SOBRE LA MINERALOGÍA Y LA PETROLOGÍA DE UN NUEVO SECTOR DEMINERALIZACIÓN VMSD ENCONTRADO AL NW DEL DEPÓSITO SAN FERNANDO

María Santa Cruz Pacheco(1)

Lilavatti Díaz de Villalvilla(2)

Bienvenido Palacios(3)

Mireya Pérez(4)

Inés Milia(5)

Carbeny Capote(6)

Instituto de Geología y Paleontología. Vía Blanca y Línea del Ferrocarril. San Miguel del Padrón. Ciudad de LaHabana. 11000 Cuba.E-mail: (1) igp@igp.minbas.cu (2) lila@lacemi.cu (3) moreno@lacemi.cu (4) ceta@ceniai.inf.cu (5) ines@lacemi.cu (6) carbeny@igp.minbas.cu RESUMEN El nuevo sector menífero forma parte de la mineralización VMSD de Zn-Cu reconocida en San Fernando, Antonio yotras ocurrencias asociadas a las secuencias de la formación vulcanógena de Los Pasos (K1), desarrollada duranteun vulcanismo bimodal de ambiente fundamentalmente submarino, localmente sub-aéreoLa mineralización principal es lentiforme, con espesores de 1-7.2m, longitud de 200m y ancho de 60m; buza al nortecon ángulos de 40-70, y está compuesta básicamente por pirita, asociada en cantidades variables con esfalerita,calcopirita, raramente tetraedrita, galena, pirrotina, arsenopirita y bornita. Las secuencias en este nuevo sector están integradas por tobas lapíllicas de composiciones basáltica y andesito-basáltica, basaltos, riolitas, dacitas, tobas y brechas de composición predominantemente ácida, y pórfidos andesito-dacíticos, estando cortada toda la secuencia por diques de basalto.Coexisten en el corte tres tipos de menmineralización: el tipo Zn-Cu, o semi black ore, el tipo de Cu, o yellow-ore,ambos en el nivel superior; y el tipo de hierro o pyrite-ore, en el inferior. El primer tipo ocupa casi totalmente loscuerpos, interdigitándose hacia el este con el de cobre. Esta distribución representa un aspecto esencial a la hora delcálculo de reservas y del diseño del proceso de beneficio.También pudo establecerse: la pertenencia al tipo de depósito VMS proximal por la vinculación espacial de lameneralizaciones de Cu-Zn y de Cu con las tobas y brechas predominantemente ácidas y los pófidos andesito-dacíticos y por la abundancia de las alteraciones cuarzo- sericita- clorita en las rocas circunmeníferas; y lacorrelación entre el horizonte mineralizado y el contenido bajo de sodio de las rocas encajantes, como en depósitosjaponeses de similar tipo. ABSTRACT The new sector is part of the Zn-Cu VMSD mineralization known in San Fernando, Antonio and other occurrencesassociated to acid-basic piroclastic and subvolcanic sequences of litoestratigrafic vulcanogenic Los Pasos formation(K1), developed during a bimodal volcanism, under fundamentally submarine conditions, locally subaerial.The main mineralization of new sector is lense shaped. It has 1-7.2m thickness, 200 m longitude and 60 m wide; itdeep to north with angles of 40-70º, and is compound basically for pyrite, associated in variable quantities withsphalerite, chalcopyrite, rarely tetraedrite, galena, pyrrhotite, arsenopyrite and bornite. The rocks of new sector rocks are represented by basaltic and basaltic-andesitic lapillic tuffs, basalts, riolites, dacites,breaciated tuffs (mainly of acid composition), and andesite-dacitic porphyries, cut the whole sequence by basalt dikes.Three ore types coexist in the profil: the Zn-Cu type, or semi black ore, the Cu type, or yellow ore, both in the superiorlevel; and the iron type or pyrite ore, in the inferior level. The first type occupies the bodies almost totally,

interdigitating toward the east with the copper type. This distribution represents an essential aspect for a futurereserves calculation and benefit processe’s design. It could also settle down: - The mineralization is a proximal VMS type because has a close relation between the Cu-Zn and Cu mineralizationsand acid breciated tuffs, and also by the predominance of quartz-sericite-chlorite alterations around the wall rocks. - The occurrence of a correlation between the mineralized horizont and the sodium content of the wall rocks, like inJapanese deposits of similar type. INTRODUCCIÓN Recientemente la Holmer Gold Mines - Geominera S.A.,ha encontrado en Cuba Central un sector de sulfuros masivosvolcanogenéticos (VMSD), situado a 370 m al noroeste del conocido depósito San Fernando. Este nuevo sector formaparte de la mineralización VMSD de Zn-Cu reconocida en San Fernando, Antonio y otras ocurrencias asociadas a laformación volcanogenética bimodal Los Pasos, referida al Cretácico inferior neocomiano en consideración a susrelaciones estratigráficas en el corte (fig.1).

La información sobre este sector se basa en el estudio de las muestras y datos de campo de los trabajos de prospecciónllevados a cabo por Holmer Gold Mines - Geominera S. A. durante los años 1994 -1998. Este trabajo incluye los datose interpretaciones inéditos sobre la mineralogía y la química de menas del lugar, de sus regularidades de distribuciónen el corte, así como de las particularidades de rocas encajantes y alteraciones circunmeníferas. Sus resultados no sólocontribuirán a un mejor diseño del cálculo de reservas y del proceso de beneficio, sino a aportar elementos aldiagnóstico regional de este tipo de depósito. MATERIALES Y MÉTODOSEl método investigativo se basa en el muestreo selectivo de fragmentos de núcleos de pozos, así como en estudiosmineragráficos, petrográficos, de difracción de rayos x y de espectroscopía infrarroja.

RESULTADOS Y DISCUSION Petrología y geoquímicaLa mineralización del nuevo sector, se relaciona con facies piroclásticas y subvolcánicas de composición ácida ymedia perteneciente a un vulcanismo bimodal producido en condiciones fundamentalmente submarinas, localmentesubareas. En el corte estas rocas se distribuyen de la siguiente manera:En el nivel superior se desarrollan principalmente las tobas líticas lapíllicas de composición basáltica conintercalaciones de coladas de basaltos y de tobas de granulometría menor. En trabajos anteriores, (Arcial,. 1996);(Arcial,.et. al. 1991) toda esta secuencia superior fue denominada como pórfidos basálticos, sin tener en cuenta losespesores de tobas groseras existentes. Con menor desarrollo, se distribuyen las riolitas con espesores de hasta 30m,acuñándose hacia el este (fig.2). Las dacitas se desarrollan en la parte central del sector con espesores limitados, enalgunos intervalos aparecen agrietadas y fracturadas.En general el nivel inferior está representado por tobas y brechas de composición predominantemente ácidas,constituyendo las rocas hospederas de la mineralización, excepto en el pozo 22 (fig. 2).

En este grupo las tobas lapíllicas son las rocas de mayor distribución, conjuntamente con las de granulometríalapíllico-psamítica y pasamítica, mientras que las brechas están en menor cantidad. En general estas rocas estánafectadas por intensos procesos de alteración hidrotermal (cloritización, sericitización y cuarcificación) y de mineralización.Cortando algunas litologías anteriores están los pórfidos andesito-dacíticos, los cuales constituyen en el pozo 22 la rocahospedera (fig.2). Arcial (1991) y Arcial (1996) describen estas rocas como pórfidos dioríticos.Cortando todas las secuencias aparecen los diques de basaltos de hasta 4 metros de espesor.Como se aprecia en la figura 3, el contenido de SiO2 varia desde 47 % hasta cerca de 77 %, lo cual refleja labimodalidad y que se expresa en la existencia de dos grandes grupos: 1-miembro básico (basalto +andesito-basaltos) 2-miembro ácido (dacitas+riolitas).

Las muestras que se distribuyen en el campo de las rocas intermedias corresponden, en su mayoría, al cuerposubvolcánico de porfidos – andesito - dacíticos y tobas de composición heterogénea o heterolítica, teniédose sólo unamuestra de lava andesítica (fig.4).

En secuencias de este tipo, diferentes autores como P. C. Thurston (1986), consideran que en ocasiones el contenidode andesitas es aparentemente mayor debido a la existencia de rocas piroclásticas heterolíticas y a pillowlavasalteradas.En el gráfico de Irvine y Baragar, 1971 (fig.5), las rocas caen en los campos TH y CA. En el de Peccerillo y Taylor,1976 (fig.6) clasifican principalmente en el campo TH,y subordinadamente CA

Algunos autores, como Lyndon (1986), han señalado que puede haberse exagerado el predominio del caráctercalcoalcalino de las rocas hospederas en las áreas de depósitos VMS debido a las alteraciones hidrotermales que llevana una tendencia "pseudocalcoalcalina, (Macgechan and Mac Lean 1980 en: Lydon 1984). Alteraciones hidrotermalesEn las rocas hospederas fueron identificadas fundamentalmente cuarcificación y sericitización, encontrándose lacloritización subordinada y no uniforme.La mineralización metálica comienza alrededor de los 125 m de profundidad, estando asociada a tobas y brechasácidas alteradas que muestran bajos contenidos de sodio (tabla I). En las muestras del pozo 10 se puede apreciarclaramente que con la profundidad disminuye el sodio y se incrementa algo el potasio (Tabla I) , al pasarse de lasrocas menos alteradas a las alteradas y mineralizadas.

Tabla I. Contenidos Químicos (%) e índices de alteración (I.A) en el Pozo 10

Muestra Profun. (m) Na2O K2 O CaO MgO I.A

180 26.00 5.48 0.75 5.19 2.01 20.53

191 102.60 4.46 1.50 2.23 0.75 25.16

198 124.20 6.42 <0.1 1.18 1.72 19.32

199 125.55 0.28 1.54 0.63 2.93 83.08

202 129.30 0.62 3.11 0.63 0.86 76.08

220 164.80 0.67 2.39 1.05 3.88 78.47

221 166.70 0.73 2.61 1.06 3.61 77.65

223 169.05 0.83 3.35 0.62 0.83 74.24

227 172.8 0.38 0.72 0.94 6.81 85.08 Esto se corresponde plenamente con la mineralogía, que muestra la formación de sericita a expensas de plagioclasa.

Además, en la propia tabla se ve que disminuye el calcio según aumenta la alteración de las rocas, lo cualcorresponde fundamentalmente a la formación de clorita, en cuya estructura ocurre de manera importante el magnesio.La disminución del sodio con respecto al aumento de la alteración que se ha detallado en este sector, guarda plenacorrespondencia con lo establecido por Date, et. Al.(1983) en las dacitas de las inmediaciones de los depósitos tipoKuroko en Japón. Estos autores encontraron una fuerte depresión del contenido del Na2O, con relación a loscontenidos del óxido en las dacitas inalteradas, sugiriendo en sus conclusiones que el sodio es claramente más útilpara la prospección de depósitos de este tipo.Basados en macro elementos es posible caracterizar las transformaciones que en el quimismo y las fases sonprovocadas en estos tipos de depósitos por los procesos de alteración. El “índice de alteración” (Ishikawa 1976, enDate 1983) representado por la fórmula:

Expresa con claridad la intensidad de estas alteraciones. En el sector de estudio, este índice varía entre 74 y 86 en lasrocas hospederas a la mineralización, mientras que en aquellos horizontes alejados no excede de 40. Mineralización

La mineralización principal es lentiforme con espesores desde 1 m hasta 7.2 m, longitud 200 m y ancho de 60 m; buzaal norte con ángulos de 400-700 (Arcial 1996). Compuesta básicamente por sulfuros, la mayor parte de hierro y dondela pirita predomina con el 80 %. Se asocian en cantidades variables de sulfuros de metales base: esfalerita, calcopirita;y más raramente tetraedrita, galena, pirrotina, arsenopirita, y bornita. Por debajo de la mineralización principal sedeterminó la presencia de una mineralización epigenética de similar composición en forma de vetillas y diseminadosque recibe el nombre de zona de Stringer. Por las relaciones texturales y el tipomorfismo de los minerales, se puedenseñalar de forma general, las siguientes asociaciones minerales (fig.7):

Pirita - cuarzo - sericita - clorita.

Pirita-marcasita-esfalerita-tetraedrita-calcopirita-pirrotina-galena-bornita-arsenopirita-cuarzo-sericita-clorita.Pirita – calcopirita – cuarzo – sericita - clorita.A su vez y de acuerdo a su variabilidad en la composición mineral (C. Stewart - Eldridge, et. al. 1983) y su contenidoquímico (Solomón, 1976, en Franklin et al 1981), estas asociaciones conforman los tres tipos de mineralizaciónsiguientes:Mineralización de Zn -Cu o semiblack oreMineralización de Cu o yellow ore.Mineralización de hierro o pyrite oreMineralización de Zn- Cu o semiblack ore.- Es la predominante en el depósito. El contenido mínimo de Zinc es de 0.7

% alcanzando valores de hasta 33.40%, el de cobre es de 0.5 %, alcanzando valores de hasta 13.50 %. Presentanestructuras densamente diseminada, moteada y venífera (pozos 12, 1 y 10, intervalo 124.25-128.0 m), transicionandohacia el oeste a diseminada (fig.2), Los minerales más característicos son la esfalerita, la calcopirita y la pirita, másraramente están la galena, tetraedrita, arsenopirita, pirrotina y bornita. Los minerales de ganga son: el cuarzo, la sericitay la clorita). Las texturas más frecuentes son: la porfirítica, hipidiomorfogranular, alotriomorfogranular, de corrosión yde sustitución.Mineralización de Cu o yellow ore.- Se desarrolla fundamentalmente en el pozo 22, y relacionada con los pórfidosandesito-dacíticos (fig.2 ).El contenido mínimo de cobre es de 3 %, alcanzando valores de hasta –15.70 %. Losminerales característicos son: la calcopirita, y la pirita, más raramente la tetraedrita y esfalerita. Los minerales deganga principales son: el cuarzo, la sericita y la clorita, esta última con cierta tendencia al incremento. Las estructurascaracterísticas son la masiva, densamente diseminada, vetítica y moteada. Las texturas son la alotriomorfogranular, decorrosión y de cemento.Mineralización pirítica.- Se desarrolla fundamentalmente en los intervalos inframinerales (fig.2). Por su abundancia, lapirita es el principal, alcanzando contenido desde 2 hasta 80 %, más raramente aparecen la marcasita,esfalerita,calcopirita, tetraedrita y galena. El contenido de metales base es bajo (Zn<0.7 % y Cu 0.5%). Por sus particularidadesquímicas, a este tipo de mineralización se le puede llamar pirita estéril. Las estructuras predominantes son ladiseminada, venífera y en ocasiones la densamente diseminada. Las texturas son la idiomorfogranular yalotriomorfogranular.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS ESPECIES MINERALESPirita es el mineral más desarrollado entre los metálicos. Presenta diversas morfologías, granulometías y texturas, endependencia de su mayor o menor grado de recristalización. Las formas más desarrolladas son las euhedrales yanhedrales con dimensiones que pueden alcanzar 1.26 mm, además porfiroblastos (idiomórficos, cuadráticos,triangulares y tabulares),que alcanzan tamaños de hasta 0.5683 mm. Aparece diseminada en los minerales de ganga,en ocasiones bordeada por la esfalerita y la calcopirita (Foto 1), A veces, se le observan oquedades rellenas poresfalerita, tetraedrita y pequeñas inclusiones de calcopirita, pirrotina y bornita. Más raramente,.se observa entrecrecidacon marcasita, la cual alcanza tamaños de hasta 0.0615 mm (Foto 2 ). Esfalerita. Sus granos anhedrales alcanzan dimensiones de hasta de 0.123 mm, A veces, aparece diseminada en losminerales de la ganga y en otros casos cementando los agregados de pirita o entrecrecida con la tetraedrita (Foto 2). Enaislados casos se le observan finas inclusiones de calcopirita "disease" (Foto 3). Calcopirita. Se observan dos variedades: una de ella forma finas inclusiones en algunos campos de esfalerita comoresultado de un proceso de sustitución progresiva de este mineral por la calcopirita, dando lugar a la llamada"calcopirita disease" (Barton & Betke,1987 en Gaspar, O. 1996). Este proceso de sustitución es conocido con elnombre de frontera térmica y se le atribuye temperaturas de formación de 250 a 300 grados (Gaspar, 1996). (Foto 3).La otra variedad de calcopirita es la más abundante, con granos de formas anhedrales que en ocasiones tienetendencias alargadas, generalmente cementa y corroe a la pirita, marcasita, esfalerita, tetraedrita y galena, másraramente, aparece diseminada en los minerales de ganga. Sus dimensiones alcanzan tamaños de hasta 4 mm (Fotos. 2y 4). Tetraedrita. Se entrecrece con la esfalerita, relacionándose paragenéticamente. A veces aparece diseminada en losminerales de ganga. Sus granos tienen formas anhedrales y alcanzan tamaños entre 0.0029-0.5535 mm (Foto 2). Galena. Se entrecrece con la esfalerita, a veces aparece entrecrecida con los minerales de ganga. Sus granosanhedrales presentan tamaños desde 0.0029 hasta 0.154 mm (Foto 2). Arsenopirita. Los raros granos observados presentan formas xenomórficas, algunos de ellos incluidos en esfalerita yotros en los minerales de ganga. Su tamaño oscila entre 0.0233-0.0087 mm.

Pirrotina. Sólo se observa como finas inclusiones en pirita II en el pozo HG-94-1, a veces se entrecrece coninclusiones de calcopirita II. Su tamaño no sobrepasa 0.0246 mm (Foto 5). Bornita. Al igual que la pirrotina forma finas inclusiones en pirita II, a veces se entrecrece con pequeñas inclusiones decalcopirita II. Su tamaño no sobrepasa 0.0123 mm.

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ANÁLISIS DE LOS CONTENIDOS DE METALES BASE Y SU IMPLICACIÓN EN LA CLASIFICACIÓNDEL DEPÓSITO Para un análisis global del depósito desde el punto de vista metalogénico, se hace necesario la comparación de sumineralización con las propuestas por Large en 1992 para los yacimientos del tipo VMS australianos, Canadienses,Japoneses y Noruegos, a partir de los coeficientes de Zn y Cu, también por él definido por las relaciones siguientes:Zn= Zn/(Zn+Pb) x100 y Cu= Cu/(Cu+Zn)x100, donde el tipo Cu presenta valores del coeficiente de Cu y de Znmayor que 60; el tipo Zn –Cu con coeficientes de Cu menor que 60 y de Zn mayor que 90 y el tipo Zn - Pb – Cu concoeficientes de cobre menor que 60 y de Zn entre 60 y 90.En nuestro caso se tomaron los contenidos medios de la totalidad de los recursos del depósito Sector NW de SanFernando según Botrill, T. et al (2000) para el cálculo de los respectivos coeficientes.En la tabla 2 se verifica que de acuerdo con los coeficientes de Cu y de Zn calculados, el depósito Sector NW de SanFernando pertenece al tipo VMS de Zn – Cu de la clasificación establecida por Large (1992).

Tabla 2. Contenidos medios de Cu, Zn y Pb y sus coeficientes de Cu y Zn del Sector Noroeste de San Fernando a partir de los recursos conocidos según Botrill T.et. al. (2000) con los publicados por Large (1992), Gaspar (1996) para

los depósitos VMS Australianos, Canadienses, Noruegos Japoneses y Portugueses

Tipos de depósitos (No dedepósitos

Cu%

Zn%

Pb%

Agg/t

Auppm

CoeficienteZn

CoeficienteCu

AustralianosCu (16) 1.3 0.2 0.0 8 1.6 100 8.5

Zn-Cu(10) 1.6 6.9 0.5 61 0.8 93 19Zn-Pb-Cu(10) 1.0 11.8 4.7 11.7 2.0 72 8

Canadienses (Arcaico)Cu (7) 1.8 0.8 0.0 9 0.4 100 69

Zn-Cu(36) 1.5 3.7 0.1 38 0.8 88 21Zn-Pb-Cu(1) 2.7 10.0 1.4 21.4 0.8 88 21

Canadienses (Paleozoico)Zn-Pb-Cu(20) 0.6 5.5 2.2 6.2 0.5 71 9

Noruegos (Caledónicos)Cu (7) 1.9 0.5 0.0 2 0.0 100 79

Zn-Cu(17) 1.6 2.0 0.0 2 0.0 98 43Zn-Pb-Cu(1) 1.0 1.2 0.2 86 45

Japoneses (Terciario)Cu (4) 1.1 0.2 0.0 5 0.5 100 84

Zn-Cu(2) 1.3 3.8 0.0 59 1.4 100 26Zn-Pb-Cu(11) 1.7 4.7 1.1 97 3.0 82 27

Portugueses (Paleozoico)Aljustrel 0.8 3.3 1.2 38 0.7 75 20

Neves – Corvo (5) 1.5 1.7 0.4 ni ni 85 47Cubanos (Cretácicos)

Sector NW San Fernando 1.84 3.35 0.06 87 1.1 98 36

En la proyección triangular Cu –Pb –Zn (fig 8 ) se observa que los coeficientes de Cu y Zn determinados para el sectorNw de San Fernando cae dentro del campo definido a el tipo de Zn – Cu, comportándose semejantes a los de Zn – CuAustralianos, Canadienses, Noruegos y Japoneses (fig 9.).

SOBRE LA MINERALOGÍA Y LA PETROLOGÍA DE UN NUEVO SECTOR DE MINERALIZACIÓN VMSD ENCONTRADO AL NW DEL DEPÓSITO SAN...

Con los resultados obtenidos en este limitado sector de San Fernando no pretendemos proponer una teoría concluyenteacerca de la formación de este tipo de depósito, sin embargo, considerando los resultados de los estudios petrólogo –minrelógicos expuestos anteriomente consideramos su pertenencia al tipo de depósito VMS de Zn – Cu proximal(Plimer,1978 ), resultado de tenerse en cuenta en futuros trabajos de prospección o investigativo en la F.M. los Pasos. CONCLUSIONES

Por los datos obtenidos se interpreta lo siguiente:

· La pertenencia de este depósito VMS de Zn – Cu al tipo proximal

· Coexisten en el corte tres tipos de mineralizaciones: el tipo de Zn-Cu, o semi black-ore, el tipo de Cu, oyellow-ore y el tipo de hierro o pyrite-ore. El primer tipo ocupa la casi totalidad de los dos cuerpos,interdigitándose hacia el este con el de cobre. El tercer tipo ocupa el infrayacente de los cuerpos, todo locual debe tenerse muy en cuenta para el cálculo de reservas y el diseño del proceso de beneficio.

· Se reporta la presencia de calcopirita disease en esfalerita, atribuyéndole a este proceso de sustitución

temperatura de formación de 250 – 300 grados.

· Se establece una vinculación espacial de las menas con las tobas y brechas predominantemente ácidas y lospórfidos andesito-dacíticos.

· El nivel superior del corte lo ocupan principalmente las tobas lapíllicas basálticas y andesito basálticas con

intercalaciones de basaltos y de tobas de menor granulometría, y no sólo los pórfidos basálticos, tal como seconsideró anteriormente.

· Son tobas y brechas predominantemente ácidas las rocas nombradas anteriormente en su mayoría como

brechas mixtas.

· Existe una correlación estrecha entre el horizonte mineralizado y el contenido bajo de sodio de las rocasencajantes, a semejanza de similares depósitos del Japón, lo cual constituye un indicador diagnóstico deprimera importancia.

· Se evidencia la correlación directa entre el índice de alteración alto (74 –86) y el horizonte mineralizado;

que mientras aquellos horizontes alejados los valores no excede a 40. BIBLIOGRAFÍA Arcial, F.1996. Reporte anual del Proyecto San Fernando. Holmer Gold Mines & Geominera S. A. / F. Arcial. ...[et al]. --1996.Archivo de Geominera S. A. Arcial, F., et. al. 1991 Informe de la prospección detallada de cobre San Fernando / F. Arcial. ...[et al.]. -- 1991.Archivo ONRM. Bottrill, T., F. Formell, S. Raman. 2000. Los Mangos-San Fernando Deposit, Santa Clara, Cuba, Geology andMineralization in a Cretaceous volcanic arc. -- En: Sherlock, Ross Laurence, ed. Volcanic Massive Sulphide Depositsof Latin America / Ross Laurence Sherlock, Amelia Logan, ed.-- Canada: Geological Association of Canada, 2000.

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