Génesis y controles de la mineralización vetiforme de Paramillos de Uspallata, Precordillera Occidental de la provincia de Mendoza

Tesis Doctoral

Autora: Ana Paula Orellano Ricchett     

Año: 2020

Directora: Dra. Nora Rubinstein    

Codirector: Dr. Diego Winocur     

Resumen

El depósito Paramillos de Uspallata (69°08’ 15’’O; 32°28’40’’S), ubicado en la Precordillera de la provincia de Mendoza, corresponde a la mina más antigua de Argentina. Comprende un conjunto de 33 vetas polimetálicas emplazadas en tobas, basaltos y rocas sedimentarias mesozoicas genéticamente vinculadas a la cuenca de rift de Cuyo. El depósito fue inicialmente vinculado a los depósitos de pórfiro miocenos aflorantes en el área, sin embargo, investigaciones más recientes señalan un origen previo, vinculado al rift de Cuyo. En esta tesis doctoral se analizó la estructura regional y local, el magmatismo mesozoico y las características metalogenéticas de las vetas con el fin de dilucidar el origen y el ambiente geodinámico de la mineralización. El análisis estructural se llevó a cabo mediante imágenes satelitales, datos magnetométricos y el relevamiento estructural a macro y meso-escala realizado en superficie y en las labores subterráneas. El estudio estructural regional permitió reconocer tres órdenes de estructuras. El primer orden comprende estructuras heredadas del basamento de la cuenca. El segundo y tercer orden está representado por estructuras originadas durante la extensión triásica del rift de Cuyo y durante la compresión ocurrida en el Mioceno correspondiente al ciclo ándico. Los estudios estructurales de detalle permitieron clasificar a las vetas del depósito como estructuras de tercer orden que presentan orientación principal NO y E-O e inclinación >45°. La geometría de las estructuras mineralizadas es predominantemente sigmoidal con cambios de espesor y de rumbo marcados. El análisis cinemático realizado en las vetas mostró que se trata de estructuras híbridas de extensión y cizalla, con una dirección de extensión principal NE a NNE y una dirección de cizalla dextral E-O. Los análisis geoquímicos de roca total e isotópicos de las volcanitas permitieron realizar la caracterización petrogenética del magmatismo mesozoico. Los resultados obtenidos indican que los basaltos son transicionales a alcalinos, presentan firma de OIB y evidencian contaminación cortical con rocas del basamento de edad Precámbrica. Por otra parte, una datación U/Pb realizada sobre las tobas intercaladas con los basaltos confirma su edad triásica (235 Ma). El análisis metalogenético de la mineralización abarcó análisis mineralógicos de la paragénesis de mena, análisis de inclusiones fluidas y análisis isotópicos de los minerales de mena y ganga. El análisis de la paragénesis de mena comprendió estudios petrográficos y de microsonda electrónica (EPMA). El estudio de la paragénisis de mena permitió reconocer tres pulsos mineralizantes. El primer pulso consiste en esfalerita y galena, con escasas pirita y calcopirita, en una ganga de carbonato y cuarzo. El segundo pulso está representado por sulfosales de Cu, Ag, Pb y Sb (freibergita-tetrahedrita, boulangerita y owyheeita) que reemplazan al pulso anterior. El tercer pulso consiste en venillas tardías de marcasita y arsenopirita en ganga de cuarzo. El estudio microtermométrico de inclusiones fluidas en cuarzo permitió determinar que los fluidos poseían baja temperatura (140-326°C) y moderada a baja salinidad (1,2-11%). Los análisis de isótopos estables en carbonatos (C y O) confirmaron que los fluidos son resultado de la mezcla de aguas meteóricas y metamórficas. Los análisis de isótopos Pb realizados en los minerales de mena permitieron acotar la edad del depósito al Cretácico medio (90-100 Ma). Asimismo, los análisis de isótopos de Pb y Sr permitieron determinar que los metales fueron provistos por las sedimentitas devónicas y las volcanitas Pérmicas que conforman el basamento de la cuenca de Cuyo. La integración de los datos metalogénicos y estructurales permitió determinar que las vetas son producto del relleno de fracturas generadas en una zona de relevo entre dos estructuras Triásicas que se reactivaron durante el Cretácico medio en un régimen transtensivo. La información obtenida permitió caracterizar al depósito como un sistema de vetas epitermales asociadas al inicio de la Orogenia Andina, donde su emplazamiento habría sido promovido por la reactivación de fallas profundas durante el pasaje de un régimen extensional a uno compresivo.

Abstract

The Paramillos Uspallata deposit (69°08' 15''W; 32°28'40''S), located in the Precordillera of the Mendoza province, is the oldest mine in Argentina. It comprises a set of 33 polymetallic veins hosted in Mesozoic tuff, basalt and sedimentary rocks genetically linked to the Cuyo rift basin. The deposit was initially linked to the Miocene porphyry-type deposits outcropping in the area; however, more recent research suggest that it is linked to the Cuyo rift. In this research, the regional and local structure, the Mesozoic magmatism and the metalogenetic characteristics of the veins were analyzed in order to elucidate the origin and the geodynamic environment of the mineralization. The structural analysis was carried out using satellite images, magnetometric data and macro and meso-scale structural data from surface and underground mining works. The regional structural analysis allowed to recognize three orders of structures. The first order of structures comprises inherited structures from the basin basement. The second and third orders of structures comprise structures originated during the Triassic extension of the Cuyo rift and during the compression occurred in the Miocene own to the Andean cycle. Detailed structural studies allowed to classify the veins as third order structures with NO and E-W main strike and >45° dipping. The geometry of the mineralized structures is predominantly sigmoidal with noticeable changes in thickness and strike. Kinematic analysis performed on the veins showed that they are hybrid, extensional and shear, structures with a NE to NNE extension direction and an E-W dextral shear direction. The isotopic and whole rock geochemical analysis in performed in the volcanics allowed to characterize the petrogenesis of the Mesozoic magmatism. The results obtained indicate that the basalts are transitional to alkaline with an OIB signature and reflect crustal assimilation processes involving rocks from the Precambrian basement. On the other hand, a U/Pb dating carried out on the tuffs interbedded with the basalts confirms their Triassic age (235 Ma). The metallogenetic analysis of the mineralization included mineralogical studies of the ore paragenesis, fluid inclusions analysis and isotopic analysis of the ore and gangue minerals. The studies of the ore paragenesis included petrographic and electronic microprobe (EPMA) analyses. The ore paragenesis studies allowed to recognize three mineralizing stages. The first stage consists of sphalerite and galena, with scarce pyrite and chalcopyrite, in a carbonate and quartz gangue. The second stage is represented by sulfosalts of Cu, Ag, Pb and Sb (freibergite-tetrahedrite, boulangerite and owyheeite) that replace the first stage minerals. The third stage consists of marcasite and arsenopyrite veinlets in a quartz gangue. Fluid inclusions microthermometric studies showed that the fluids had low temperature (140-326°C) and moderate to low salinity (1.2-11%). Stable isotopes analysis in carbonates (C and O) confirmed that the fluids resulted from the mixture of meteoric and metamorphic waters. Pb isotope analyses performed on ore minerals constrain the age of the deposit to the Middle Cretaceous (90-100 Ma). Likewise, Pb and Sr isotope analyses show that the metals were sourced by Devonian sedimentary rocks and Permian volcanics from the basin basement. The integration of the metallogenic and structural data allowed to conclude that the veins are filled fractures generated in a relay zone between two Triassic structures that were reactivated during the Middle Cretaceous under a transtensive regime. Based on the results of this research, the Paramillos de Uspallata mineralization was classified as an epithermal veins system emplaced during the transition from an extensional to a compressive regime associated inception of the Andean Orogeny and promoted by the reactivation of ancient deep faults.