Estudio geológico del distrito wolframífero Ambul, Provincia de Córdoba

280 Pages·2012·6.36 MB·Spanish

Tesis de Posgrado
EEssttuuddiioo ggeeoollóóggiiccoo ddeell ddiissttrriittoo
wwoollffrraammííffeerroo AAmmbbuull,, PPrroovviinncciiaa ddee
CCóórrddoobbaa
Herrmann, Carlos Jorge
2002
Tesis presentada para obtener el grado de Doctor en Ciencias
Geológicas de la Universidad de Buenos Aires
Este documento forma parte de la colección de tesis doctorales y de maestría de la Biblioteca
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Herrmann, Carlos Jorge. (2002). Estudio geológico del distrito wolframífero Ambul, Provincia de
Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.
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Herrmann, Carlos Jorge. "Estudio geológico del distrito wolframífero Ambul, Provincia de
Córdoba". Tesis de Doctor. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos
Aires. 2002. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_3548_Herrmann.pdf
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UNIVERSIDAD DE BUENOSAIRES
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS YNATURALES
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS GEOLÓGICAS
ESTUDIOGEOLÓGICO DELDISTRITO WOLFRAMÍFERO AMBUL, .­
PROVINCIA DE CÓRDOBA
CARLOS JORGE HERRMANN
TESIS PRESENTADA PARA OPTAR ALTÍTULO DE DOCTOR
DE LAUNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
Director: Dra. Milka Kronegold de Brodtkorb
AGRADECIMIENTOS
A la Universidadde BuenosAires, instituciónque meformó en la carrera de grado ypermitió,
mediantedosbecas,el inicioenla investigacióncientificay laposibilidad deoptar al doctorado
en Ciencias Geológicas.
A la Dra Milka K. de Brodtkorb, directora de tesis,por haberme brindado su experienciay
conocimientos.
Aloscolegasy amigosquede todasformas contribuyerony alentaron estetrabajo.
GEOLOGICSTUDYOFAMBULWOLFRAMDISTRICT,CORDOBAPROVINCE.
GEOLOGIC STUDY OF AMBUL WOLFRAM DISTRICT, CORDOBA PROVINCE,
ARGENTINA.
Doctoral thesis
Author: CARLOS JORGE I-IERRMANN
Director: Dra. Milka K. de Brodtkorb
Key words: Sierras Pampeanas; metalogenesis, scheelite; wolfram; exhalative volcanism; syn­
sedimentary deposits; remobilization.
ABSTRACT
In the basement of Sierras Pampeanas Orientales, in the central part of Argentina, there are
several scheelitic districts in a 300 km-length area that belong to various styles of tungsten
mineralization. One of them is the Ambul wolfram district, located in the Córdoba province,
which was mined until early 1960decade.
The lithology in the Ambul area consists mainly of gneisses (biotite and migmatitic gneisses in
the south and mylonitic and protomylonitic gneisses in the north) with minor amphibolites,
calcsilicate rocks and marbles.
Gneisses are derived from rocks in the range of sub-graywackes and are mostly composed of
quartz, plagioclase and biotite. The amphibolites are derived from tholeiitic basalts; they are
composed of Mg-hornblende and plagioclase that ranges from andesine to labradon'te. Marbles
and calcsilicate rocks are in close association with the orthoamphibolite. Calcsilicate rocks
(composed of tremolite-actinolite, epidote, carbonates, quartz, and ocassionally flogopite and
gamet) and marbles, are derived fi'om impure and pure carbonates; their protoliths were
transformed by the action of regional metamorphism. These rocks occur in lenses concordant
with gneisses of regional distribution. A particular type of rock -atounnalinite- was identified in
close relationship with scheelite deposits. The amphibolite facies of regional metamorphism has
been reached in the area. The other rocks in the district are pegmatites, aplites, granitoids and
lamprophyres (spessartites).
Two major deformation events characterize the Sierras Pampeanas orogeny. They are known as
the Pampean (Cambrian) and Famatinian (Ordovician) cycles. A regional shear zone probably
related to the Famatinian cycle occurs in the Ambul district (called Ambul-Mussi deformation
zone).
The Ambul district is divided into two areas named Santa Rosa and Jaime, where two types of
wolfram mineralization have been recognized. In the Santa Rosa area the tungsten deposits are
stratabound scheelite mineralization in calcsilicate rocks associated with marbles and
GEOLOGICSTUDYOFAMBULWOLFRAMDISTRICT,CORDOBAPROVINCE.
amphibolites, with a defined stratigraphic control. Scheelite is ocassionally accompanied by
fluorite, pyn'teand titanite. In the Jaime area the tungsten deposits are wolframite and scheelite­
bearing quartz-tounnaline mantos and veins. The wolfram minerals are accompanied by smaller
quantities of pyrite, chalcopyrite, molibdenite, bomite, sphalerite, enargite(?) and copper and
iron oxides.Conditions of mineralization are characterized by a temperature interval between
260 and 300° C and relatively low salinities (4,5 - 7,5%NaCl eq.)
Detailed petrographic and chalcographic studies, geochemical analyses including trace element
geochemistry, and electro microprobe analyses have been made on main rocks and minerals to
supportthis research. In adition, compositional characteristics of wolframite and fluid inclusions
in quartz of wolframite-bearing quartz veins have been studied, and boron isotope compositions
havebeen measuredon tounnalinite-hosted andvein-hosted tourmalínes.
The tungsten deposits in the Ambul district are stratabound scheelite mineralization associated
with calcsilicate rocks and orthoamphibolites. Wolfram may be den'ved from submarine
hydrotherrnal fluíds of volcanogenic origin circulating within the former sedimentary sequence.
This process may be an integral part of the genesis of the tounnalinite-stratabound scheelite­
orthoamphibolite association.
Wolframite and scheelite veins are located at the northern boundary of the regional shear zone,
while the calcsilicate rocks, marbles and amphibolites bearing scheelite crop out near its
southern boundary. It is possible that fluids circulating through the shear zone formed the veins
and were responsible for remobilization during a defonnation episode of the Famatínian cycle.
The fluids could be derived from Cambrian granites or small Ordovician intrusions, possibly in
connection with metamorphic processes; however, inthe absence of clear age constraints of the
deformation episodes, it can not be ruled out the derivation from the granitic batholith of
Devonian-Carboniferous age (Achalacomplex).
ESTUDIOGEOLÓGICODELDISTRITOWOLFRAMÍFEROAMBUL,PROVINCIADECÓRDOBA iii
RESUMEN
El distrito wolframífero Ambul se emplaza en la unidad morfoestructural Sierras
Pampeanas Orientales, en las estribaciones occidentales de la Sierra Grande de Córdoba. El
basamento está integrado principalmente por gneises, anfibolitas, mármoles, rocas
calcosilicáticas y metacuarcitas de edad proterozoica superior a cámbrica, e intrusiones de
granitoides paleozoicos. Se trata de un antiguo distrito minero con dos tipologías de
mineralización de wolframio, una de scheelita alojada en rocas calcosilicáticas (región Santa
Rosa) y otra de scheelita y wolframita en mantos y vetas de cuarzo-turmalina (región de
Jaime). Sus yacimientos fireron explotados intensamente en tres períodos discontinuos entre
los años 1914 y 1960, en etapas parcial o totalmente simultáneas con períodos bélicos
(Primera y Segunda Guerra Mundial) y de rearme mundiales.
La génesis de la mineralización scheelítica en rocas carbonáticas se asignaba
antiguamente a un proceso de reemplazo metasomático, en tanto que la mineralización en
“vetas” se vinculaba con hidrotermalismo relacionado con el granito de Achala. El estudio
encarado, con el objeto de estudiar la mineralización de wolframio en el distrito Ambul bajo
la óptica de nuevos modelos yacimientológicos, se fundamenta en la geología, estructura,
mineralogía, petrología y geoquímica de los depósitos y la litología asociada; tiene como
antecedentes la propuesta de Brodtkorb y Pezzutti (1991) y la amplia bibliografia de orden
internacional —enmucho mayor medida que nacional- sobre mineralización de wolframio,
sus ambientes, modelos de formación y litologias asociadas.
El desarrollo de la investigación identificó como relevantes para la mineralización
wolframifera del distrito el estudio de los siguientes elementos de la geología del área, sobre los
cuales se trabajó con las mejores técnicas y elementos disponibles: a) la mineralización de
wolframio alojada en rocas calcosilicáticas y en vetas de cuarzo, b) lapresencia de anfibolitas de
carácter ortoderivado, c) la presencia de exhalitas (turmalinitas), d) elementos comunes (B y W)
en ambas tipologías de mineralización (diseminada y vetiforme), e) la importancia del
metamorfismo regional, t) el posible vinculo con el plutonismo paleozoico yg) la relación con la
faja de cizalla regional Ambul-Mussi.
En el desarrollo de la investigación, sobre especímenes elegidos entre las 200 muestras
recolectadasjunto con datos yobservaciones en cuatro campañas, serealizaron: estudio de cortes
microscópicos petrográficos y calcográficos; examen de inclusiones fluidas en el mineral de
ganga; análisis geoquímicos sobre elementos mayoritarios, minoritarios y trazas; reconocimiento
de minerales mediante difracción de rayos X; estudio de minerales mediante microsonda
electrónica y determinación de composición isotópica.
ESTUDIOGEOLÓGICODELDISTRITOWOLFRAMÍFEROAMBUL,PROVINCIADECÓRDOBA ¡v
En la región Santa Rosa (sur del distrito) la mineralización de los depósitos
wolframíferos es de scheelita, incluida en bancos definidos y delimitados de rocas
calcosilicáticas que yacen íntimamente relacionadas con mármoles y anfibolitas, presentando
geometn’as lentiformes y concordantes con la esquistosidad y foliación de los gneises
regionales. Las dimensiones de estos bancos son casi exiguas para la observación a gran
escala, al extremo que en la región casi nunca fueron mapeados y pocas veces mencionados.
Presenta muy pequeña representatividad volumétrica pero gran continuidad y dispersión; su
presencia se repite con semejantes características en áreas que distan cientos de kilómetros
entre si, como los distritos Altautina (35 km al SO de Ambul), Agua de Ramón (70 km al NE
de Ambul) y Sierra del Morro Oeste (180 km al SSO de Ambul), entre otros, siempre en
ambiente de Sierras Pampeanas Orientales.
Las anfibolitas, de acuerdo con su geoquimica, son exponentes de una filiación básica y
su mineralogía indica que son producto de metamorfismo regional de presión y temperatura
medias, que alcanzara una facies anfibolita baja. Su posición geotectónica se interpreta como
perteneciente aun arco de islas y a estas rocas derivadas del volcanismo básico submarino de
dicho ambiente. Son de características subalcalinas, tholeiíticas, con alto magnesio.
Los gneises destacan su procedencia como sedimentaria, con un protolito de grauvacas­
subgrauvacas. Las rocas calcosilicáticas derivaron de sedimentos carbonáticos cálcicos y
magnesianos más o menos impuros debido a los aportes silicoclásticos, en algunos casos
también muyaluminosos.
La mineralización de wolframio está controlada estratigráficamente, encajada en
sedimentos neoproterozoicos-cámbricos depositados en épocas de sedimentación carbonática
creciente. No se halló ninguna evidencia que permita relacionar la mineralización scheelítica
con intrusivos ácidos; tampoco la hay de metasomatismo con aporte wolframífero ni de
“caminos” de fluidos mineralizantes considerados necesarios en una eventual hipótesis
epigenética.
Las turmalinitas relacionadas con la mineralización scheelítica de esta región,
considerando los antecedentes que las relacionan con procesos exhalativos en ambiente
volcano-sedimentan’o, fueron estudiadas en detalle mediante geoquimica, microsonda e
isotopia de boro para reconocer sus características, deduciendo que la mineralización de
scheelita y las turmalinitas en este sector de la Sierra Grande de Córdoba pueden estar vinculadas
con fluidos hidrotermales exhalativos submarinos en circulación convectiva a través de
metasedimentos.
La scheelita alojada en las rocas calcosilicáticas se presenta generalmente como cristales
xenomorfos o agregados, diseminados o bien alineados en una o varias capas de algunos
ESTUDIOGEOLOGICODELDISTRITOWOLFRAMÍFERO AMBUL,PROVINCIADECÓRDOBA v
milímetros de espesor; aunque en general son milimétricos, pueden alcanzar 2 cm de lado.
También se aloja en charnelas de pliegues y en diaclasas, por removilización metamórfica.
En forma saltuaria es acompañada por fluorita, pirita ytitanita.
Las estructuras de mayor importancia pertenecen al campo dúctil, donde más de una fase
deformacional afectaron los gneises y la asociación de rocas calcosilicáticas mineralizadas­
mármol-anfibolitas. Sufrieron plegamiento según dos direcciones principales de esfiJerzo
(ciclos Pampeano y Famatiniano?), con efectos sobrepuestos de ambas fases de deformación,
y un gran evento defonnacional en forma de “faja” de orden regional (Faja Ambul-Mussi).
La temporalidad de esta mineralización pudo acotarse en la finalización del Precámbrico o en
el Cámbrico medio, con referencia a la edad probable de los eventos deformantes de las rocas
que alojan la mineralización scheelítica de acuerdo con investigaciones de otros autores.
Existe concordancia con algunas de las escasas dataciones de anfibolitas en la Sierra Grande,
aunquecon reservas ante la ausencia de datación en el área de estudio y laescasa certeza que
se leasigna a algunas dataciones por el método Rb/Sr.
En la región de Jaime (norte del distrito) hayausencia de rocas calcosilicáticas y quienes
portan mineralización de scheelita y wolframita son mantos y vetas de cuarzo yturmalina, de
estructura masiva, con corridas de hasta l km y potencias máximas de 25 cm. Se emplazan
concordante a subconcordantemente en gneises protomiloníticos y miloníticos, con rumbo
general este-oeste e inclinaciones de 15a 45° al N y NE en algunos yacimientos y desde 55°
S hasta la vertical en otros. Se componen de abundante cuarzo y turmalina y, en forma muy
subordinada, moscovita; los minerales primarios que integran la mena son escasos y
corresponden a scheelita y wolframita, acompañados por pirita, calcopirita, molibdenita, bomita,
enargita (?) y esfalerita. Las especies secundarias sonóxidos de cobre yde hierro.
Inclusiones fluidas en cuarzo indicaron condiciones terrnométricas de rangos medios (260
a 300° C) y salinidades relativamente bajas. Estudios de detalle (microsonda, composición
isotópica, difracción de rayos X) caracterizaron la wolframita con leve tendencia a ferberita.
En el estudio comparativo se evidencia un grado de semejanza entre la turmalina de vetas y
mantos y las deturmalinitas asociadas con la mineralización scheelítica estratoligada de laregión
de Santa Rosa. Valores similares en la isotopía de boro pueden sugerir un origen común para el
boro y soportan la idea que W y B sean productos removilizados debido a efectos del
metamorfismo regional o tectónicos (cizallamiento regional).
Se analizó también la participación de varios elementos de la historia geológica paleozoica
inferior-media de la región (intnisiones graníticas del Cámbrico y Ordovícico; granito achaliano;
faja de deformación Ambul-Mussi) en la génesis de los depósitos wolframíferos vetiformes y en
eventos de removilización.
ESTUDIOGEOLOGICODELDISTRITOWOLFRAMÏFEROAMBU'L,PROVINCIADECÓRDOBA vi
En el estudio se correlacionaron datos con otros distritos wolframíferos de Sierras
Pampeanas Orientales (Sierra del Morro en la provincia de San Luis, y Altautina y Agua de
Ramón en la provincia de Córdoba) y con van'os ejemplos mundiales de mineralización
scheelítica estratoligada en rocas metamórficas y wolframífera en vetas y mantos.
Para la mineralización scheelítica del distrito se encontró favorecido un modelo
yacimientológico-genético de tipo estratoligado, volcanogénico-exhalativo de carácter básico
den'vado de un volcanismo de arco de probable edad proterozoica superior a cámbrica inferior,
alojado singenéticamente en sedimentos carbonáticos ¡mpuros, transformados en rocas
calcosilicáticas como producto del metamorfismo regional. Para la mineralización vetiforme se
hallaron elementos geológicos que apoyan una posible removilización por efectos del
metamorfismo regional y/o tectónicos (faja de deformación regional) que afectaron el área, con
la intervención de fluidos derivados del plutonismo paleozoico o metamórficos, con
enriquecimiento a partir de la mineralización estratoligada.
ESTUDIO GEOLÓGICO DEL DISTRITO WOLFRAMÍFERO AMBUL,
PROVINCIA DE CÓRDOBA
INDICE
ABSTRACT
RESUMEN iii
CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN
l. Marco teón'co
2. Antecedentes
2.1.Yacimientos de wolframio en las Sien'asPampeanas Orientales
2.2. Eldistrito wolframífero Ambul
3. Objetivos del estudio
4. Metodologia de la investigación
NIOANNI-l
CAPITULO II GEOGRAFÍA
l. Ubicacióngeográfica yacceso 10
2. Infraestructura zonal 13
3. Orografia e Hidrografia 13
4. Clima y vegetación 14
CAPÍTULOIII GEOLOGIA REGIONAL
l. Estratigrafia 16
l.l. Elbasamentode la Siena Grande 16
l.l.l. Metamorfitas
18
1.1.2.Rocas ultrabásicas 20
1.1.3.Emplazamientos graníticos 20
1.1.4.Estructura ydeformación 21
1.1.5.Evolución metamorfica, ígneayestructural 22
1.2.Sedimentitas neopaleozoicas 26
1.3.Volcanitas ypiroclastitas cretácicas yterciarias 27
1.4.Sedimentos terciarios 27
l.5. Sedimentoscuatemarios 28
2. Tectónica Postmetamórfica 29
3. Evolución Geotectóníca 30
4. Histon'a Geológica 33
5. Yacimientos Minerales 36