fotomicrografa anterior. La inclusin est relativamente cerca
pero fuera del plano de una fractura cicatrizada y mide 5 m.
160
Figura 104.- Inclusin del tipo IV que ocurre hacia la zona central del cristal de cuarzo de la figura 102. Estas inclusiones son
escasas y suelen coexistir con las del tipo I. La inclusin mide 6m.
Figura 105.- Inclusin del tipo II en cuarzo de las vetillas de la etapa III en la tonalita (alteracin SCC); la inclusin mide 7 m
(muestra 4-55).
161
Figura 106.- Inclusin en calcita del tipo II (el tamao de la burbuja se observa exagerado por efecto del enfoque) en las vetillas de
la fase V en la tonalita; la inclusin mide 8 m (muestra 4-55).
Figura 107.- Inclusin primaria tipo I en el cuarzo asociado a calcopirita de la etapa I en microdiorita (alteracin SCC). La inclusin
presenta un tamao inusual de 36 m (muestra 4-156).
162
Figura 108.- Inclusin del tipo III en las cercanas de una fractura cicatrizada. Esta inclusin est en el cuarzo de la fase I que se
asocia a calcopirita y mide 9 m (muestra 4-156).
Figura 109.- Inclusin en cuarzo asociado a calcopirita de la fase I en microdiorita (alteracin SCC), que muestra la eventual
variacin en el grado de relleno; la inclusin mide 13 m (muestra 4-156).
Se tiene el contraste en las inclusiones del grupo de vetillas IA, por la mayor
abundancia de inclusiones del tipo III que coexisten con las del tipo I; presentan
tamaos entre 3.7 y 9.3 m y un valor de F predominante de 0.90. Por su parte, en el
cuarzo subedral-euedral del grupo de vetillas II (figura 110), las inclusiones son
abundantes, con trazas cuadradas, triangulares y rmbicas y tamaos que varan entre
5.6 y 11.2 m; hacia el centro de los cristales se observan normalmente ms inclusiones
del tipo III con un F = 0.70 y en coexistencia con inclusiones ms ricas en gas con F
0.50, que incluso llegan realmente a ser del tipo IV; hacia las orillas de los cristales las
inclusiones adoptan formas rmbicas o cuadradas y un valor de F = 0.95 (tipo II).
163
Figura 110.- Cuarzo euedral asociado a calcopirita, en su traza perpendicular al eje c, de las vetillas de la etapa II en microdiorita
(alteracin SCC). Ntese la zona central ms difana y la ocurrencia de abundantes fracturas hacia los bordes, que son oblicuas a
escasas zonas de crecimiento. En la zona central se determinaron Th entre 278 y 313 C y hacia los bordes no mayores a 263 C,
sin cambios notables en los valores de salinidad (muestra 4-156).
Figura 111.- Inclusin del tipo II en el cuarzo de la fase III asociado a calcopirita, en microdiorita (alteracin SCC). Estas
inclusiones homogenizan a ms baja temperatura respecto a las del tipo I. La inclusin mide 9 m (muestra 4-156).
164
..
Figura 112.- Inclusiones del tipo II en otra zona del cuarzo de la fase III asociado a calcopirita. Las inclusiones miden 8 m
(muestra 4-156).
165
negativo. Esencialmente son del tipo I, con pocas del tipo II y IV y muy escasas del tipo
V (figura 113). El valor de F es principalmente de 0.90, ocasionalmente del 0.95 o ms
y rara vez de 0.70 y menor del 0.50. En las vetillas del grupo IA, las inclusiones son
muy escasas y pequeas, de traza casi circular, algunas rectangulares y con rasgos de
forma de cristal negativo; los tamaos varan entre 4.6 y 11.2 m; son del tipo I, pero se
tiene la coexistencia del tipo II; las primeras presentan F = 0.90 y las segundas de 0.95
o ms. Las inclusiones en las vetillas del grupo II, son de difcil observacin, por lo que
no se lograron estudiar; asimismo, las correspondientes a las vetillas del grupo III son
muy pequeas para determinaciones confiables.
Figura 113.- Inclusin del tipo V observada en las vetillas de cuarzo de la etapa I, en alteracin proplica desarrollada en diorita. La
fase opaca posiblemente se trate de calcopirita. La ocurrencia de estas inclusiones es casi exclusiva de la zona ms profunda del
barreno T-4. La inclusin mide 6 m (muestra 4-344).
166
167
100 m
Figura 114.- Intercrecimiento de cuarzo en cavidades a lo largo de las vetillas de la etapa II asociadas a calcopirita (muestra 2-40).
Figura 115.- Inclusin primaria en la parte central del intercrecimiento de cuarzo de la fotomicrografa anterior.
La inclusin mine 9 m.
En el cuarzo de las vetillas de la etapa III, las inclusiones son escasas, presentan
tamaos de 3.7 a 13.0 m y muestran traza cuadrada, rectangular, triangular y
ameboidea; son del tipo II, con un valor de F = 0.95 y algunas con F>0.95. Asimismo,
168
Figura 116.- Inclusiones en cuarzo del tipo II, de las vetillas de la fase III que contienen pirita y calcopirita. Las inclusiones miden 6
m (muestra 2-40).
Figura 117.- Inclusin del tipo III en el cuarzo temprano de las fallas mineralizadas. La inclusin mide 7 m (muestra 3-57).
Figura 118.- Inclusin irregular del tipo I en el cuarzo de la fotomicrografa anterior, que coexiste con muy escasas inclusiones del tipo
III (se indica con flecha); esta ltima mide 11 m y la irregular 39 m. La Th de la del tipo III es de 364 C y la del tipo I es 307 C
(muestra 3-57).
170
Figura 119.- Inclusiones del tipo II en las vetillas de la etapa III en las fallas mineralizadas. El tamao de la burbuja de la inclusin
que est hacia el centro es aparentemente ms grande por efecto del enfoque. La inclusin que est al centro mide 10m (muestra 357).
se tienen inclusiones del tipo I hacia el centro de los cristales y muy raras inclusiones de
los tipos IV; hacia el borde de los cristales las inclusiones del tipo I son ms abundantes
y suelen coexistir con las del tipo II. Sin embargo, hacia las zonas centrales de este
mismo cuarzo pero observado en la microdiorita, las inclusiones del tipo I son las ms
abundantes y con una mayor frecuencia de las del tipo III, que coexisten con
inclusiones ms ricas en gas (F = 0.50) e inclusive llegan a ser, en rara ocasin, del tipo
IV; se tiene el contraste tambin que hacia el borde de los cristales existe el predominio
de inclusiones del tipo II.
En ambas rocas de este barreno (tonalita y microdiorita), las inclusiones en las vetillas
del grupo III son del tipo II aparecen en fracturas cicatrizadas y representan la fase
principal de fluidos tardos relacionada a la precipitacin de calcopirita. Igualmente, en
el grupo IV de vetillas de la tonalita se identifica otra fase tarda y estril, en cuyo
cuarzo se tienen muy raras inclusiones del tipo I y II y eventualmente del tipo IV. Las
inclusiones en calcita producto de los fluidos ms tardos, dentro de la alteracin SCC
son del tipo II; se restringen a los grupos de vetillas V y VI de la tonalita y al IV de la
microdiorita del barreno T-4, estas ltimas representan un ltimo y dbil pulso de
mineralizacin cuprfera.
En la zona proplica contenida en la microdiorita, las inclusiones del tipo I empiezan a
mostrar rasgos de cristal negativo, en coexistencia con escasas inclusiones del tipo IV.
En las vetillas de calcita las inclusiones predominantes son del tipo II y coexisten con
pocas del tipo I. En la diorita porfdica por su parte, las inclusiones del tipo I son menos
abundantes, pero con rasgos de la forma de cristal negativo ms definidos (tipo III) y
tambin se tiene la presencia de inclusiones del tipo II, IV y V.
Barreno T-1.
En la zona de alteracin SCC de la microtonalita, tambin ocurre en las vetillas ms
tempranas, el predominio de las inclusiones del tipo I, en coexistencia con escasas
inclusiones del tipo III. En las vetillas ms tardas tambin se observa la mayor
frecuencia de las inclusiones del tipo II. Sin embargo, en las vetillas tempranas de la
microdiorita con mineralizacin intensa y alteracin SCC, hacia la parte externa del
sistema, las proporciones de los tipos de inclusiones I y II son similares con el
predominio del tipo II en las vetillas tardas.
Es interesante precisar que, en las vetillas tempranas de la microdiorita (alteracin
SCC) de la zona ms profunda de este barreno, comienzan aparecer inclusiones del tipo
III, dentro del predominio de las del tipo I; asimismo se tienen muy raras inclusiones
del tipo V.
En la zona de mineralizacin intensa asociada a la alteracin arglica de la microdiorita,
se reconocieron exclusivamente inclusiones de los tipos I y II. En las vetillas tempranas,
las proporciones de ambas llegan a ser similares.
A diferencia de las vetillas tardas de calcita de las zonas SCC y proplica reconocidas
en el barreno T-4, no se encontraron inclusiones que pudieran estudiarse, en las vetillas
172
tardas de calcita y otros carbonatos existentes en las zonas de alteracin observadas del
barreno T-1.
Barreno T-2.
En el stockwork pirtico que est contenido en la microgranodiorita, nicamente existe
el predominio de inclusiones del tipo I en las vetillas tempranas e inclusiones del tipo II
en las tardas; en stas ltimas tambin se reconocieron raras inclusiones con una alta
relacin lquido/gas.
En la zona arglica adyacente al stockwork pirtico, las inclusiones son en general
menos abundantes, con el predominio de las del tipo I (coexisten con el tipo II de
tamao ms pequeo) exclusivamente en las vetillas del grupo I. El cuarzo de las
vetillas tardas contiene inclusiones nicamente del tipo II, tendencia que se ha
observado en los otros grupos de vetillas de los barrenos T-4 y T-1.
Barreno T-3.
La presencia de inclusiones fluidas es comparativamente mucho menos comn, que la
observada en las vetillas de los barrenos T-1 y T-4. En el cuarzo que contiene
abundante pirita diseminada (halo pirtico), de las zonas cuarzo-serictica y arglica,
solamente se identificaron inclusiones muy pequeas con una muy alta relacin
lquido/gas. En la zona de epidota que traslapa alteracin arglica ocurren inclusiones
del tipo II en calcita, de naturaleza similar a las fases de calcita tarda observados en los
grupos de vetillas de los barrenos T-4 y T-1 y de las zonas de falla del barreno T-3.
Como ya se indic, en las fallas con mineralizacin cuprfera de alta ley, las inclusiones
son mucho menos abundantes que las observadas en las zonas de stockwork del sistema
porfrico. No obstante, de las inclusiones tipo I de las vetillas tempranas (no se
observaron en las vetillas del grupo I), algunas tienden a la forma de cristal negativo,
parecidas a las observadas en las zonas someras de la alteracin SCC del barreno T-1.
Adems, dicha tendencia tambin es observada en inclusiones tipo II de vetillas tardas,
rasgo que curiosamente no se reconoce en los grupos de vetillas equivalentes,
observadas en los otros barrenos con diamante.
5.6. Anlisis a baja temperatura.
Como ya fue precisado, los estudios microtermomtricos se llevaron a cabo en 22
muestras de cuarzo y calcita de los diferentes grupos de vetillas, emplazadas en las
zonas de alteracin hidrotermal reconocidas a profundidad por la barrenacin con
diamante. Estos datos revelan las condiciones termodinmicas de formacin, as como
los cambios de temperatura observados en el espacio de la zona mineralizada, a
considerar en la interpretacin de los datos de istopos estables.
Los cambios de fase a baja temperatura se midieron en las inclusiones de los tipos I, II,
III y V. Las temperaturas de fusin inicial (Te) y final del hielo (Tm), para el caso de
las raras inclusiones del tipo IV, fueron difciles de determinar debido a las altas
173
En los grupos de vetillas que existen en el borde sureste del cuerpo mineralizado fue
posible determinar exclusivamente en el halo pirtico, muy pocas inclusiones en la
calcita de las vetillas del grupo III, que estn emplazadas en la zona arglica que se
traslapa con la presencia de epidota. Slo se obtuvieron dos determinaciones de -18.9
C y -18.7 C, que representan salinidades respectivamente de 21.61% y 21.47% w eq.
de NaCl.
En los grupos de vetillas asociados a fallas con mineralizacin de cobre de alta ley
atravesados por el barreno T-3 se observaron algunos valores de Te entre -25 y -39 C;
slo fueron reconocidos 3 valores de Te cercanos a -22 C. Esto sugiere tambin fluidos
con cantidades importantes de cloruros de Ca, Fe y Mg, adems de NaCl y KCl. En el
grupo de vetillas II se determinaron valores de Tm de -10.1 a -12.6 C, que significan
salinidades poco variables, entre 14.04% y 16.53% w eq. de NaCl, valores que
predominan en las fallas ms someras. En las del grupo III, que son mucho ms
frecuentes hacia el borde norte de la zona de fallas mineralizadas se determinaron
valores de Tm de -5.9 a -13.1 C, que corresponden a salinidades entre 9.08% y
16.99% w eq. de NaCl. En las vetillas del grupo IV, slo se tuvo oportunidad de
determinar en calcita, tenores de Tm entre -4.0 y 11.6 C, es decir, salinidades de
6.45% a 15.57% w eq. de NaCl, respectivamente.
5.7. Cambios de fases a alta temperatura.
Las inclusiones de los tipos I, II, III y V, homogenizan en la fase lquida en un rango de
temperaturas (Th) entre 89.7 y 373.3 C, para el cuarzo de los diversos grupos de
vetillas atravesadas por el barreno T-4; las temperaturas obtenidas en las vetillas tardas
de calcita en el mismo barreno, varan de 99.7 a 242.1 C (para todos los datos de Th
ver tabla 13). En el barreno T-1, las Th de las inclusiones (de los mismos tipos que en
el barreno anterior) en cuarzo de los grupos de vetillas se determinaron entre 86 y
392.3 C y no se presentan inclusiones en carbonatos que puedan estudiarse. Hacia el
borde occidental del cuerpo mineralizado (barreno T-2) se obtuvieron Th en inclusiones
solo de los tipos I y II, entre 90.8 C y 363.8 C, para el conjunto de los dos grupos de
vetillas; en las vetillas tardas, tampoco existen inclusiones en carbonatos que permitan
su estudio. Las temperaturas de homogenizacin obtenidas para las vetillas asociadas a
fallas en la zona sureste que bordea al cuerpo mineralizado son esencialmente del tipo I
y II, presentan valores entre 106.2 y 382.4 C y una Th para las vetillas de calcita
tarda que vara de 112.2 a 153.8 C (figura 120).
En las raras inclusiones del tipo IV debido a la alta relacin V/L se tuvieron dudas
respecto a las determinaciones de las temperaturas de homogenizacin, por lo que
definitivamente, los datos fueron omitidos.
Las vetillas ms tempranas (grupo I) contenidas en la zona de alteracin SCC de la
tonalita central (barreno T-4), presentan temperaturas de homogenizacin entre 266.3 y
373.3 C (para todos los datos de Th ver tabla 13). Las del grupo II de 170.0 a 348.6
C y las de la etapa III entre 121.8 y 248.9 C. Las inclusiones en las vetillas de la fase
IV son muy raras y slo se tuvo la ocasin de obtener dos determinaciones: 156.8 y
162.8 C.
176
Muestra
Alteracin
Observaciones
Etapa
Mineral
Rango de Tm (C)
4-18;4-83
SCC
Tonalita; qz sub-aned-cp
455
SCC
Tonalita; qz sub-aned-cp
Cuarzo
SCC
Tonalita; qz sub-aned-cp
II
Cuarzo
11.9/-15.13/16.30
(10)
-10.9/-13.5/-16.8
(7)
SCC
Tonalita; qz aned-cp
III
Cuarzo
-9.5/-13.4/-16.6 (5)
SCC
Tonalita; qz aned-pi
IV
Cuarzo
-4.7
SCC
Tonalita; calcita
Microdior; qz aned-subcp
Microdior;qz aned-cl-picp
VII
Microdior; qz sub-eue-cp
Microdior; qz aned-subcp
4-156
Cuarzo
IA
Cuarzo
II
Cuarzo
III
Cuarzo
-10.6/-12.0/-14.7
(25)
-10.0/-14.7/-16.8
(8)
-11.0/-13.0/-16.6
(17)
-10.9/-11.3/-11.6
(17)
Microdior; cal-qz-cp
Microdior; qz aned-cl-picp
Microdior; qz aned-cl-picp
IV
Calcita
-7.1/-10.0/-12.3 (9)
Microdior; qz aned-pi-cp
II
Cuarzo
Propilitizac
Microdior; qz sub-cp-pi
III
Cuarzo
-7.2/-14.0/-18.2
(15)
-13.8/-14.3/-15.3
(3)
Propilitizac
Microdior; qz-cal-pi-cp
Cuarzo
Propilitizac
Microdior; qz-cal-pi-cp
Calcita
Propilitizac
Diorita; qz-cp-cl
Propilitizac
Diorita; qz-cl-cp
SCC
SCC
SCC
SCC
4-161
SCC
4-232
Propilitizac
4-265
4-344
Propilitizac
15.86/18.72/19.68
266.3/315.47/373.3(11)
14.8/17.34/20.07
170/249.5/348.6 (12)
13.4/-13.4/19.9
121.8/186.0/248.9 (5)
7.45
156.8/159.8/162.8 (2)
14.57/15.96/18.38
168.7/297.9/343.5 (24)
13.94/18.38/20.07
248.3/290.9/320.7 (9)
14.97/16.89/19.92
14.87/15.27/15.57
167.4/241.5/325.3 (15)
137.04/170.6/249.8
(16)
10.61/13.94/16.24
99.7/158.8/242.1 (12)
10.73/17.79/21.11
191.6/251.3/318.7 (13)
17.61/18.0/18.88
142.2/152.9/167.5 (3)
-1.4/-4.6/-8.0 (7)
2.41/7.31/11.70
89.7/111.5/127.0 (7)
-4.8/-7.8/-10.4 (10)
7.59/11.46/14.36
116.5/132.2/173.2 (7)
Cuarzo
-7.1/-9.8/-11.2 (11)
10.61/13.72/15.17
125.7/246.2/323.5 (10)
IA
Cuarzo
-12.2
16.15
276.8
SCC
Microton; qz sub-cp-pi
II
Cuarzo
SCC
Microton;qz aned-cp-pi
III
Cuarzo
-7.3/-7.8/-12.4 (5)
10.86/11.46/16.34
Microton; qz-pi
SCC
Microton;qz aned-sub-cp
1-81
SCC
Microton; dolomita
1-91
SCC
1-108
SCC
Cuarzo
-7.2/-7.8/-8.8 (8)
10.73/11.46/12.62
Cuarzo
-4.0/-7.1/-10.3 (9)
6.45/10.61/14.25
Microton;qz sub-cp
II
Cuarzo
Microton; qz aned-cp
Cuarzo
-10.1
-10.5/-11.1/-11.8
(10)
14.46/15.07/15.76
SCC
Microton; qz sub-cp-pi
II
Cuarzo
-11.5 (4)
15.47
118.3/251.7/392.3 (15)
SCC
Microton; qz sub-cp-pi
II
Cuarzo
-9.2/-10.6/-13.1 (5)
13.07/14.57/16.99
156.8/204.01/229.3 (6)
SCC
IV
Cuarzo
-3.4/-8.6/-13.0 (8)
5.56/12.39/16.89
109.6/126.9/153.8 (7)
ARG
Microton; qz aned-pi
Microdior; qz aned-subcp
Cuarzo
ARG
Microdior; qz sub-cp-pi
II
Cuarzo
ARG
Microdior; qz aned-cp
III
Cuarzo
1-161
ARG
Microdior; qz aned-cp-pi
1-179
SCC
Microdior; qz aned-cp-pi
II
Cuarzo
Cuarzo
1-154
SCC
Microdior; qz aned-pi
III
SCC
Microdior; qz aned-cp-pi
II
1-185
SCC
IV
1-209
SCC
Microdior; qz cal-cp-pi
Microdior; qz aned-subcl-cp-pi
Cuarzo
Microdior; qz sub-cp
Microdior; qz aned-subcl-cp-pi
II
Cuarzo
II
II
Cuarzo
III
Cuarzo
SCC
237.1
210.2/312.33/349.2
(11)
321.6/331.3/352.7 (7)
160.9/232.91/284.2 (7)
9.98
122.8/160.11/218.6 (6)
-7.8/-10.5/-16.7
(22)
11.46/14.46/19.99
86.0/141.12/227.5 (21)
-5.8/-8.5/-9.9 (4)
8.95/12.28/13.83
134.8/156.52/190.5 (4)
-6.6
-9.9/-11.2/-12.8
(23)
-11.8/-11.9/-12.1
(4)
13.83/15.17/16.71
159.0/290.71/345.8
(27)
15.76/15.86/16.05
201.0/268.15/352.0 (4)
214
269.81
ARG
2-40
ARG
2-94
ARG
Microgr; qz aned-sub-pi
Microgr; qz aned-sub-picp
Microgr; qz aned-cal-picp
2-103
ARG
Microgr; qz aned-pi
2-141
CARB-ARG
Br volc;qz-pi-cp
II
2-144
CARB-ARG
Br volc;qz aned-cl-cp-pi
Br volc; qz aned-sub-picp
Cuarzo
II
Cuarzo
Cuarzo
-10.6/-11.4/-13.4
(9)
-11.3/-13.3/-15.2
(8)
14.57/15.37/17.26
218.9/318.75/363.8 (9)
15.27/17.17/18.80
126.3/151.7/198.9 (8)
-9.3/-10.8/-12.3 (2)
-11.6/-12.4/-13.2
(5)
-13.0/-13.15/-13.3
(4)
13.18/14.77/16.24
237.5/275.85/314.2 (2)
15.57/16.34/17.08
149.3/180.3/198.7 (5)
16.89/16.99/17.17
255.0/269.5/313.7 (4)
-9.6/-10.6/-12.0 (8)
-8.9/-12.46/-13.6
(9)
-9.4/-10.85/-12.4
(9)
13.51/14.57/15.96
12.73/16.34/17.43
139.5/260.26/318.7 (8)
152.3/178.24/195.3
(11)
13.29/14.77/16.34
90.8/132.30/165.2 (9)
151
2-203
ARG
Dac;qz aned-pi-cp
2-248
ARG
Dac; qz aned-sub-pi-cp
II
2-268
ARG
Dac; qz aned-cl-pi-cp
Cuarzo
ARG
Dac; qz aned-sub-cl-cp-pi
II
Cuarzo
ARG
Dac; qz sub-eue-pi
III
Cuarzo
ARG
Microton; qz aned-cl-pi
2-302
122.6/140.18/162.6 (5)
200.1/285.61/325.7
(12)
294
2-34
CARB-ARG
289.52
528.7
1-185
1-217
14.04
528.7
156.1/228.4/288.4 (3)
129.0/174.76/247.3
(11)
1-116
T (C) Spi-Scp
319.66
1-68
SCC
T (C) en cloritas
314.75
IA
1-50
1-79
Rango de Th (C)
304.77-353.28
SCC
% W eq. NaCL
593
169
177
Muestra
3-90
Alteracin
QZ-SERCARB
QZ-SERCARB
QZ-SERCARB
QZ-SERCARB
QZ-SERCARB
QZ-SERCARB
QZ-SERCARB
QZ-SERCARB
3-241
ARG-EP
3-29
3-33
3-57
3-72
3-87
Observaciones
Etapa
Mineral
Dac; qz-cal-pi
IV
Calcita
Dac; qz-cal-pi
Microdior; qz aned-cl-picp
IV
Calcita
II
Cuarzo
Microdior; qz aned-pi-cp
III
Cuarzo
Microdior; qz aned-cal-pi
Microdior; qz aned-cl-picp
IV
Calcita
II
Cuarzo
Microdior; qz aned-pi-cp
III
Cuarzo
Microdior; qz-cal-dol
Br volc; pi-cal (halo
pirtico)
IV
dolomita
III
Calcita
Rango de Tm (C)
-10.1/-11.49/-12.6
(22)
-5.9/-10.56/-12.1
(6)
-4.0/-8.02/-11.6 (4)
-10.6/-12.95/-15.3
(2)
-9.0/-11.34/-13.1
(17)
-18.7/-18.8/-18.9
(2)
% W eq. NaCL
Rango de Th (C)
14.04/15.37/16.53
184.8/316.8/382.4 (22)
9.08/14.46/16.05
125.5/208.81/298.8 (7)
6.45/11.7/15.57
112.2/129.84/153.8 (5)
14.57/16.8/18.88
227.6/278.8/330.0 (2)
12.85/15.27/16.99
103.6/179.7/324.7 (16)
21.47/21.54/21.61
124.9/125.1/125.3 (2)
T (C) en cloritas
T (C) Spi-Scp
477
367
Tabla 13. Datos de inclusiones fluidas, temperatura de cloritas y de pares de istopos de azufre, en una parte importante de las
zonas someras y externas del sistema porfrico de Timaro. La ubicacin de las muestras se indica en la figura 120. El primer dgito
en la clave de las muestras, corresponde con el nmero del barreno y los otros dgitos despus del guin, indican la profundidad en
que la misma fue colectada.
Figura 120. Seccin que muestra la distribucin de las zonas de alteracin hidrotermal en el prfido de cobre de Timaro y la
ubicacin de las muestras para los estudios de inclusiones fluidas. Los barrenos T-2, T-3 y T-4 estn proyectados en la seccin. El
barreno T-4 tiene un azimut de 180, una inclinacin de -60 y una profundidad de 366 metros, por lo que su rumbo se dirige hacia
el observador; el barreno T-2 presenta un azimut de 250, una inclinacin de -55 y una profundidad de 315 metros; el barreno T-3
est fuera de la zona del stockwork cuprfero y tiene un azimut de 360, una inclinacin de -55, una profundidad de 269 metros y
por tanto, con un rumbo contrario al observador; el barreno T-1 tiene un azimut de 225 que corresponde con la lnea de seccin,
una inclinacin de -55 y una profundidad de 270 metros.
301.6 C. Por su parte, en la calcita de las vetillas tardas (etapa IV) asociada a
calcopirita, las Th se hallan entre 99.7 y 242.1 C.
Las vetillas de cuarzo que coexisten con la propilitizacin de la microdiorita,
observadas en el barreno T-4, presentan temperaturas de homogenizacin en su etapa II
de 191.6 C a 318.7 C. Las pocas inclusiones medidas en las vetillas de la fase III
muestran Th entre 142.2 y 167.5 C, mientras que en las de la etapa IV, no se tuvo la
oportunidad de reconocer inclusiones que pudiesen trabajarse. Sin embargo, en el
cuarzo ms tardo se determinaron Th entre 89.7 y 127.0 C, cuya etapa coexiste con la
calcita que incluye calcopirita; precisamente, en esta calcita se determinaron Th de
116.5 a 173.2 C. Asimismo, en la zona proplica ms externa que est contenida en la
diorita porfdica, las vetillas de las etapas I y IA presentan Th entre 179.3 y 323.5 C.
El stockwork cuprfero ms somero que es atravesado por el barreno T-1, se desarrolla
en la alteracin SCC que se incluye en microtonalita. Las vetillas del grupo I de esta
zona, presentan temperaturas de homogenizacin entre 200.1 y 349.2 C. En las del
grupo II que son las ms abundantes se tienen valores de Th de 149.4 a 291.3 C, con
un valor excepcionalmente bajo de 118.3 C y un valor notablemente alto de 392.3 C.
En la zona de alteracin SCC en microdiorita, que se encuentra en medio de dos
intervalos arglicos, las vetillas del grupo II son mucho ms abundantes, que contrasta
con escasas vetillas del grupo III; en las primeras se obtuvieron Th entre 86.0 y 227.5
C y en las ltimas Th que varan de 134.8 a 190.5.
En las vetillas ms tempranas (grupo I) de las zonas de intensa mineralizacin del
primer intervalo arglico (126-165 metros, barreno T-1) se determinaron valores de Th
entre 321.6 y 352.7 C; en las vetillas de la fase II estos valores son de 160.9 a 284.2
C y en la etapa III varan de 122.8 a 218.6 C.
En la zona SCC ms externa, pero de mayor profundidad, que es atravesada por el
barreno T-1 y que se encuentra en contacto con la zona arglica se tiene el predominio
de vetillas de la etapa I con Th entre 159.0 y 345.8 C; en las escasas vetillas
mineralizadas de la fase II existen signos de reabrimiento, con inclusiones en cuarzo
euedral que presentan Th de 201.0 a 352.0 C.
En los primeros 60 metros del stockwork pirtico reconocido en la seccin del barreno
T-2 se tiene la mayor ocurrencia de las vetillas de la etapa II; no obstante, el grupo ms
abundante en los 120 metros de espesor de dicha estructura, corresponde con las de la
fase III. Se determinaron Th en las primeras, entre 218.9 y 363.8 C, mientras que en
las segundas varan de 126.3 a 198.9 C. En el intervalo arglico contenido en rocas
volcnicas (120-294 metros, barreno T-2), adyacente al stockwork pirtico, las vetillas
ms abundantes son las de las etapas I y II, las que ocurren en proporciones
aproximadamente similares. Las Th en las de la etapa I se tienen de 237.0 a 318.7 C,
con un valor aislado de 139.5 C. En la fase II se midieron Th en cuarzo subedral, entre
149.3 y 198.7C. Las vetillas de la etapa III son mucho menos abundantes; no obstante
se obtuvieron mediciones en cuarzo euedral entre 90.8 y 165.2 C.
179
En el halo pirtico que existe en el borde sureste del cuerpo mineralizado reconocido a
profundidad por el barreno T-3 se obtuvieron solo dos valores de Th en calcita de las
vetillas de la etapa III: 124.9 y 125.3 C.
Finalmente, en las vetillas relacionadas a zonas de fallamiento que arman en una zona
de alteracin cuarzo-serictica, reconocidas en las zonas someras del barreno T-3, las
vetillas de la etapa II son las ms frecuentes y presentan valores de Th entre 184.8 y
382.4 C; en contraste, las poco comunes vetillas de la fase III muestran Th de 125.5
hasta un valor excepcional de 282.6 C. Asimismo, en las inclusiones albergadas en la
calcita de la etapa IV se determinaron Th en el intervalo 112.2-153.8 C. En el borde
norte de esta zona de fallas mineralizadas, las vetillas de la etapa II son mucho menos
frecuentes y son atravesadas a mayor profundidad en el barreno T-3; predominan las
vetillas de la fase III con Th entre 103.6 y 183.9 C, con muy pocos valores aislados
mayores a 250 C.
5.8. Evolucin espacial de las caractersticas fsico-qumicas de los fluidos.
Al practicar el traslape de la distribucin lateral y vertical de los tipos de inclusiones
fluidas reconocidas en las diversas generaciones de vetillas en el sistema de Timaro,
con la reparticin de los datos microtermomtricos en las zonas de alteracin
hidrotermal, es posible definir con certeza, un centro de mineralizacin dentro y cerca
de la tonalita porfdica central, que representa parte de la evolucin del sistema
porfrico, hacia las zonas que traslapan y/o sobreyacen a la alteracin potsica. En
efecto, a pesar de que no se encontraron cubos de sal en las inclusiones de los grupos de
vetillas tempranas, los valores de mayor salinidad y temperatura hasta ahora
reconocidos se obtuvieron de las vetillas mineralizadas de las zonas de alteracin SCC
contenida en esta roca y en la microdiorita circundante. Se corrobora entonces, una
relacin directa entre el incremento de la salinidad con la frecuencia de la
mineralizacin cuprfera; no obstante, se identifica un pulso de baja temperatura, que se
desarrolla como consecuencia de las fases pstumas del fracturamiento episdico
(figura 121 seccin con datos de Th ).
Asimismo, es interesante sealar la mayor frecuencia de inclusiones que tienden a la
forma de cristal negativo (tipo III), en las vetillas tempranas que arman en la zona de
alteracin SCC de la tonalita central y de la microdiorita circundante, en una
profundidad que se ubica entre 1000 y 1100 metros sobre el nivel del mar (barreno T4). Esta tendencia es observada tambin a mayor profundidad (de 1000 hasta ~800
m.s.n.m.), en la zona proplica de la microdiorita y de la diorita porfdica profunda
(barreno T-4), cuyas inclusiones del tipo I de esta ltima, manifiestan rasgos ms
definidos de la forma de cristal negativo, adems de ser mucho ms frecuentes y casi
exclusivas las inclusiones con la presencia de un mineral opaco (tipo V), posiblemente
calcopirita (figura 122). En las vetillas mineralizadas de la tonalita, es patente una cada
de la temperatura con una Th promedio de 315 C para las vetillas de la etapa I, hasta
una Th promedio de 186 C para las de la fase III, con una salinidad de 18.7% a 13.4%,
respectivamente. Sin embargo, el conjunto de datos microtermomtricos, revelan una
presin media para el conjunto de vetillas de la etapa I de 185 bars (Bischoff y Pitzer,
1989). El efecto de la descompresin, resultante del fracturamiento episdico,
180
Figura 121. Seccin que muestra los datos obtenidos de las inclusiones fluidas en cuarzo de los 4 barrenos con diamante del prfido de cobre de Timaro. Las temperaturas de
homogenizacin mximas y mnimas, corresponden con las obtenidas en las vetillas tempranas y tardas, respectivamente; la salinidad indicada en cada cuadro representa el promedio
del respectivo conjunto de vetillas. Los datos encerrados en el cuadro color anaranjado, se obtuvieron de inclusiones hospedadas en calcita. Se precisa con una abreviacin despus de
la Th mxima (principalmente para los barrenos T-4 y T-3), la zona de alteracin hidrotermal en donde se colectaron las muestras. Significado de las abreviaciones dentro de los
cuadros: SCC = Sericita-clorita-caolinita; P = Propiltizacin; A = Argilizacin; CA = Carbonatacin-argilizacin; QSC = Cuarzo-sericita-carbonatacin; AE = Argilizacinepidotizacin.
consecuencia de la propia evolucin del sistema, indica una cada en la presin media
para las vetillas de la fase III, a 29 bars (Haas, 1971).
181
Es importante destacar asimismo que, las inclusiones fluidas en las zonas sealadas en
el prrafo anterior coexisten invariablemente con escasas inclusiones ricas en vapor
(tipo IV). Esta ocurrencia es exclusiva de la zona de alteracin SCC, principalmente en
la tonalita central y en la microdiorita circundante, esencialmente en las vetillas de
cuarzo subedral de la etapa II, en donde se reconocen hacia la parte central de dichos
cristales, inclusiones del tipo I y II con pocas inclusiones del tipo IV; en el borde de los
mismos, slo se identifican inclusiones del tipo I y II, con el predominio del primero.
Tales caractersticas pudieran indicar ebullicin discreta al inicio de la reapertura de
vetillas, episodio que defini el desarrollo de vetillas de la etapa II en la tonalita y
microdiorita. En este cuarzo subedral-euedral de las vetillas de la etapa II que se
desarrollan en las zonas SCC de ambas rocas se determin un leve incremento de la
salinidad hacia el centro de los mismos y un incremento de la temperatura hasta de
50 C. Las vetillas de este cuarzo en la tonalita, muestran una Th media de 249 C y
una salinidad de 17%, que contrasta con la Th media en la microdiorita circundante, de
241 C y una salinidad de 16.8%; no obstante, al tomar en consideracin el conjunto de
datos se tienen presiones medias de 145 y 110 bars, respectivamente (figura 122).
Las inclusiones en las vetillas de la zona proplica que circunda la zona SCC en la
microdiorita muestran una cada drstica en las Th y salinidades promedio, desde
251 C en la etapa II, hasta 111 C en la fase V, con salinidades de 17% y 7%,
respectivamente. La calcita asociada a calcopirita, que tambin existe en esta ltima
etapa, presenta una Th media de 132 C y una salinidad de 11%. Los datos en su
totalidad para esta zona de alteracin, evidencian una presin media para la etapa II de
100 bars y de 7.1 bars para el ltimo pulso de calcopirita asociada a calcita. Asimismo,
en la diorita dentro de esta misma zona proplica, que es atravesada en la parte final del
barreno T-4 se tiene una Th media de 246 C y una salinidad de 13%; los datos en
conjunto, igualmente indican una presin media de 100 bars. Estos comportamientos
evidencian dilucin del protofluido y enfriamiento hacia la periferia del circuito
convectivo, consecuencia del colapso del sistema, dado que adems, dicho fluido lleg
a penetrar la intrusin diortica, pero no alcanz a fluir hacia la parte ms caliente de la
intrusin, es decir, hacia el centro magmtico de naturaleza tonaltica. En general, los
datos de inclusiones fluidas confirman las direcciones del flujo sugeridas en la
figura 92 propuesta a raz de la discusin sobre la movilidad de los elementos en el
capitulo de alteracin hidrotermal.
En la zona de alteracin SCC que circunda la zona de la mina El Rey (barreno T-1), la
abundancia de inclusiones que tienden a la forma de cristal negativo, es mayor en la
zona SCC de mayor profundidad (~950 m.s.n.m.) que est contenida en la microdiorita;
estas inclusiones coexisten con muy raras inclusiones del tipo V, pero se diferencian de
las reconocidas en las vetillas de la diorita, por contener un mineral opaco de tamao
mucho ms pequeo, por lo que fue imposible definir sus rasgos cristalogrficos. Es
importante reiterar que, en esta zona no se observaron inclusiones en carbonatos de
tamao adecuado para su estudio, lo que es acorde con la declinacin de la temperatura
y salinidad, al menos en la direccin oeste, a partir de la tonalita en direccin de la mina
El Rey (figura 121). Las vetillas ms tempranas con mineralizacin, que arman en la
zona SCC de la microtonalita, presentan Th promedio que varan entre 285 y 312 C,
con salinidades medias de 10% y 15%, respectivamente; los datos en general,
182
Figura 122. Seccin que muestra la distribucin y abundancia relativa de los tipos de inclusiones fluidas en el prfido de cobre de Timro, basado en el estudio de 22 muestras
colectadas en 4 barrenos con diamante. Los intervalos de ocurrencia de las inclusiones se indican con llaves y la mayor o menor abundancia de los tipos, es sealado respectivamente,
con una flecha que apunta hacia arriba y hacia abajo, que est por un lado del esquema de la inclusin.
y 318 C, con una salinidad media de 14% y 15%, para las fracturas de las etapas III y
II, respectivamente.
184
Las vetillas tardas de calcita presentan una Th promedio de 129 C y una salinidad
media de 11% w eq. de NaCl. En las fallas paralelas mineralizadas que se ubican
inmediatamente al norte de esta zona, las Th promedio muestran valores de 179 y
278 C con salinidades de 15% y 16%, respectivamente. Estos datos juntamente con las
observaciones en el campo y laboratorio hacen posible proponer que la mineralizacin
en las fallas se emplaz poco despus del desarrollo del stockwork; en efecto, algunas
de estas fallas atraviesan las zonas de stockwork en la minas El Rey y El Cuervo, ambas
contenidas en alteracin SCC. Asimismo, es manifiesto esencialmente un proceso de
enfriamiento y dilucin del fluido mineralizante por fluidos externos (principalmente en
la fase pstuma del proceso hidrotermal), posiblemente introducidos desde las rocas
volcnicas circundantes.
La evolucin de la salmuera en las diversas zonas de alteracin hidrotermal es posible
resumirla en el diagrama de la figura 123, el que expone las temperaturas de
homogenizacin promedio (Th) versus las temperaturas promedio de fusin del hielo
(Tm). Ntese los gradientes de temperatura y salinidad, que manifiestan los estados
tempranos del proceso de mineralizacin, hacia las zonas SCC de la tonalita y la
microdiorita circundante (tabla 13). Asimismo, la evolucin del fluido hacia las fases
tardas, deja vislumbrar una clara y predominante tendencia de las soluciones, al
proceso de enfriamiento y a una dilucin en la etapa final del circuito convectivo. Las
dos poblaciones de la figura 123 indican el desarrollo de dos grandes pulsos de
salmuera, muy posiblemente relacionados al retroceso paulatino de las isotermas. Es
importante puntualizar sin embargo que, ambas poblaciones presentan una estrecha
relacin en espacio, lo que significa el desarrollo y traslape de una fase cuprfera
hidrotermal de baja temperatura, que denota la ocurrencia de un telescopeo en las
condiciones termodinmicas que determinaron la precipitacin de calcopirita.
Figura 123. Diagrama que correlaciona los promedios de las temperaturas de homogenizacin (Th) con las de fusin del hielo (Tm),
obtenidas a partir de los datos de inclusiones fluidas de los grupos de vetillas contenidas en las diversas zonas de alteracin
hidrotermal en el prfido de cobre de Timaro. El contorno en rojo limita las inclusiones determinadas en la zona de alteracin
SCC; no obstante, existe una relacin en espacio entre los tipos de alteracin de ambas poblaciones que determina la existencia de
un conspicuo telescopeo. Las vetillas de calcita que se encuentran dentro del contorno indicado, estn contenidas en alteracin SCC,
mientras que las que se hallan abajo a la izquierda de aqullas (en el lmite del contorno), estn incluidas en alteracin proplica.
185
sales inmiscibles estn mejor representadas por glbulos de salmuera que se encuentran
ocluidos en los fundidos silceos, para constituir inclusiones con formas esfricas y ms
frecuentemente en formas de cristal negativo (Harris et al., 2003). Esta ltima forma, es
tambin muy frecuente en la zona de transicin magmtico-hidrotermal y tambin es
manifiesta en las zonas mineralizadas que coexisten con la alteracin potsica o con el
traslape de alteracin SCC-potsica (Hedenquist et al., 1998; Redmond et al., 2004).
Redmond et al. (2004), con base en estudios de inclusiones fluidas en un amplio rango
de presin y temperatura en el sistema de Bingham, Utah, demostraron por primera vez,
la relacin directa entre un fluido magmtico profundo y la formacin de un prfido de
cobre a profundidades ms someras. Estos autores ubican la zona en donde inici la
separacin de fases, 500 metros por debajo de la base del cuerpo mineralizado y
proponen, con base al comportamiento a profundidad de la fase fluida, la trayectoria PT-X que explica el ascenso de un fluido magmtico-hidrotermal, sujeto esencialmente a
un proceso de enfriamiento que provoc la saturacin de azufre y la formacin del
cuerpo de alta ley de cobre.
El sistema cuprfero de Timaro se ubica en la vecindad del borde noroeste del batolito
de Tuzantla. La alteracin potsica aflora a una altura de 900 m.s.n.m. en rocas de
naturaleza granodiortica de textura equigranular, precisamente a 2 kilmetros en lnea
recta al sureste de Timaro. Como fue sealado en el captulo 3, hacia el borde noroeste
del batolito ocurren extensos afloramientos de granodiorita que manifiestan una
conspicua textura grfica. Estos rasgos constituyen una clara evidencia de que, la
exsolucin de grandes volmenes de fluidos acuosos represent un fenmeno de amplio
desarrollo a travs de la historia de cristalizacin del magma padre, adems de
significar el mecanismo fsico-qumico primigenio que determin el aporte de cobre
hacia las porciones ms someras y fras del sistema. La mineralizacin tipo prfido en
el sistema de Timaro, adems del traslape en espacio de una fase cuprfera de baja
temperatura, constituye una evidencia en s misma, del aprovisionamiento de una
importante fase fluida exsuelta de la cmara de magma, que se ubic muy por debajo
del nivel actualmente reconocido por la barrenacin con diamante. Efectivamente, esta
relacin es posible sugerirla adems, no slo por la consanguinidad magmtica entre las
rocas porfdicas de Timaro con el batolito de Tuzantla (captulo 3), sino por las
evidencias que otorgan los isotpos de azufre y carbono reconocidos en la mena y
ganga, respectivamente (captulo 6). Sin embargo, en este esquema correlativo es obvio
el desconocimiento de las condiciones termodinmicas y la profundidad en la que pudo
haber ocurrido la exsolucin de los fluidos acuosos desde el magma.
En las zonas en donde fue reconocida a profundidad la mineralizacin cuprfera con
barrenacin, no se encontraron cubos de sal en las inclusiones hospedadas en el cuarzo
que fue contemporneo con la precipitacin de calcopirita. En las vetillas de cuarzo
albergadas en la diorita porfdica propilitizada, en la porcin ms profunda del barreno
T-4 (~800 m.s.n.m., se observa una mayor abundancia de inclusiones ricas en vapor, en
coexistencia con inclusiones del tipo I, respecto a las observadas en la tonalita porfdica
central (~1100 m.s.n.m.) con alteracin SCC. Es preciso establecer que, esta tendencia
est muy bien definida y es exclusiva del cambio a profundidad de la alteracin SCC a
la alteracin proplica observada en el barreno T-4. Este barreno tiene una inclinacin
187
de 60, un azimut de 180 y su brocal se ubica a ~1125 m.s.n.m., por lo que solo
reconoce poca profundidad del stockwork cuprfero de la tonalita (hasta ~1040
m.s.n.m.), pero s reconoce a profundidad zonas de stockwork en la microdiorita en
alteracin SCC y proplica (hasta ~860 m.s.n.m.). La presencia aleatoria y abundancia
relativa de las inclusiones ricas en vapor, a partir de los 800 m.s.n.m. en la zona del
barreno T-4 sugieren la separacin de esta fase desde un fluido bifsico de origen
magmtico. Es de esperar por tanto, a poca distancia vertical por debajo de este nivel, la
interfase con la salmuera hipersalina, que precisamente define el rpido cambio o la
estrecha transicin de un rgimen litosttico a uno hidrosttico (lmite dctilquebradizo), frontera que no pudo ser rebasada por la salmuera, en razn de sus
propiedades fsicas (Fournier, 1987; 1991; 1999). Es importante precisar que, en las
zonas en donde se realiz la perforacin con diamante (principalmente en los barrenos
T-1 y T-4), no se alcanz atravesar la alteracin potsica, pero se reconoci un
interesante intervalo del cap de alteracin SCC; asimismo, no se han observado las
paragnesis comunes de los extensos desarrollos de la alteracin arglica avanzada, que
suelen vincularse en determinadas condiciones, con las mineralizaciones porfdicas
(Hedenquist et al., 1998). As pues, dados los actuales niveles de observacin del
sistema porfrico ha sido de momento imposible, establecer los contrastes en las D
entre el agua de la alteracin potsica y de al menos, la alteracin SCC, que permitan
otorgar una evidencia cuantitativa del esquema de separacin de fases, que se ubic por
debajo de la profundidad actualmente reconocida por la barrenacin con diamante. No
obstante, el proceso evolutivo que origin la zonacin de las alteraciones hidrotermales
observadas en Timaro y la precipitacin de enormes cantidades de sulfuros de cobre,
representan evidencias concretas que, en s mismas explican la saturacin de fluidos en
el magma productivo y la consecuente exsolucin e inmiscibilidad acuosa, as como la
eficiente particin del cobre desde la fusin hacia el sistema hidrotermal. Estas
concepciones especficas que parten de los hechos tangibles, constituyen a juicio del
autor, un principio filosfico fundamental en el conocimiento del origen de los
yacimientos minerales.
Relaciones fluido-magma.
La ubicua presencia de reliquias de hornblenda y biotita en las rocas porfdicas
mineralizadas de Timaro revela no solamente saturacin de agua en el magma padre
(Burnham, 1979), sino un incremento de la relacin inicial Cl/H2O en el sistema
porfdico, resultante de la cristalizacin de estos silicatos (Cline y Bodnar, 1991).
Asimismo, en las condiciones de presin y temperatura mnimas reconocidas en el
estudio de las intrusiones porfdicas se ha demostrado a partir de modelos cuantitativos
experimentales (Candela y Piccoli, 1995) y de estudios de inclusiones de fundidos
(Lowenstern, 1995), importantes concentraciones de Cl en el magma, que tienen que
ver directamente, en determinadas condiciones fsico-qumicas, con el potencial del
protofluido para extraer y transportar cobre desde el magma en proceso de
cristalizacin. La variacin del cloro durante la cristalizacin del magma en un sistema
abierto tiene una gran dependencia sobre los cambios de presin (Shinohara et al.,
1989).
188
los 150 MPa (Sourirajan y Kennedy, 1962; Bodnar et al., 1985; Bodnar, 1995;
Shinohara y Hedenquist, 1997). Es pertinente sealar que, la nula formacin de
clatratos, testificada durante el estudio de la fase fluida hasta ahora reconocida en
Timaro revela condiciones generales del comportamiento vertical de los fluidos, que
son observadas en diversos sistemas porfdicos.
Segn fue discutido en el captulo 3, las rocas porfdicas post-complejo vulcanoplutnico, que tienen que ver con la mineralizacin cuprfera de Timaro muestran
relaciones espacio-temporales con las del batolito de Tuzantla. Asimismo, de acuerdo
con las evidencias superficiales y del subsuelo, la superficie del sitio de depsito es
relativamente pequea, no mayor a 1 km2; al considerar adems la distancia del batolito
al centro magmtico de Timaro, es posible establecer una profundidad del magma
padre, entre 4 y 6 kilmetros; esta situacin espacial puede significar el desarrollo del
mecanismo efectivo que centraliz el flujo de fluido desde una cmara de magma de
mucho mayor rea. La mineralizacin cuprfera en Timaro est esencialmente
relacionada a la tonalita porfdica y a otras rocas hipabisales (microtonalita y
microadamelita); es evidente que, el volumen que representan estos diques, es mucho
menor que el de la cmara del magma padre. Es muy probable que los fluidos producto
de la exsolucin hayan ascendido a lo largo de un apfisis (situado a profundidad) del
batolito de Tuzantla; una parte importante de la evolucin del batolito, consisti en el
desarrollo de la tpica filiacin de un sistema de diques y fracturas que pervivieron
hacia las partes ms someras del sistema magmtico; dicho esquema est muy de
acuerdo con el modelo concntrico de alteracin y mineralizacin en torno a la tonalita
porfdica.
Por otra parte ha sido constatado en sistemas hidrotermales fsiles y recientes, el rpido
cambio con la profundidad de un rgimen de presin hidrosttica a uno de presin
litosttica (Hedenquist et al., 1998; Fournier, 1991; 1999). Esta abrupta transicin
corresponde con el lmite dctil-quebradizo, cuyo espacio no puede ser rebasado por el
lquido hipersalino de alta densidad y viscosidad, pero s por la fase de vapor de mayor
volatilidad; sta ltima experimenta un incremento en la acidez, en la medida en que se
desarrolla su condensacin al interactuar con agua meterica. Hacia los bordes sureste y
occidental del cuerpo mineralizado se ha reconocido a profundidad, brechas
subvolcnicas con fragmentos de rocas mineralizadas de naturaleza adameltica y
brechas de colapso (barrenos T-3 y T-4); estas rocas presentan de manera
sobreimpuesta, alteracin arglica y carbonatacin coextensiva. El perodo de
brechamiento pudo haberse relacionado al enfriamiento del sistema y al paulatino
retroceso vertical del lmite dctil-quebradizo, en un ambiente en donde prevaleci la
rpida exsolucin de voltiles, posiblemente vinculados a los cambios en la naturaleza
del proceso de cristalizacin del magma padre (Shinohara y Hedenquist, 1997). Estas
condiciones provocaron asimismo, el desarrollo de un sistema hidrotermal caracterizado
en general, por un fluido ms fro y de ms baja salinidad, dominado por agua de origen
magmtico, con la probable participacin de un pequeo componente de agua de origen
externo.
190
191
Ha sido establecido que, la secrecin qumica de los metales que conforman la mena
por la separacin de salmuera y vapor es un proceso ubicuo que puede afectar la
evolucin de un sistema magmtico-hidrotermal y la composicin o naturaleza de los
depsitos resultantes, en un amplio rango de presin y temperatura (Drummond y
Ohmoto, 1985; Rye 1993; Hedenquist y Lowenstern, 1994; Shinohara y Hedenquist,
1997; Wahrenberger et al., 2002). La asociacin espacio-temporal entre los prfidos de
Cu-(Au-Mo) y los depsitos de Au-Ag (Cu-As) de baja temperatura, implica una
consanguinidad fsico-qumica entre los procesos a distintas profundidades de un
protofluido mineralizante. As pues, el origen y evolucin de este fluido magmtico,
que se traduce fundamentalmente, en un potencial para transferir metales desde una
gran profundidad hasta el ambiente hidrotermal de baja temperatura, representa la
controversia medular sobre la metalogenia de los sistemas porfricos y yacimientos
asociados. En algunos prfidos de cobre (por ejemplo, en Bingham, Redmond et al.,
2004) se ha demostrado que un fluido magmtico de una fase, de baja a moderada
salinidad puede alcanzar la superficie bifsica y condensar algo de salmuera de alta
salinidad. Si este vapor se enfra de acuerdo a alguna trayectoria de presin-temperatura
por encima de la curva crtica ocurrir la contraccin de la fase de vapor y originar una
fase lquida (Heinrich et al., 2004); en estas condiciones y debido a sus propiedades
fsicas, la fase de vapor ser la nica capaz de alcanzar el ambiente hidrotermal de baja
temperatura (Sillitoe, 1983; Heinrich et al., 2004). En algunos sistemas porfricos se ha
comprobado tambin que, la concentracin de cobre en la fase de vapor es 24 veces ms
alta que en la fase lquida, lo que es resultado de la fraccionacin de equilibrio entre las
fases fluidas en coexistencia (Heinrich et al., 1999). Sin embargo, se desconocen las
implicaciones que tiene esta preferencia, en los cambios en la composicin de la
salmuera y en la precipitacin de los sulfuros; son por tanto, poco entendidas las
consecuencias o significados metalognicos de la separacin salmuera-vapor.
A partir de la totalidad de los datos de inclusiones fluidas hasta ahora reconocidos en el
sistema de Timaro, en el diagrama de la figura 124 se indican las composiciones y
condiciones de presin-temperatura en el sistema H2O-NaCl, a efecto de hacer una
comparacin con el comportamiento de fluidos que experimentaron hervimiento, de
algunos sistemas porfricos de importancia mundial. Ntese que el alcance en que el
cobre puede ser fraccionado a la salmuera o al vapor es independiente de la salinidad, lo
que sugiere particin preferible del cobre y oro a la fase de vapor y por ende se tiene
una alta probabilidad para que estos elementos formen complejos con el radical HS(Drummond y Ohmoto, 1985; Hemley et al., 1992a; 1992b; Mountain y Seward, 1999;
Heinrich et al., 1999). En Timaro se tiene el traslape entre vetillas de cuarzocalcopirita con Th entre ~250 y 350 C y vetillas de cuarzo-calcopirita con Th entre
~150 y 230 C e incluso vetillas de calcita-calcopirita con Th de ~130 C; estos
conjuntos definen con toda claridad un telescopeo en las etapas de las diversas
generaciones de vetillas que contienen la mineralizacin cuprfera. Esto evidencia
sellamiento del sistema y su consecuente re-presurizacin, lo que puede significar
repetida exsolucin de voltiles y/o desgasificacin, que culmin en un extenso
fracturamiento repetitivo, en paralelo con los diferentes pulsos de fluidos
mineralizantes. Estos rasgos representan entonces, el rompimiento a profundidad del
caparazn de la intrusin, cuando la presin confinante (>0.7 kbar) fue excedida por la
presin de los fluidos, lo que tambin implica el tpico desarrollo del zoneamiento de
192
Figura 124. Diagrama de fase Presin-Composicin en el sistema NaCl-H2O. Los rectngulos en negro indican condiciones de
Presin-Temperatura-Composicin de fluidos bifsicos, estimadas a partir de determinaciones microtermomtricas de salmueras,
reconocidas en algunos prfidos de cobre de clase mundial (GRAS = Grasberg; BING = Bingham; BLA = Bajo de la Lumbrera);
las lneas horizontales que parten de los rectngulos, culminan en valores de salinidades determinadas en inclusiones ricas en vapor
que probablemente fueron atrapadas simultneamente con inclusiones ricas en salmuera; el valor de Q corresponde con valores
mnimos para constantes de fraccionacin. Estas condiciones se comparan con las reconocidas en la totalidad de las vetillas en el
sistema de Timaro, indicadas en el rectngulo rojo. (Modificado de Heinrich et al., 1999).
193
194
Figura 125. Modelo P-T-X de evolucin de los fluidos en Timaro, de acuerdo a los datos microtermomtricos y pares isotpicos. La
temperatura inicial (Ti) proviene del par isotpico pirita-calcopirita (muestra 3-57). Abreviaciones: Ti = Temperatura inicial de
atrapamiento (477 C) considerando una salinidad del 15% NaCl; Pi = Presin inicial (real) de atrapamiento (478 10 bar); Th = Tm =
Temperatura mnima de atrapamiento (temperatura de homogenizacin = 350 C); Pm = Presin mnima de atrapamiento ( 146 bar).
Figura 126. Trayectoria probable del fluido que dio origen a la mineralizacin en Timaro, en el contexto de la estabilidad de fases
en el sistema NaCl-H2O. Durante el enfriamiento y la despresurizacin, el vapor de baja a mediana salinidad, manifiesta contraccin
a la fase lquida. El enfriamiento continuo de vapor enriquecido en H2S en contacto con rocas feldespticas podra garantizar el
transporte de Cu y Au a distancias considerables desde el ambiente porfrico. (Modificado de Heinrich et al., 2004).
195
196
197
Figura 127. Seccin esquemtica que muestra el perfil a profundidad de la zona de alteracin SCC (contorno en rojo) en el sistema porfrico de Timaro al final del proceso de
mineralizacin. Esta zona est bordeada por un halo de alteracin arglica (A) que se define por un extenso desarrollo pervasivo-selectivo de caolinita, rodeado de alteracin proplica
(P). El sistema est centrado en la tonalita porfdica, pero el stockwork tambin est contenido en microtonalita (a la izquierda de la tonalita), microadamelita (a la derecha) y en la
microdiorita del complejo vulcano-plutnico pre-Valanginiano. La posicin de la isoterma 250 C, corresponde con la temperatura media del principal pulso de mineralizacin
cuprfera, antes del retroceso de las isotermas. A partir del estudio de la fase fluida, se reconoci a profundidad un continuo y conspicuo telescopeo, a lo largo de las secciones de los
barrenos con diamante. Se espera a profundidad una zona de traslape de alteracin SCC-alteracin potsica (K), que pudiera albergar un importante intervalo vertical de mena.
198
199
200
identificaron de las etapas I, II y III (tabla 14). La separacin de cada uno de los
sulfuros (pirita y calcopirita) se llev a cabo por concentracin gravimtrica y por
separacin a mano con la ayuda de una lupa binocular; la pureza de los separados
fue en todos los casos confirmada por observaciones al microscopio binocular. Se
obtuvieron asimismo fragmentos de carbonatos (principalmente de calcita), de las
macrovetillas tardas, para los anlisis isotpicos de carbono y oxgeno en 14
muestras; dichos fragmentos fueron separados a mano, con el uso del campo de
magnificacin de la lupa binocular; muy pocas muestras de calcita fueron obtenidas
de las vetillas de cuarzo-pirita-calcopirita, la mayor parte de stas se colectaron de
vetillas estriles de las ltimas etapas del fenmeno hidrotermal.
6.3. Istopos de azufre.
Los datos isotpicos de azufre, que son tiles en la investigacin y exploracin de
los yacimientos minerales se presentan en la forma de las relaciones isotpicas o
factores de fraccionacin entre minerales que coexisten y que se supone un depsito
contemporneo, o bien, como la 34S de una fase mineral. Al establecer las
relaciones isotpicas entre los minerales de un yacimiento en las condiciones de
equilibrio o desequilibrio (Ohmoto y Goldhaber, 1997) es posible establecer
contrastes en la temperatura de mineralizacin, en los mecanismos de generacin
sea en la fuente o en el depsito, de sulfuro, sulfato y metales, entre el azufre y la
qumica de los metales de los fluidos mineralizantes, (como las concentraciones de
H2S y la SO4-2 respecto a la totalidad de los metales) y entre la duracin y los
ritmos de los procesos de mineralizacin.
En lo que respecta al significado del valor de 34S de un mineral, sobre todo al
definir sus variaciones espacio-temporales durante el proceso de una mineralizacin
magmtica-hidrotermal es totalmente factible contrastar la(s) fuente(s) de azufre,
adems de conocer la naturaleza litolgica y la geometra del sistema
paleohidrogeolgico.
Asimismo, en la investigacin del origen de los yacimientos minerales, las
aplicaciones de los istopos de azufre cobran relevancia, al analizar la extensin y
posicin del conjunto de valores de la 34S de tipos especficos de yacimientos,
asociados a la evolucin metalognica de diversas regiones mineralizadas en el
mundo.
Composicin isotpica de las fases sulfurosas.
En general, las variaciones en los valores de la 34S de pirita y/o calcopirita, no
muestran cambios sistemticos o notables con la profundidad a la que fueron
colectadas las muestras en los barrenos con diamante. El conjunto de datos se indica
en la tabla 14.
En el esquema comparativo de los valores de la delta 34S de sulfuros y sulfatos de
importantes prfidos de cobre en el mundo (figura 128), se comprueba que la delta
de los sulfuros del prfido de cobre de Timaro manifiesta un rango estrecho,
similar al de los prfidos cuprferos emplazados en arcos de islas muy jvenes (por
ejemplo, Lepanto Far Southeast, Filipinas).
201
Muestra
Mineral
Etapa
Alteracin
Paragnesis
179
Calcopirita
SCC
ser>caol
181
Calcopirita
II
SCC
ser>caol
-0.5
1108
Calcopirita
II
SCC
qz-sercbcaol
1.5
1154
Pirita
Arglica
qz-cb-cl
0.2
1154A
Calcopirita
Arglica
qz-cb-cl
-1.7
1161
Pirita
II
Arglica
caol-qz-ser-cal
1.4
1161A
Calcopirita
II
Arglica
caol-qz-ser-cal
0.7
1-174
Calcopirita
Arglica
caol-cal-cl-qz
0.9
1-185
Pirita
II
SCC
caolser-cl-qz-cb
0.3
1-185A
Calcopirita
II
SCC
caolser-cl-qz-cb
1.7
1-202
Calcopirita
II
SCC
ser-cl-al-caol
1.5
1-253
Pirita
III
Arglica
caol-ser-qz-cl-cal
2.7
427
Pirita
II
SCC
clqz-cb
2.5
4-125
Calcopirita
Arglica
qz-caol-ser-cal-cl
0. 0
4-138
Calcopirita
SCC
cl-calser
0. 0
4-241
Calcopirita
III
Proplica
cl-ep-qz-cal-caol-zeol
1.1
4-256
Pirita
II
Proplica
cl-qz-caol-ser-ep-zeol
1.9
4-258
Calcopirita
III
Proplica
cl-qz-caol-ser-ep-zeol
1.2
4-264
Calcopirita
III
Proplica
cl-ep-caol-cal-qz
0.2
4-281
Calcopirita
III
Proplica
qz-caol-cl-cal-ep
0.7
4-297
Calcopirita
II
SCC
qz-ser-cl
1.6
4-300
Pirita
II
SCC
qz-ser-cl
1.3
4-353
Pirita
II
Proplica dbil
qz-cl-caol-cal-ep
4. 0
1.9
357
Pirita
II
Qz-ser
sercaol-qz
3-57A
Calcopirita
II
Qz-ser
sercaol-qz
1.1
372
Calcopirita
II
Qz-ser
ser-qz-caol
-0.8
387
Pirita
III
Qz-ser
ser-qz-caol-cb
1.7
3-87A
Calcopirita
III
Qz-ser
ser-qz-caol-cb
0.6
3-107
Pirita
III
Qz-ser
ser-qz-caol
3.1
3-124
Pirita
III
Qz-ser
ser-qz-caol-cb
2.7
3-160
Pirita
III
Arglica
arc-ser-qz
3.3
3-196
Pirita
III
Arglica
arc-qz-ser
3. 0
3-251
Pirita
III
Proplica
arc-qz-ep-zeol-ser-cb
3. 0
234
Pirita
II
Arglica
qz-caol-cal-ser
1.7
2-103
Pirita
II
Arglica
caol-qz-cal-ser
2.5
2-131
Pirita
III
Carbonatacin
cal-cl-qz-caol-ser
3.2
2-141
Pirita
III
Carbonatacin
cb-caol-qz-cl-ser
2.1
2-141A
Calcopirita
III
Carbonatacin
cb-caol-qz-cl-ser
-0.4
2-144
Pirita
II
Arglica
qz-caol-cal-ser-cl
1.1
2-144A
Calcopirita
II
Arglica
qz-caol-cal-ser-cl
0.5
2-203
Pirita
III
SCC
ser-caol-cb-qz
2.9
2-246
Pirita
III
Arglica
qz-caol-ser-cl-cb
2.1
2-248
Pirita
III
Arglica
qz-caol-ser-cl-cb
2.5
2-248A
Calcopirita
II
Arglica
qz-caol-ser-cl-cb
0.2
2-302
Pirita
III
Arglica
caol-qz-cb-ser
3.1
ER-1
Calcopirita
II
SCC
ser-qz-pi-cal
-0.1
ER-1A
Pirita
II
SCC
ser-qz-pi-cal
-0.4
LM
Calcopirita
II
SCC
qz-ser-cb-pi
0.6
MM-1
Calcopirita
II
SCC
qz-ser-cb-pi
1.1
A-2
Calcopirita
II
SCC
ser-qz-cb-pi
0.4
EC-3
Calcopirita
II
SCC
ser-qz-cb-pi
0.5
325
349
214
284
528
294
269
477
382
367
324
151
593
314
169
180
951
Tabla 14. Composicin isotpica del azufre de calcopirita y pirita en 4 barrenos con diamante y obras mineras del prfido de
cobre de Timaro. Los datos isotpicos son dados como 34S con el uso del estndar CDT (Caon Diablo Troilite). Se indican
algunas temperaturas obtenidas a partir del par isotpico pirita-calcopirita, con el uso de la ecuacin de fraccionacin de
acuerdo a datos de Ohmoto y Rye (1979) y se comparan dichas temperaturas con las obtenidas por inclusiones fluidas (Th). El
202
primer dgito indica el nmero de barreno y el nmero despus del guin seala la profundidad en que la muestra fue
colectada. La muestra LM fue colectada de un afloramiento del stockwork cuprfero; las otras muestras cuya clave empieza
con letra mayscula fueron obtenidas de obras mineras subterrneas. Significado de claves: al = alunita; arc = minerales
arcillosos; cal = calcita; caol = caolinita; cb = otros carbonatos; cl = clorita; ep = epidota; pi = pirita; qz = cuarzo; ser =
sericita; zeol = zeolitas.
PRFIDOS DE COBRE
-10
-20
Sulfuros
Sulfatos
+10
+20
d34 S (0/00)
Figura 128. Comparacin entre las variaciones isotpicas del azufre en los sulfuros del prfido de cobre de Timaro y los
rangos de la delta 34S de sulfuros y sulfatos de algunos prfidos cuprferos de clase mundial (de Ohmoto. y Rye, 1979; Field y
Gustafson, 1976; Eastoe, 1983; Torres-Rodrguez y Gonzlez-Partida, 1989; Hezarkhani y Williams-Jones, 1998; Hattori y
Keith, 2001; Gonzlez-Partida y Levresse, 2003).
El conjunto de datos isotpicos muestra una distribucin que define una primer
poblacin de valores entre -1.0 y +2.0, que corresponde con la mineralizacin
contenida en las diversas zonas de alteracin hidrotermal y un segundo conjunto de
datos comprendidos en el rango entre +2.0 y +4.0, los que provienen de los halos
pirticos que bordean la mineralizacin porfdica (figura 129).
Sin embargo, es posible constatar cierta tendencia en los valores de la 34S de
acuerdo a la distribucin de las zonas de alteracin hidrotermal que, como ha sido
puntualizado, dicho esquema de zonacin se desarrolla en torno a la tonalita
porfdica central. En las inmediaciones de esta roca, en los principales abrimientos
contenidos en alteracin SCC de microdiorita, la calcopirita presenta valores de 34S
de 0.0 (barreno T-4); en el centro de la zona propiltica atravesada por el barreno T4, la 34S de la calcopirita vara de +0.2 a +0.7 que contrasta con valores que se
encuentran entre +1.1 y +1.6 en las partes externas (somera y profunda) de esta zona
mineralizada. La pirita por su parte, present un valor de 34S de +2.5 en las vetillas
de la tonalita porfdica con alteracin SCC y entre +1.3 y +1.9 en las zonas externas
de la alteracin proplica en donde ocurre mineralizacin econmica, mientras que
en las partes ms externas de esta zona, que arma en diorita porfdica con dbil
alteracin, el valor de 34S es de +4.0 (figura 130).
203
Figura 129. Histograma de frecuencias para los valores de la 34S de los sulfuros en las zonas de alteracin hidrotermal en el
prfido de cobre de Timaro. Abreviaciones: cp = calcopirita, pi = pirita.
205
Figura 130. Distribucin de los valores de la 34S de pirita y calcopirita en los barrenos con diamante y a travs de las diversas zonas de alteracin hidrotermal en el prfido de cobre de Timaro.
Abreviaciones adjuntas al valor isotpico: pi=pirita; cp=calcopirita.
206
207
del sistema hace posible confirmar esta suposicin, ya que dicha temperatura se
encuentra muy cerca de la obtenida a partir de las inclusiones fluidas primarias
(180 C).
Fuente del azufre.
El origen del azufre en los sistemas tipo prfido de cobre, constituye uno de los
temas de gran controversia en el mbito de la investigacin metalognica moderna.
Las fuentes del azufre y cobre que con mayor frecuencia se han propuesto son los
magmas flsicos y las rocas circundantes que no guardan ninguna relacin con el
magmatismo (Hattori y Keith, 2001). Esta ltima propuesta parece ser favorecida en
algunos casos, a partir de las evidencias otorgadas por los istopos de hidrgeno y
oxgeno, mientras que la primera posibilidad se apoya en la estrecha asociacin de la
mena con intrusiones flsicas, consecuencia de la separacin de un fluido
enriquecido en cobre desde una fusin de esta naturaleza (Candela y Holland, 1984;
Williams et al., 1995). Este origen magmtico tuvo (y ha tenido) gran aceptacin
por considerable tiempo, en virtud de presentar valores en su delta muy
homogneos, cerca de 0 para los sulfuros de numerosos prfidos cuprferos (Field
y Gustafson, 1976). Sin embargo, esta gnesis es discutible debido
fundamentalmente al pequeo tamao de las intrusiones flsicas cuyo volumen por
un lado, podra ser suficiente para aportar la cantidad de cobre indispensable para
formar un depsito porfrico (Cline y Bodnar, 1991; Dilles y Profett, 1995), pero por
el otro, es definitivamente insuficiente para aportar la cantidad de azufre necesaria
para originar un yacimiento de este tipo (Hattori y Keith, 2001).
Los primeros datos de los istopos de azufre en los prfidos de cobre fueron
interpretados en el sentido de sugerir una fuente mantlica, con valores muy
homogneos, cerca de 0 para los sulfuros (figura 128). En estudios posteriores
(Sakai, 1968; Ohmoto, 1972, 1986 y Ohmoto y Rye, 1979) se demostr que los
sulfuros magmticos primarios, presentan una composicin isotpica promedio que
vara de 0 3 y que la composicin isotpica de las especies de azufre que se
separan del magma y que se fijan en un fluido hidrotermal se desvan de manera
significativa de este valor, en funcin esencialmente de la relacin SO2/H2S (estado
de oxidacin), de la temperatura y tambin de la relacin fluido/magma. El estado
de oxidacin es precisamente lo que determina la predominancia de la especie de
azufre en el magma (Hedenquist y Richards, 1998). Los fluidos hidrotermales que
se derivan del magma tienen valores en su 34S entre -3 y +7 (Ohmoto y Rye,
1979; Ohmoto, 1986). Por su parte, los sulfuros que se originan de fluidos en
equilibrio con un magma oxidado, presentan un rango tpico en su delta 34 de -10
a +10 (Ohmoto y Rye, 1979). Este intervalo coincide aproximadamente con los
rangos en la misma delta observados de numerosas muestras de sulfuros de los
prfidos de cobre que presentan potencial metlico contrastante.
Los valores en la 34S de los sulfuros, por lo general reflejan la composicin
promedio de las soluciones hidrotermales mineralizantes (Ohmoto, 1972). En
Timaro los datos isotpicos de pirita y calcopirita presentan en la zona
mineralizada (barrenos T-1 y T-4), un rango en el valor de delta entre -1.7 y +0.9
para la etapa I, de -0.5 y +1.6 para la etapa II y de +0.2 y +4.0 para la etapa III;
mineralizacin en vetas en la vecindad del borde sur del yacimiento (barreno T-3)
presentan un intervalo de -0.8 a +1.9 (etapa II) y de +0.6 a +3.3 (etapa III) en el halo
208
pirtico; en el borde occidental del cuerpo porfrico (barreno T-2), se tienen valores
de +1.7 y +2.5 (etapa II) en el stockwork pirtico, de +0.2 a +1.1 (etapa II) en las
rocas volcnicas circundantes y de -0.4 a +3.2 (etapa III) en el halo pirtico, tambin
contenido en su mayor parte, en rocas volcnicas. El valor promedio para la 34S de
pirita y calcopirita en Timaro es de ~ +1.5. Como puede constatarse, este dato
adems de todos los intervalos indicados en la de las diferentes etapas de
mineralizacin, evidencian una fuente magmtica para el azufre y por ende del
cobre, conforme al rango considerado para este reservorio (Ohmoto y Rye, 1979).
No obstante, se observa que hacia las zonas externas del sistema, los valores de delta
se hacen ms positivos hasta +4.0 en la zona de dbil propilitizacin, lo que puede
sugerir una cierta y cada vez mayor contribucin de azufre marino, como
consecuencia de la declinacin del sistema magmtico-hidrotermal.
6.4. Istopos de carbono y oxgeno (en los carbonatos).
La isotopa del carbono en la investigacin de los yacimientos minerales ha tenido
en general poca aplicacin, ya que las ocurrencias de los carbonatos estn
predominantemente restringida a los depsitos de sulfuros. Los carbonatos en estos
yacimientos, normalmente se presentan en una o dos fases y con mucha frecuencia
son fases ms tardas que los sulfuros; adems, ambos tipos de minerales se
pudieron haber originado de fluidos de fuentes distintas. La abundancia de 13C en
distintos ambientes geolgicos y yacimientos hidrotermales se muestra en la figura
131.
Figura 131. Distribuciones de la 13C en los diversos ambientes geolgicos y yacimientos hidrotermales (de Field y Fifarek,
1985).
209
Clave de muestra
412
455
4131
4-241
181
1-128
1-136
1-185
329
333
390
3-241
Mt-gc
MINERAL
mag/dol
mag/dol
calcita
calcita
mag/dol
calcita
calcita
calcita
calcita
calcita
mag/dol
calcita
calcita
Etapa
CO3
II
II
II
II
II
I
I
I
I
I
II
I
13CVPDB
()
-8.5
-8.38
-8.61
-18.99
-6.79
-6.53
-5.18
-6.42
-5.23
-7.34
-5.94
-7.09
-2.7
18OVPDB
()
-7.41
-8.27
-7.8
-6.17
-11.39
-10.98
-10.88
-11.95
-13.13
-12.11
-9.56
-14.05
-11.86
18OVSMOW
()
23.27
22.38
22.87
24.55
19.17
19.59
19.69
18.59
17.37
18.43
21.05
16.43
18.68
Tabla 15. Composicin isotpica de carbono y oxgeno de los carbonatos tardos en el sistema del prfido de cobre de
Timaro. La muestra Mt-gc se obtuvo de vetillas contenidas en el paquete denominado conglomerado rojo, que no tienen nada
que ver con el fenmeno hidrotermal. En la muestra 1-185 se observ la asociacin de pirita y calcopirita. Abreviaciones: mag
= magnesita, dol = dolomita.
210
211
Figura 132. Intervalo en los tenores de la 13CVPDB de las dos generaciones de calcita en el sistema porfdico de Timaro,
comparados con el rango determinado en las calcitas de los prfidos de cobre, situacin que evidencia un origen magmtico
para el carbono del sistema de Timaro.
212
Figura 133. Rangos en los tenores de la 34S de los sulfuros versus contenido de cobre en millones de toneladas (Mt), en
importantes prfidos de cobre originados en diversos ambientes geolgicos y en distintas pocas metalognicas. Los
yacimientos son: Bingham (Bt) en Utah con 30.1 Mt de Cu; Butte (Bt) en Montana con 17.7 Mt ; El Salvador (El-Sv) en Chile
con 12.21 Mt; Chino (Ch) en Nuevo Mxico con 8.72 Mt; Yerington (Yr) en Nevada con 6.67 Mt; Bisbee (Bis) en Arizona
con 5.58 Mt; Lepanto Far Southeast (Lp) en Filipinas con 5.48 Mt; Ajo (Aj) en Arizona con 4.28 Mt; Timaro con 3.75 Mt;
Frieda River (Fr) en Papua, Nueva Guinea con 3.57 Mt; Valley Copper (VC) en Columbia Britnica con 2.86 Mt; Panguna
(Pang) en Papua, Nueva Guinea con 2.76 Mt; Tintic (Tin) en UTA con 1.65 Mt; Galore Creek (GC) en Columbia Britnica
con 1.20 Mt; Globe-Miami (GM) en Arizona con 1.06 Mt y Hillsboro (Hb) en Nuevo Mxico con 0.21 Mt de Cu. (Modificado
de Hattori y Keith, 2001; el tonelaje para Timaro fue obtenido de Garza-Gonzlez et al., 2006).
213
pirita); este comportamiento evidencia, para el borde occidental mayor distancia del
foco de mineralizacin, mientras que para el lmite SE, el barreno T-3 no alcanz a
atravesar el stockwork cuprfero, como consecuencia del fallamiento local.
Las temperaturas totalmente irreales obtenidas de los pares isotpicos piritacalcopirita en la zona externa de alteracin SCC (951) y arglica (528 C) pudiera
ser la evidencia de amplio desequilibrio isotpico durante la evolucin del
stockwork cuprfero. Asimismo, de las temperaturas isotpicas obtenidas de la zonas
externas del sistema (zona arglica externa y cuarzo-serictica), solo una de ellas
mostr gran disimilitud (593 C) con la obtenida por microtermometra (tabla 14).
Los procesos que provocan el desequilibrio isotpico muestran un carcter diverso y
complejo. No obstante, con base en los datos de inclusiones fluidas se ha
corroborado en Timaro, que el enfriamiento constituy el proceso dominante que
determin la evolucin del sistema a la profundidad actualmente reconocida por la
barrenacin con diamante. El rpido colapso de las isotermas permiti que el
sistema desarrollara extenso telescopeo, mecanismo que tambin evidencia, altas
velocidades del flujo de fluido hidrotermal, lo que represent condiciones idneas
para la manifestacin de un conspicuo desequilibrio isotpico, principalmente
durante el desarrollo temprano del sistema. El ascenso rpido del fluido
mineralizante permiti asimismo, la preservacin de sus caractersticas isotpicas a
niveles ms someros. En general, las temperaturas isotpicas que se obtuvieron en
las zonas externas, tanto de la principal zona de mineralizacin como de las zonas
oeste y SE que circundan el cuerpo mineralizado son concordantes con las obtenidas
por inclusiones fluidas, lo que parece sugerir que el sistema finalmente alcanz el
equilibrio isotpico, condicin que asimismo demuestra la presencia de un sistema
conservado tipo prfido de cobre.
La mayora de los valores de la 34S determinados en 23 muestras de calcopirita y
10 de pirita de la zona mineralizada caen en el rango de -0.5 a +2.0, con un
promedio de +0.86; en contraste, la delta de las muestras colectadas en los halos
pirticos incluidos en las zonas proplica, arglica y cuarzo-serictica (15 muestras de
pirita), vara de +2.0 a +4.0 (promedio de +2.84), lo que indica valores ms pesados
para el azufre. Estos intervalos se encuentran en el rango considerado para el azufre
de origen magmtico (Ohmoto y Rye, 1979). As pues, estos autores han
demostrado el enriquecimiento de una fase fluida magmtica (con un valor de 34S
de ~ +4.0), en equilibrio con una fusin de composicin grantica, bajo una (O2)
de -12, una presin de 1kbar, 800 C y una 34S inicial de la fusin de 0.0. Sin
embargo, resulta notable que los valores en la 34S de los sulfuros de Timaro
tienden a ser ms positivos que prfidos ms recientes, pero son similares a los
depsitos porfricos muy jvenes originados en arcos de islas (figura 133). Aunque
en este ambiente se ha observado una tendencia general en el valor de delta, a ser
ligeramente ms positiva, en prfidos de cobre cuyas edades son muy contrastantes
(Weihed y Fallick, 1994). En el contexto de la mineralizacin de Timaro, las fases
de sulfuros ms tardas presentan valores ms positivos en su 34S, situacin que es
muy evidente, sobre todo en las piritas de los halos propiltico y arglico. Este
enriquecimiento podra ser el reflejo de un incremento en la contribucin de azufre
de probable origen marino, en paralelo con la declinacin trmica del sistema. Se ha
comprobado por ejemplo, que los granitos de las series de la magnetita (Ishihara,
1977) del arco del Japn, tienen valores positivos promedio en su 34S de +5.0,
valores que incluso son ms positivos para los granitos del arco de las Filipinas, lo
214
que puede evidenciar en ambos casos, una gran participacin de azufre marino
(Sasaki et al., 1984).
Es tambin factible considerar que, el incremento con el tiempo de los valores de la
34S de los sulfuros de Timaro haya ocurrido al combinarse la disminucin de la
temperatura del sistema, con la mezcla de agua magmtica (baja 34S) y aguas con
azufre disuelto de origen sedimentario (alta 34S). Otra posible causa para explicar
dicho comportamiento en los valores de la 34S es un incremento con el tiempo en el
pH en condiciones de baja (O2) (segn diagrama de Ohmoto y Rye, 1979) debido a
la progresiva interaccin de los fluidos magmticos con la roca encajonante.
En los sistemas porfricos, el carbono que es fijado como carbonato puede tener
diversos orgenes: carbono derivado del magma, del CO2 por reacciones de
descarbonatacin de rocas sedimentarias, de la oxidacin de especies de carbono
reducido en las rocas sedimentarias y de los carbonatos corticales disueltos por
aguas metericas o connatas. Ohmoto (1972) demostr que los valores de la 13C de
calcita que precipita de una solucin hidrotermal puede ser muy dependiente de la
(O2) y del pH; no obstante, dichos valores pueden ser muy variables y diferir
considerablemente del valor del fluido hidrotermal, si cantidades importantes de dos
ms especies de carbono coexisten dentro del dominio de alteracin pH- (O2).
Asimismo, modelos cuantitativos como la destilacin Rayleigh y tipo batch, durante
la desgasificacin de CO2 pueden producir variaciones importantes en la
composicin isotpica (O y C) de la calcita que es precipitada a partir de una
solucin hidrotermal (Zheng, 1990).
Con excepcin de la calcita tarda de la zona proplica, los rangos en los valores de
la 13C y de la 18O de las dos etapas de carbonatos en Timaro es relativamente
pequeo. En contraste, la calcita de las vetillas en el conglomerado rojo es
considerablemente enriquecida en 13C, con una 13C de -2.7, pero muestra un valor
de la 18O muy similar al de las calcitas de la etapa I. Por su parte, los carbonatos de
la etapa II presentan mayor enriquecimiento en 18O.
El enriquecimiento en 18O en las calcitas de la etapa I, indica tendencia hacia el
equilibrio por intercambio isotpico con el cuarzo a la temperatura estimada de
alteracin hidrotermal. Esta escasez de equilibrio por intercambio es una situacin
normal, ya que la calcita precipit despus del cuarzo en las vetillas formadas
durante los ltimos pulsos del fenmeno hidrotermal. El incremento en los valores
en la 18O de la calcita de la etapa I a la etapa II podra ser resultado del depsito a
baja temperatura y/o precipitacin a partir de un fluido progresivamente enriquecido
en 18O. Las calcitas y los otros carbonatos hidrotermales en Timaro estn
significativamente empobrecidas en 13C, respecto a los carbonatos de origen marino
y a las vetillas de calcita en el conglomerado rojo (figura 134). Sin embargo, es
notorio el enriquecimiento en 18O en la calcita y comparativamente mayor en la
dolomita/magnesita, con valores en la 18O muy similares a los carbonatos de origen
marino, lo que podra sugerir la mezcla de agua magmtica con agua de mar, o bien
ser el resultado de la precipitacin a bajas temperaturas (Th promedio de 125 a
158C) o de la mezcla de un fluido enriquecido en 18O derivado de los horizontes
carbonatados que existen en el conglomerado rojo.
215
Figura 134. Diagrama de los valores de la 13C versus 18OSMOW de las calcitas y de la dolomita/magnesita en el prfido de
cobre de Timaro. La caja de calcita gnea es tomada como referencia conforme a los rangos definidos en el ambiente de un
yacimiento tipo skarn. (Modificado de Bowman, 1998).
A pesar de los extensos afloramientos del conglomerado rojo que contiene paquetes
de rocas clsticas carbonatadas, los valores de la 13C de la calcita hidrotermal y de
los otros carbonatos son considerablemente ms ligeros. Como fue indicado, el
intervalo en los valores de la 13C es muy similar a los tpicos rangos del carbono de
origen magmtico. Sin embargo, las diferencias observadas en los tenores de la
13C, tambin puede ser debida a flujos limitados de CO2 de dichas rocas
sedimentarias, lo que probablemente manifestara la cercana del contacto con esas
rocas. Sin embargo, esta suposicin no se cumple, ya que las muestras con valores
de 13C ms ligeros (4-12, 4-55, 4-131) son las que se encuentra ms cerca del
contacto con las rocas sedimentarias, por lo que se descarta la influencia del carbono
asociado a estas rocas. Los fluidos tardos fueron entonces dominados por carbono
de origen magmtico, a pesar del probable incremento del ingreso de azufre de
origen externo.
216
7.- CONCLUSIONES.
De las discusiones abordadas en los captulos precedentes es posible dilucidar el
conjunto de metalotectones, que caracterizan el modelo de la mineralizacin en el
prfido de cobre de Timaro. En este marco de integracin, de evaluacin de datos,
interpretaciones e ideas se hace una sntesis final y un breve anlisis correlativo,
sobre la naturaleza y edad del magmatismo relacionado con la mineralizacin y
acerca del modelo de alteracin hidrotermal, en cuyo contexto se define la evolucin
termodinmica de los fluidos hidrotermales y los diversos significados de las
composiciones isotpicas de los minerales de mena y ganga.
Los datos geoqumicos e isotpicos de las rocas intrusivas en el rea de Timaro que
se aportan en la presente investigacin, representan interesantes implicaciones en el
conocimiento de la metalogenia y de la evolucin magmtica y tectnica de la
regin. Los comportamientos isotpicos y de elementos traza revelan una evolucin
de un magmatismo toletico a uno calcialcalino, que se desarroll en un ambiente de
arco insular intra-ocenico. Asimismo, el conjunto de datos isotpicos (Sm-Nd, Sr y
Pb) evidencian que los magmas asociados al prfido de cobre de Timaro se
derivaron de un manto moderadamente empobrecido y sin influencia importante de
corteza continental. En el marco de estas evidencias se comprob adems, la
consanguinidad tectono-magmtica y metalognica entre los intrusivos preValanginianos, los intrusivos del rea de Timaro y los del batolito de Tuzantla,
situacin que indica una edad de 131-132 M.a. para la mineralizacin porfrica. Las
edades isotpicas de este plutonismo manifiestan contemporaneidad con el
vulcanismo de las reas de Taxco y Taxco Viejo, lo que podra sugerir el desarrollo
de un sistema de arcos volcnicos insulares para estas regiones y para la de
Timaro-Arcelia-Palmar Chico, representantes adems, de una prolongada actividad
magmtica, desde el Jursico Medio (?) hasta el Cretcico Inferior.
A partir del potencial metlico del magmatismo mfico, se sugiere en determinadas
circunstancias magmtico-metalognicas, una filiacin espacio-temporal entre
enorme sistemas cuprferos albergados en rocas hipabisales mficas con los sistemas
prfidos de cobre ms someros y emplazados en rocas de naturaleza ms silcea.
Efectivamente, se demuestra que la fertilidad metlica de las rocas intrusivas de
Timaro es el resultado de la combinacin entre altos grados de subduccin, el
engrosamiento rpido de una corteza mfica y la fusin de rocas de esta naturaleza.
En Timaro se tienen suficientes evidencias para considerar el papel del
magmatismo mfico como una fuente importante de cobre, azufre y voltiles,
consecuencia de la edificacin de un subestrato de esta naturaleza durante el
desarrollo del arco intra-ocenico. Se propone que la continuidad hacia el sur del
arco magmtico Jursico-Cretcico representa una regin de alto potencial Cu-Au;
la interseccin de este cinturn con la franja terciaria de prfidos cuprferos define
as, una regin de singular potencialidad metlica que es extensiva hacia otras
regiones del sur de Mxico.
La petrografa de las alteraciones hipognicas y las relaciones paragenticas,
juntamente con las evidencias cristaloqumicas y geoqumicas reconocidas en estas
zonas, revelan un modelo de alteracin que constituye la expresin de un
zoneamiento hidrotermal desde temprano y profundo a somero y tardo, conforme a
la secuencia: biotita, feldespato K (zona inferida) actinolita, epidota, zeolitas
217
218
219
alteracin SCC, con valores ms pesados hacia la superficie y hacia sus bordes y
valores comparativamente ms pesados en la alteracin arglica circundante. En los
halos pirticos el valor de la delta es ms alto que en las situaciones anteriores. En
todos los casos, los rangos en los valores de delta 34S sugieren una fuente magmtica
para el azufre y por ende, para el cobre. Los valores en la 34S de los sulfuros de
Timaro muestran la tendencia a ser ms positivos que prfidos ms recientes, pero
son parecidos a los prfidos de Cu-Au muy recientes, originados en un ambiente de
arcos de islas.
Las temperaturas obtenidas de algunos pares isotpicos (pi-cp) sugieren condiciones
de extenso desequilibrio isotpico, principalmente para las etapas tempranas de la
mineralizacin cuprfera. El rpido colapso trmico del sistema provoc el amplio
desarrollo del telescopeo, condiciones que tambin demuestran alto flujo del fluido
hidrotermal, situacin que permiti en general, la preservacin de las caractersticas
isotpicas del fluido hidrotermal a niveles someros y, en particular, la manifestacin
del desequilibrio isotpico inicial. Sin embargo, las temperaturas isotpicas
obtenidas de la zona mineralizada y de las zonas externas, parecen demostrar que el
sistema alcanz el equilibrio isotpico, situacin que asimismo refleja el carcter
conservado del sistema.
Sin embargo, el incremento con el tiempo en los valores de la delta 34S puede ser el
resultado de la combinacin de una cada de la temperatura con la mezcla de agua
magmtica predominante con aguas con azufre disuelto de origen sedimentario. Este
comportamiento tambin pudo haber sido causado por un incremento del pH en un
ambiente de baja (O2), al incrementarse la interaccin entre el fluido magmtico y
la roca encajonante.
Los rangos en la delta 13C cuantificados en los carbonatos tardos, evidencian una
fuente magmtica para el carbono, no obstante el incremento del azufre de probable
origen externo.
El enriquecimiento en 18O en los carbonatos tardos de Timaro, parecen sugerir una
mezcla de agua magmtica con agua de mar o alternativamente puede ser la
consecuencia de la precipitacin a bajas temperaturas o la mezcla de un fluido
enriquecido en 18O, derivado de las capas calcreas que comnmente se encuentran
intercaladas en el conglomerado rojo.
El conjunto de metalotectones que definen el modelo de mineralizacin del prfido
de cobre de Timaro significa, no solamente la apertura de la exploracin de
yacimientos epigenticos asociados a sistemas magmtico-hidrotermales del
Mesozoico en el sur de Mxico, sino el vislumbre de importantes lneas de
investigacin sobre la evolucin tectnica, magmtica y metalognica de la
provincia geolgica de la Sierra Madre del Sur.
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258
ANEXO1
Montmorillonita 15 A
Caolinita
Figura 1.- Difractograma de la fraccin arcillosa de la alteracin reconocida en el afloramiento de la tonalita central.
Figura 2.- Difractograma que revela la presencia de yeso, en un tramo arglico que traslapa la zona propiltica.
qz
Smectita?
Caolinita
Figura 3.- Difractograma que identifica las arcillas en la zona mineralizada en alteracin SCC. Muestra 1-91.
Caolinita
Caolinita
Magnesita
Figura 6.- Difractograma que sugiere la presencia de corrensita en una zona arcillosa
(intervalo 191-205 metros) del barreno T-1. Muestra 1-194
Caolinita
7.12
caolinita
Figura 8.- Difractograma que demuestra la presencia de caolinita en el stockwork pirtico. Muestra 2-60.
11.78Dolomita
ANEXO2