Aportes a la metalogénesis del basamento proterozoico superior-cámbrico de las sierras pampeanas orientales: Mineralogía, termometría e isótopos de azufre del skarn malagueño (cu-fe±zn), sierra chica, córdoba, Argentina

Abstract

El avance de las tareas de explotación de mármoles en Malagueño, Sierra Chica de Córdoba, Argentina,ha puesto al descubierto en la Cantera Centro, vetas, vetillas y lentes de pirrotina >pirita≅calcopirita >>esfalerita. Estoscuerpos mineralizados no superan los 0,3 m de espesor y los 2-3 m de largo continuo y, en conjunto, constituyen corridasintermitentes de hasta un centenar de metros. Los depósitos de sulfuros están asociados espacial y genéticamente acuerpos de skarn. La secuencia metasedimentaria, que hospeda a los depósitos de skarn, constituida mayoritariamente porgneises, anfibolitas y mármoles, está intruida por diques metagábricos anfibólicos con diferenciaciones dioríticas, diquesy plutones metatonalíticos y un metagranito álcali-feldespático; todo el complejo se halla metamorfizado en facies deanfibolita media a alta y fuertemente deformado como resultado del evento regional M2-D2/D3 que afectó al basamentoneoproterozoico-cámbrico durante la orogenia Pampeana. A excepción de los gneises, todas las litologías registran evidenciasde skarnificación diferencial, preferentemente desarrollada en mármoles, anfibolitas y metagranito, y en menor grado enlos diques metagabro-dioríticos y metatonalíticos. Las rocas metasomáticas están representadas por un skarn granatífero(Grs27-48Adr22-34Alm15-27Sps9-21) y piroxénico (Hd40-61Di35-54Jo4,7-6,4), formado a partir del reemplazo de un metagranito;un skarn esencialmente piroxénico (Hd42-63Di32-50Jo3-5) desarrollado a partir de anfibolitas y un skarn formado a partirde un mármol cálcico y constituido principalmente por granate (Adr54-71Grs22-40Alm4-7Sps1-2)±wollastonita. Los diquesevidencian pobre reemplazo metasomático y carecen de sulfuros de origen metasomático-hidrotermal. La asociaciónretrogradante se compone de hastingsita, ferroactinolita, epidoto, clinozoisita, sericita, plagioclasa (An18), chamosita ycalcita. Los sulfuros están asociados a la paragénesis de relleno tardía del skarn, depositada según la sucesión temporal:calcita→clinocloro→cuarzo→pirita→pirrotina→calcopirita+esfalerita, como vetas y vetillas en el skarn de granate-piroxenoy como lentes de pirrotina maciza en el skarn de piroxeno. Los datos microtermométricos obtenidos a partir de inclusionesfluidas en calcita asociada a los sulfuros, la variación de la relación Fe/Mg en clinocloro y las relaciones de equilibrio defases en pirrotina, sugieren que la paragénesis de relleno con sulfuros se formó entre ∼360 y 250 °C; cada rango termométricoguarda correspondencia con la secuencia temporal de precipitación de cada fase mineral, iniciada por descenso térmicoa partir de un fluido en ebullición de moderada a alta salinidad (∼14,5 a 33,5% en peso NaCl eq.). La elevada relaciónFe+2/(Fe+2+Fe+3) en granates y clinopiroxenos, los altos contenidos de granates subcálcicos (Alm+Sps), la presencia desulfuros como cristales hijos y las altas relaciones H2S/SO42- del fluido vinculado a la precipitación de sulfuros, sugierenque el sistema evolucionó dominantemente bajo condiciones reductoras, lo que es también consistente con la presencia depirrotina en la asociación de minerales sulfurados. La presencia de calcopirita y pirita diseminadas en metagabro-dioritas(Cu ~300 ppm), así como los elevados contenidos de Cu en anfibolitas (∼900 ppm) permiten interpretar a estas litologíascomo potenciales fuentes de metales (Cu-Fe-Zn±Ag). Los valores de δ34SΣfluido≈-4 a+1,4? calculados a partir del δ34S depirita, pirrotina y calcopirita entre 350 y 150 ºC, indican un origen magmático para el azufre, probablemente derivado dela lixiviación o desulfurización de los sulfuros primarios presentes en los intrusivos metagabro-dioríticos. Los metales yel azufre derivados de estos intrusivos y anfibolitas se habrían redistribuido en el skarn, movilizados por la acción de losfluidos metasomático-hidrotermales. Los skarns se habrían formado por infiltración de fluidos metasomáticos profundos einteracción fluido-roca que afectó las distintas litologías del basamento metamórfico-plutónico del Proterozoico superiorCámbrico. Los fluidos podrían provenir de intrusivos cámbricos no aflorantes o bien de la migmatización del basamentopampeano, canalizados a lo largo de contactos litológicos y fallas/fracturas. Las evidencias de yacencia, texturales ymineralógicas de la mineralización de sulfuros en Cantera Centro sugieren una edad cámbrica pos-deformacional asociadaal orógeno Pampeano.

On-going mining operations in a marble quarry (Cantera Centro) from Malagueño, Sierra Chica de Córdoba, Argentina, have unearthed veins, veinlets and lenses of sulfides (pyrrhotite>pyrite≅chalcopyrite> >sphalerite). These veins and lenses are up to 0.3 m thick and 2-3 m long, although intermittently can extend about a hundred meters. They are associated with skarns. The metasedimentary host sequence, largely composed of gneisses, amphibolites and marbles, was intruded by amphibolic metagabbro and metadiorite dykes, metatonalite plutons and alkali-feldspar metagranites; the whole complex was metamorphosed into medium to high amphibolite facies and strongly deformed as a result of the a regional event M2-D2/D3 that affected the Neoproterozoic-Cambrian basement during the Pampean orogeny. Except for gneisses, all the other metamorphic lithologies register evidence of differential alteration into skarn, although the process was preferentially developed on marbles, amphibolites and metagranite, and to a lesser extent on mafic and mesosilicic dykes. The metasomatic rocks are characterized by a garnet>>pyroxene skarn (Grs27-48Adr22-34Alm15-27Sps9-21), formed after the replacement of the metagranite; a pyroxene-rich skarn (Hd42-63Di32-50Jo3-5) developed after para-amphibolite, and a garnet (Adr54-71Grs22-40Alm4-7Sps1-2) (±wollastonite) skarn that replaced a calcic marble. The dykes show poor metasomatic replacement and lack sulfides of metasomatic-hydrothermal origin. Retrograde mineral associations include hastingsite, ferroactinolite, epidote, clinozoisite, sericite, plagioclase (An18), chamosite and calcite. The sulfide mineralization is paragenetically associated with late-stage, infilling skarn-hydrothermal minerals that were sequentially deposited as: calcite→clinochlore→quartz→pyrite→pyrrhotite→chalcopyrite+sphalerite; these phases occur as veins and veinlets within the garnet-pyroxene skarn, and as massive pyrrhotite lenses in the piroxenerich skarn. Microthermometric data from fluid inclusions in sulfide related calcite, together with the geothermometric data from the Fe/Mg ratios in clinochlore and the phase equilibria data from intergrown high and low T ºC pyrrhotite phases, all constrain the infilling gangue phases and sulfide crystallization temperature within the ∼360 °C to 250 °C range; the gradual thermal decrease is in agreement with the temporal depositional sequence of the infilling phases. Fluid inclusion petrographic data and salinity estimations suggest that sulfide precipitation was triggered by boiling, from a fluid of moderate to high salinity (∼14.5 to 33.5 wt% eq. NaCl). Evidence that the fluid evolved under dominantly reducing conditions are the high Fe+2/(Fe+2+Fe+3) ratios and molar proportions of subcalcic garnet (Alm+Sps) in garnet-pyroxene skarn, the presence of fluid inclusion sulfide daughter crystals in calcite, the high H2 S/SO4 2- ratios in the sulfide-bearing fluid and the presence of pyrrhotite among the sulfide phases. Disseminated primary chalcopyrite and pyrite in metagabbro-diorite dykes (Cu ~300 ppm) and the high contents of Cu in amphibolite (∼900 ppm) suggest that these protolithic lithologies were the probable sources of metals (Cu>>Zn±Ag). Values of δ34SΣfluid between ≈-4 to +1.4‰ obtained from the fractionations factors of pyrite, pyrrhotite and chalcopyrite within the thermal range 350- 150 ºC, indicate a magmatic source for sulfur, likely provided by leaching or desulfidation of primary sulfides of the metagabbro-diorite dykes. Metals and sulfur supplied by these dykes and amphibolite would have been redistributed in the skarn after the circulation of the metasomatic-hydrothermal fluids. Skarn bodies would have formed by infiltration of deep metasomatic fluids and fluid-rock interaction which affected lithologies of the Upper Proterozoic-Cambrian metamorphic basement. Fluids could have derived from hidden Cambrian intrusives, or from the surrounding regional migmatization, channeled along lithological contacts and faults/fractures. Field setting, textural and mineralogical evidence of sulfide mineralization in the skarn assemblage of Cantera Centro, suggest a Cambrian age associated to the post-deformational stage of the Pampean Orogeny.