Geología y metalogénesis del depósito epitermal de alta sulfuración El Guanaco, desierto de Atacama, Chile
Authors:   , Galina Matías 
Published: October 2019

El distrito minero El Guanaco se ubica en la Depresión Central de la Segunda Región de Chile entre los 25º-25º19’ S y 69º23’-69º42’W, ubicado a unos 96 km al NE del puerto de Taltal y a unos 900 km al norte de Santiago. El depósito se emplaza en alturas de 2.600m a 2.900 m sobre el nivel del mar y se dispone entre una serie de serranías bajas que emergen como cerros islas de extensas pampas y que en conjunto conforman el límite oriental de la llamada "Depresión Central" del modelo geomorfológico del Norte Grande Chileno (Chong, 1973), limitando al este con la Cordillera de Domeyco. El área de estudio se distingue por la existencia de pequeñas cadenas de cerros controladas estructuralmente por fallamientos orientados en sentido N-S, los cerros islas son frecuentes y sobresalen respecto a los grandes rellenos aluviales o depósitos salinos. Es posible distinguir claramente dos lineamientos de sierras con sus respectivas depresiones: hacia el sector este, las sierras Las Pailas y Relincho forman un relieve orientado estrictamente en sentido N-S y por el sector oeste y paralelo al anterior, emerge el sistema de cerros Bascuñán, Caupolicán, Inesperada y Sierra Campana. La depresión entre ambas serranías constituye el Llano El Guanaco, sitio donde se sitúan las estructuras mineralizadas mas importantes de todo el distrito. A nivel regional, en la unidad morfoestructural denominada Depresión Central, se reconocen como principales rasgos estructurales a los sistemas de fallas N-S, pero también se da la presencia de lineamientos regionales de orientación NO-SE y en menor medida NE-SO, los cuales controlan el magmatismo, emplazamiento de intrusivos y formación de depósitos de pórfidos de cobre y epitermales (Richards, 2003). A escala local se observan rocas principalmente volcánicas y piroclásticas de edades comprendidas entre el Cretácico Superior y el Eoceno (Matthews y Cornejo, 2006), coincidente con el Arco volcánico Paleógeno (Mpodozis et al. 1995), nombre que recibe a pesar de que en él se encuentran potentes secuencias de rocas volcánicas y sedimentarias del Cretácico Superior. Para el sector específico de Mina El Guanaco se ve una intersección de los lineamientos NE-SO, con el sistema de fallas Soledad (N-S) y el lineamiento NO-SE de Culampajá. Para el Paleoceno Inferior al Eoceno Inferior, el sistema N-S se presenta como un conjunto de fallas normales, subparalelas y con inclinaciones de alto ángulo, tanto hacia el este como al oeste. Este sistema tiene una importante influencia para el vulcanismo de la Fm. Chile-Alemania y las mineralizaciones epitermales de tipo sulfuración intermedia y baja sulfuración de la región (e.g. El Soldado, Amancaya, Cachinal de la Sierra, etc.). Sin embargo, este sistema de fallamiento no parece haber ejercido un control importante en la ubicación y geometría de las mineralizaciones de alta sulfuración presentes en el Distrito Minero El Guanaco. Las estructuras mineralizadas del área de estudio presentan una orientación general ENE-OSO. Este sistema se habría formado durante el Eoceno Inferior a Medio, durante la etapa de transición entre el régimen tectónico extensivo/transtensivo y el régimen compresivo. Este fue el sistema estructural que controló el emplazamiento de la mineralización de tipo alta sulfuración en el Distrito Minero El Guanaco. Se reconocen, asociados a este sistema, varios corredores o trends mineralizados (e.g. Salvadora, Cachinalito, Dumbo-Defensa, Guanaquito, Perseverancia, Quillota). De acuerdo a la propuesta de Guido y Jovic (2013), al momento de la formación de la mineralización, estas fallas tuvieron una cinemática de tipo dextral que generó extensión en estructuras de segundo orden con orientación E-O. De esta manera, las principales estructuras mineralizadas presentan las dos orientaciones descriptas en la geometría de sus ledges (ENE-OSO y E-O), algunas aumentado el espesor en los sectores con orientación E-O y donde ocurren cruces de estructuras con diferente orientación. Durante este período, el sistema de fallas N-S fue invertido parcialmente, dislocando la secuencia volcánica y parte de los productos de la actividad hidrotermal (lithocaps, ledges, etc.). Posteriormente, hacia el Eoceno Medio, ocurre la consolidación del régimen tectónico compresivo de la Fase Incaica, que va a extenderse hasta finales del Oligoceno. Este nuevo régimen tectónico se caracteriza por una cinemática transpresiva que trae aparejado el cese casi total del vulcanismo y un cambio en la cinemática de los sistemas de fallas, donde el sistema de fallas N-S es reactivado con una cinemática transpresiva dextral, y las fallas ENE-OSO y E-O son reactivadas con una cinemática sinestral. Es durante este evento que tuvo gran importancia la reactivación sinestral de las estructuras de orientación NO-SE, que produjeron la dislocación y removilización de las mineralizaciones tipo alta sulfuración del distrito y la generación de un evento de removilización tectono-hidrotermal. Por último, a partir del Oligoceno Superior, y con posterioridad a la Fase Incaica, comienza a formarse el paisaje de abanicos aluviales que caracteriza a los depósitos más jóvenes de la zona. A partir de ese momento, solo se registran reactivaciones de tipo dextral sobre algunas de las estructuras N-S (Espinoza et al., 2011), cuyos movimientos dislocan a los depósitos de las Gravas de Atacama y en parte a los depósitos aluviales mio-pliocenos, fuera de la zona de estudio. Esta reactivación no ejerce mayores efectos sobre las mineralizaciones del distrito. El sistema ENE-OSO aloja a los corredores o trends distritales mineralizados más importantes del distrito (Dumbo-Defensa y Cachinalito), siendo éstos los de mayor dimensión y mayores leyes auroargentíferas. Al momento de la formación de la mineralización, este sistema de fallas tuvo una cinemática dextral que generó extensión en estructuras de segundo orden, con orientación E-O. Los ledges Dumbo y Defensa yacen en continuidad sobre una misma línea y se consideran una misma estructura, ya que son análogos en lo que respecta a su estructuración, ubicación, composición y orientación. Juntos forman el trend de mayores dimensiones de todo el depósito. La gran estructura DD (Dumbo-Defensa) es un gran corredor de 1400 m de corrida y de hasta100 m de espesor, con una orientación N 65º E y una inclinación que varía entre la vertical y los 85º hacia el norte. La composición de la gran estructura mineralizada consiste en un ledge de vuggy silica con mineralización de enargita, pirita arsenical, tetraedrita-tennantita y electrum, rodeada por salbandas de alteración argílica avanzada, argílica y clorítica (en ese orden desde el núcleo de la estructura hasta la roca inalterada). Cachinalito es la segunda estructura más importante del distrito y la que ha sido la principal productora de metales preciosos durante la última década de producción de la mina. Cachinalito comparte la misma paragénesis que Dumbo-Defensa, pero con menos participación de estructuras mineralizadas de gran potencia (>1m). Esta estructura no aflora, siendo casi en su totalidad ciega. Presenta un rumbo general ENE-OSO con inclinación sub-vertical, potencias promedio de 3 m y se desarrolla a profundidades de hasta 100 m bajo la superficie del terreno, con leyes promedio de 7 g/t Au eq, presentando valores que superan los 50 g/t Au eq. Posee una morfología vetiforme muy discontinua con orientación general ENE-OSO y una segmentación interna de los ledges bien marcada: los diferentes tramos tienen rumbos que cambian a lo largo de la corrida, a intervalos de pocos metros. Dumbo presenta leyes promedio de Au 0,57 g/t, Ag 3,38 g/t y Cu 1.942 g/t, mientras que en Cachinalito los valores medios son Au 1,24 g/t, Ag 2,95 g/t y Cu 164 g/t. Se puede observar como el ledge Cachinalito contiene leyes auríferas que casi duplican las de Dumbo mientras que sus leyes cupríferas no superan el 10% del contenido en Cu del ledge Dumbo. El proceso de hidrotermalismo que afectó al Sector Central del Distrito Minero El Guanaco puso en contacto fluidos hidrotermales con la roca encajonante, en su gran mayoría rocas piroclásticas y lávicas de la Fm. Chile-Alemania. Todo el proceso hidrotermal es dividido en cuatro eventos: I) Alteración hidrotermal. Pulso 1: el núcleo de las estructuras está compuesto exclusivamente por vuggy silica, sílice residual macizo, rutilo y diásporo residual con ligeras presencias de caolinita y alunita. Cada ledge tiene una salbanda que va desde la estructura hacia la roca de caja fresca según el siguiente arreglo: alteración argílica avanzada compuesta por caolinita, alunita, natroalunita, dickita y pirofilita; alteración argílica stricto sensu compuesta por caolinita y pirita de alteración (py-a) y, por último, antes de limitar con la roca fresca inalterada, alteración clorítico-fengítica compuesta por una combinación de clorita y fengita en distintas proporciones. II) Mineralización a. Pulso 2: cuarzo traslúcido grueso (mayor a 100 µm) sin inclusiones sólidas, dispuesto en vetillas con texturas en peine y rellenando oquedades con texturas en cocarda, con calcedonia muy ocasional. b. Pulso 3: cuarzo fino de 10 µm de diámetro promedio, con textura en mosaico y una elevada cantidad de inclusiones sólidas opacas en él. Junto al cuarzo de este pulso hay presente cuarzo (SiO2) grueso translúcido, enargita (Cu3AsS4) tabular con cristales que van desde los pocos milímetros hasta cristales de más de diez centímetros de largo, pirita arsenical o py-b (FeAsS) con un diámetro promedio de 50 µm, cristales de tetraedrita (Cu6[Cu4(Fe,Zn)2]Sb4S13 - tennantita (Cu6[Cu4(Fe,Zn)2]As4S13 poco abundantes y muy pequeños (de 10 µm promedio), baritina (BaSO4) euhedral con cristales que van de la decena de micrones hasta varios centímetros y muy pocas ocurrencias de electrum libre (Au0 y Ag0 en solución sólida) en pátinas e inclusiones sólidas, no superando los cristales de 20 µm. Este pulso contiene concentraciones de Au equivalente no menores a 2 g/t y leyes de Cu mayores a 700 g/t. III) Removilización. Pulso 4: caolinita y sílice masiva, acompañadas en menor medida de baritina a modo de cristales euhédricos, hematita, jarosita, óxidos de manganeso y clastos de los pulsos anteriores incorporados. IV) Oxidación. Pulso 5: argilominerales exógenos, óxidos de Fe y Mn, jarosita, brochantita, atacamita, guanacoíta, brochantita, lavendulana y otros minerales de alteración con As y Cu. Todo el sistema mineral del Sector Central del Distrito Minero El Guanaco se ajusta a un clásico modelo de mineralización epitermal de alta sulfuración como los definidos por Hedenquist (1987). El marco geológico, el marco estructural, las profundidades y temperaturas de emplazamiento, la paragénesis mineral, tanto de mena, como de ganga, así como el arreglo de los minerales de alteración, los parámetros físico-químicos medidos y la distribución de las leyes auroargentíferas, coinciden con lo que, según la bibliografía, tanto histórica como moderna, considera como un caso ejemplar de un yacimiento epitermal de alta sulfuración. Los valores de δ34S (‰) CDT obtenidos para las estructuras del Sector Central del Distrito Minero El Guanaco se encuentran comprendidos dentro de los obtenidos para ejemplos mundiales de yacimientos epitermales de alta sulfuración. La fugacidad de oxígeno es característica de un ambiente oxidante con fugacidades de oxígeno próximas o inferiores al buffer hematita-magnetita. Respecto a la precipitación de los metales y a los parámetros que controlaron este proceso se observa que, para Dumbo, la presencia de unidades litológicas relativamente impermeables actúa como barrera para los fluidos mineralizantes, funcionando como roca sello y desencadenando la precipitación de la mena, concentrando las leyes en el contacto entre las unidades más permeables y las relativamente impermeables. Por su parte, Cachinalito muestra un control estructural dominante ya que toda su mineralización se ajusta y concentra en función del arreglo de esfuerzos de la estructura. Las altas leyes auroargentíferas se concentran en los segmentos con mayor apertura estructural (E-O) y en el cruce de estructuras primarias con estructuras de removilización tectono-hidrotermal. La mineralización aurífera de cada uno de los dos ledges estudiados en detalle se concentra a modo de bancos horizontales. Para Dumbo, este horizonte mineralizado se ubica entre las cotas 2.525 y 2.750 m.s.n.m, mientras que para Cachinalito este horizonte lo limitan las cotas 2.525 y 2.625 m.s.n.m. Cada horizonte aurífero, argentífero y cuprífero presenta un sub-horizonte interno, ubicado aproximadamente a cotas medias entre sus límites inferior y superior, donde se concentran los mayores valores de leyes para cada metal. El estudio mediante espectroscopía de emisión atómica de plasma (ICP) de las concentraciones de los elementos definidos como característicos del sistema epitermal (Na, K, Ba, As, Cu y Sb) muestra que el Na y el K aumentan proporcionalmente con la cota, así como las concentraciones de Cu y Sb se hacen mayores a medida que aumenta la profundidad dentro del sistema epitermal de alta sulfuración. Por su parte, el Ba presenta una correlación considerable con el Au marcando la importancia de la detección de la baritina (BaSO4) en la exploración aurífera para esta clase de yacimientos. Así mismo, existe una correlación profundamente negativa entre los valores elevados de los metales preciosos y las concentraciones de Na y K, indicando que la alteración hidrotermal no aportó concentraciones significativas de Au y Ag al sistema. Gracias a la utilización de los diagramas de estabilidad para los minerales de alteración hidrotermal se concluye que la alteración argílica avanzada ha ocurrido a temperaturas entre los 275º (presencia de pirofilita) y los 340º C (ausencia de andalucita), mientras la alteración argílica tuvo lugar entre los 250º (estabilidad de la pirita) y 275º C (ausencia de pirofilita). También podemos indicar un enfriamiento de todo el sistema, a medida que este evoluciona, ya que la temperatura de precipitación de los pulsos mineralizantes posteriores al evento de alteración hidrotermal indica valores que rondan los 200º C en promedio. El pH del evento generador de la alteración argílica avanzada tuvo un valor inferior a 2. Los fluidos responsables de la alteración argílica propiamente dicha, pueden haber tenido un pH de entre 2,5 y 4. Los pulsos mineralizantes disminuyen su temperatura y salinidad debido a la dilución con aguas meteóricas, aumentando también sus valores de pH, a medida que el sistema epitermal evoluciona. Se plantea un carácter proximal de Dumbo y uno distal de Cachinalito respecto una posible fuente de calor y metales. Los valores isotópicos de oxígeno de los fluidos medidos en baritinas de los ledges Dumbo y Cachinalito arrojaron valores que indican una fuerte participación de aguas magmáticas en el sistema mineral. Sin embargo, las muestras de Dumbo presentan valores isotópicos δ18O menores a los de Cachinalito, sugiriendo una mayor participación de aguas meteóricas respecto a las aguas magmáticas en esta última estructura.