Caracterización mineralógica y geoquímica del prospecto de cobre hospedado en rocas sedimentarias El Porvenir, Cuenca Neuquina, Argentina

ANA LAURA RAINOLDI; FRANCHINI, MARTA

Roca

Simposio; 3° Simposio sobre Petrología Ígnea y Metalogénesis Asociada; 2015

Instituto de Investigación en Palelobiología y Geología (UNRN-CONICET)

El prospecto de cobre hospedado en rocas sedimentarias El Porvenir se localiza en las inmediaciones del Cerro Granito (39° 09' S-69° 32' O), Provincia de Neuquén (Argentina), donde afloran las rocas sedimentarias del Grupo Neuquén, una sucesión de 1300 m de capas rojas depositadas en ambientes fluvial, lacustre y eólico (Cazau y Uliana 1974). La mineralización se encuentra limitada a la zona de paleocanales fluviales, donde las areniscas rojas fueron decoloradas y están impregnadas con bitumen. El objetivo de este trabajo consiste en sintetizar las sucesivas asociaciones mineralógicas desarrolladas durante los estadios de precipitación y caracterizar geoquímicamente la mineralización del prospecto El Porvenir.La mineralización se hospeda en las areniscas decoloradas con mayor porosidad, donde reemplaza a los clastos, rellena los espacios inter- e intragranulares y venillas. La mineralizaciónhipogénica consiste en calcosina (Cu2S), digenita (Cu1,8S), anilita (Cu1,75S) > pirita >>> bornita (Cu5FeS4), calcopirita (CuFeS2). Covellina (CuS) es probablemente supergénica. Pirita está como relictos en cristales cúbicos reemplazados por óxidos e hidróxidos de hierro que rellenan los espacios porales; también se encuentra como inclusiones en bornita y calcosina. Calcopirita se halló en muestras que contienen pirita y bornita, en cristales relícticos de hasta 20 µm. Bornita se presenta como parches que reemplazan a pirita y es reemplazada por minerales del grupocalcosina-espionkopita, que son los más abundantes y en los cuáles predominan calcosina (Cu1,99-2,02S0,97-1) y digenita (Cu9,01S4,89) con anilita (Cu6,94-7,03S3,93-4,03) y greerita (Cu7,81S4,95) subordinadas. Estossulfuros están en cristales anhedrales de hasta 300 µm que reemplazan a pirita y bornita o bienrellenan el espacio inter- e intragranular, siempre en contacto con bitumen. Covellina es el sulfuro de Cu más tardío y reemplaza a los sulfuros del grupo calcosina-espionkopita y a calcopirita. La composición isotópica de los sulfuros es muy variable, con valores de δ 34S +10,2? en pirita,+12,3? en sulfuros de Fe y Cu (mezcla de pirita, bornita, calcosina-espionkopita) y -11,7? a+3,6? en sulfuros de cobre de la serie calcosina-espionkopita. Se identificaron dos calcitas asociadas a la mineralización, una calcita con δ13C -9? a -12? y una segunda con δ13C mucho más liviano -29? a -32?. Los análisis químicos de los sulfuros tienen trazas de Mo, Pb, Ag y As;en algunos sulfuros de la serie calcosina-espionkopita el contenido de Ag es elevado, hasta 11,85% en peso, mientras que en pirita se determinaron los mayores contenidos de Pb (1,20% a 1,29% enpeso). En geoquímica de roca total, se determinaron anomalías de Ag, As, Pb, Mo, Zn y Co ycontenidos de Cu que varían entre 5% y poco más del 20%. Las anomalías de As, Mo, Pb y Zn138 3° Simposio PIMA corresponden a zonas con mayores contenidos de pirita, mientras que las anomalías de Ag se encuentran tanto en las muestras con pirita como en las muestras con calcosina.Los sulfuros están como relictos en el centro del poro, rodeados y reemplazados por minerales supergénicos. En orden de abundancia los minerales de oxidación incluyen malaquita, azurita, crisocola, cuprita, hematita-goethtita y como más exóticos alumogoethita, aluminocopiapita,iodargirita y sasaita? En los minerales formados por la oxidación de pirita, como alumogoethita yaluminocopiapita, se identificaron trazas de As, Cu, Ag y Zn y en sasaita trazas de Pb.Previo a la precipitación de la mineralización, la circulación e interacción de los hidrocarburos con las areniscas rojas generaron reacciones redox que dieron lugar a la decoloración de lasareniscas. En este proceso el Fe3+ de la hematita fue reducido a Fe2+ que pudo reaccionar con el azufre transportado por las aguas de formación (p. ej. H2S) o con el sulfato generado a partir de la disolución de los sulfatos diagenéticos (p. ej. baritina, yeso), para formar pirita, cuya composiciónisotópica δ 34S (+10,2?) indica la reducción termoquímica del sulfato (TSR). En un segundo estadio, la circulación de salmueras con cloruros de Cu promovió el reemplazo de pirita por bornita y calcopirita (δ 34S +12,3?) a partir del azufre removilizado de la pirita, a temperaturas mayores de 100°C (Haynes y Bloom 1987) y a expensas de salmueras con alta fugacidad del S y un pH neutro a alcalino para formar calcita. Luego, en una tercera etapa, calcosina-espionkopita reemplazó a bornita y sus isótopos del δ 34S (+0,7 a +3,6?) sugieren la mezcla del S más pesado de los sulfuros previos con un S más liviano generado por bacterias (BSR) a partir de un nuevo reservorio de sulfato (nuevos pulsos de salmueras con Cl-, SO4 2- y Cu). Finalmente, precipitaron in situ calcosinaespionkopita(δ34S -11,7 a -2,7?) directamente del fluido con Cu y del S más liviano (BSR); anilita precipitó al descender la temperatura de los fluidos por debajo de los 72°C (Morimoto et al. 1969). Junto con los sulfuros de Fe y Cu (TSR) precipitó la calcita isotópicamente más pesada (δ 13C -9? a-12?) mientras que con calcosina-espionkopita, precipitó una calcita más liviana (δ13C -29? a -32?), a partir del metano biogénico generado durante la reacción (BSR).Durante la alteración supergénica, el pH levemente ácido ( 5,5; Sillitoe 2005) del agua meteórica pudo haber inhibido el enriquecimiento supergénico de los sulfuros, dado que por debajo de este valor el cobre es soluble y transportado hacia las zonas de enriquecimiento (Sillitoe 2005), favoreciendo la oxidación in situ de los sulfuros y su transformación parcial a covellina y una serie de minerales secundarios, incluyendo carbonatos, silicatos y óxidos. Los elementos traza como As-Ag-Zn-Pb son más abundantes en pirita por lo que fueron mayormente incorporados en los minerales secundarios que la reemplazan (alumogoethita y aluminocopiapita).