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Modelo geológico-estructural de un depósito IOCG en el Segmento El Salado, Sistema de Falla de Atacama: Mina Filipina. Pamela Pérez 1 , Martin Marquardt 2 , José Cembrano 1 y Álvaro Pérez 3 (1) Departamento de Ingeniería Estructural y Geotecnia, Pontificia Universidad Católica, Av. Vicuña Mackenna 4860 (2) Minería Activa S.A., Av. Presidente Riesco 5335, oficina 2104, Las Condes (3) Minera Filipina S.A., Av. Presidente Riesco 5335, oficina 2104, Las Condes. Email: [email protected] Resumen. La relación entre la deformación cortical y la formación de depósitos minerales es abordada en este trabajo a través del análisis mineralógico, geométrico y cinemático de los diferentes sistemas de fallas presentes en el distrito Filipina, situado en el sector sur del Segmento El Salado en el Sistema de Falla de Atacama. Los análisis muestran una relación espacial y genética de la mineralización de Fe con sistemas de falla NE de cinemática normal y normal dextral, mientras que la mineralización de Fe-Cu-Au, que corta al sistema anterior, se encuentra asociada a fallas NW de cinemática sinistral- normal. Las fallas tardías post-mineralización IOCG muestran rumbos WNW a WSW. Así, en el distrito Filipina se registran una serie de episodios de deformación vinculados al desarrollo progresivo del Sistema de Falla de Atacama y a reactivaciones de fallas de larga vida las que alojan distintos eventos de mineralización y alteración. Palabras Claves: IOCG, SFA, 1 Introducción Una pregunta clave en la evolución de márgenes convergentes es la naturaleza de la relación entre los procesos tectono-magmáticos regionales y la formación de depósitos minerales (e.g. Richards et al, 2001). Numerosos autores han propuestos modelos metalogénicos generales para la génesis de depósitos IOCG (e.g. Sillitoe, 2004; Barton y Johnson, 1996; Hitzman, 2000), pero pocos se refieren al rol que tiene la deformación cortical en los procesos de transporte y emplazamiento de fluidos mineralizados (e.g. Bonson et al, 1997; Sanhueza et al, 2000; Arévalo et al, 2006; Cembrano et al. 2009). En este trabajo se plantea y discute la relación espacial y genética que presenta la mineralización IOCG en el Distrito y Depósito Filipina, con los sistemas estructurales presentes en la Cordillera de la Costa, especialmente el Sistema de Falla de Atacama y las fallas de larga vida de orientación NE y NW (Cembrano et al, 2009). 2 Marco geológico-estructural distrital. El depósito IOCG Filipina, actualmente en explotación, se encuentra ubicado en la Cordillera de la Costa de la región de Atacama, 20 Km al NW de la ciudad de Vallenar. Se encuentra ubicado en un antiguo distrito con numerosos depósitos de Fe, Fe-Cu-Au, Au y Mn, destacándose las minas Caminada, Filipina, Mina Grande, Capote, Sosita y Huantemé. La mineralogía está caracterizada por distintas asociaciones de magnetita, mushketovita, especularita, calcopirita, pirita, óxidos de cobre (crisocola, brochantita, wad), oro y manganeso, que ocurren como mantos, fallas, vetas, brechas, cuerpos irregulares y/o diseminados. Las alteraciones dominantes corresponden a feldespato potásico, actinolita, escapolita, biotita, clorita, sericita, calcita y, en menor medida, granate (asociaciones tipo skarn). Las unidades estratigráficas que asignadas al Grupo Punta del Cobre (GPC) (Jurásico Superior-Valanginiano), corresponden a intercalaciones de lavas, tobas y brechas andesíticas, con niveles sedimentarios calcareos y estructuras tipo ‘Pillow Lavas’ (Arévalo y Welkner, 2008). El GPC se encuentra intruido por el Complejo Plutónico Infiernillo (ca. 130 Ma), el Complejo Plutónico Huantemé (ca. 126 Ma), compuestos por granodioritas a dioritas, y algunos cuerpos menores tipo sills, domos y diques de composición dacítica y en menor medida diorítica (Arévalo y Welkner, 2008). En este sector el SFA está representado por las fallas de primer orden, de rumbo NNE, llamadas Zona de Cizalle Infiernillo (ZCI) y Faja Plegada y Corrida Los Colorados (FPCC) (Thiele y Pincheira, 1987; Arévalo y Welkner, 2008; Arévalo et al, 2003). Estas estructuras registran tanto el episodio extensional del SFA (ca. 127 Ma Arévalo y Welkner, 2008), en parte sintectónico con los complejos plutónicos, como la deformación posterior de rumbo sinistral y transpresiva del Cretácico Inferior (Grocott y Taylor, 2002; Valenzuela, 2000). La FPCC está interrumpida por un conjunto de fallas oblicuas, de segundo orden, de rumbo NW, las que forman estructuras transtensivas tipo jog y son subsidiarias a la falla Sosita-Huantemé, de rumbo NS, descrito por Thiele y Pincheira (1987). Una parte del depósito IOCG Filipina se hospeda estructuralmente en un codo dilataciónal definido por un cambio de rumbo de una de las estructuras pertenecientes al sistema NW. Este sistema de fallas que conforma una geometría de tipo “cola de caballo”, corta a sistemas de fallas de larga vida de rumbo NE y NW (figura 1).

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Modelogeolgico-estructuraldeundepsitoIOCGenel SegmentoElSalado,SistemadeFallade Atacama:Mina Filipina. Pamela Prez1, Martin Marquardt2, Jos Cembrano1 y lvaro Prez3 (1) Departamento de Ingeniera Estructural y Geotecnia, Pontificia Universidad Catlica, Av. Vicua Mackenna 4860 (2) Minera Activa S.A., Av. Presidente Riesco 5335, oficina 2104, Las Condes (3) Minera Filipina S.A., Av. Presidente Riesco 5335, oficina 2104, Las Condes. Email:[email protected] Resumen.Larelacinentreladeformacincorticalyla formacindedepsitosmineralesesabordadaeneste trabajoatravsdelanlisismineralgico,geomtricoy cinemticodelosdiferentessistemasdefallaspresentes en el distrito Filipina, situado en el sector sur del Segmento El Salado en el Sistema de Falla de Atacama. Losanlisismuestranunarelacinespacialygenticade lamineralizacindeFeconsistemasdefallaNEde cinemticanormalynormaldextral,mientrasquela mineralizacindeFe-Cu-Au,quecortaalsistemaanterior, seencuentraasociadaa fallasNW de cinemtica sinistral-normal.Lasfallastardaspost-mineralizacinIOCG muestranrumbos WNWa WSW. As,eneldistrito Filipina seregistranunaseriedeepisodiosdedeformacin vinculados al desarrollo progresivo del Sistema de Falla de Atacama yareactivacionesde fallas delargavida lasque alojan distintos eventos de mineralizacin y alteracin. Palabras Claves: IOCG, SFA, 1Introduccin Unapreguntaclaveenlaevolucindemrgenes convergenteseslanaturalezadelarelacinentrelos procesos tectono-magmticos regionales y la formacin de depsitos minerales (e.g. Richards et al, 2001). Numerosos autoreshanpropuestosmodelosmetalognicosgenerales paralagnesisdedepsitosIOCG(e.g.Sillitoe,2004; BartonyJohnson,1996;Hitzman,2000),peropocosse refierenalrolquetieneladeformacincorticalenlos procesosdetransporteyemplazamientodefluidos mineralizados(e.g.Bonsonetal,1997;Sanhuezaetal, 2000; Arvaloetal,2006;Cembranoetal.2009).Eneste trabajoseplanteaydiscutela relacinespacialygentica quepresentalamineralizacinIOCGenelDistritoy DepsitoFilipina,conlossistemasestructuralespresentes enlaCordilleradelaCosta,especialmenteelSistemade Fallade Atacamaylasfallasdelargavidadeorientacin NE y NW (Cembrano et al, 2009). 2Marco geolgico-estructural distrital. EldepsitoIOCGFilipina,actualmenteenexplotacin,se encuentra ubicado en la Cordillera de la Costa de la regin de Atacama, 20 Km al NW de la ciudad de Vallenar. Se encuentra ubicado en un antiguo distrito con numerosos depsitosdeFe,Fe-Cu-Au,AuyMn,destacndoselas minasCaminada,Filipina,MinaGrande,Capote,Sositay Huantem.Lamineralogaestcaracterizadapordistintas asociacionesdemagnetita,mushketovita,especularita, calcopirita,pirita,xidosdecobre(crisocola,brochantita, wad),oroymanganeso,queocurrencomomantos,fallas, vetas,brechas,cuerposirregularesy/odiseminados.Las alteracionesdominantescorrespondenafeldespato potsico,actinolita,escapolita,biotita,clorita,sericita, calcitay,enmenormedida,granate(asociacionestipo skarn). Las unidades estratigrficas que asignadas al Grupo PuntadelCobre(GPC)(JursicoSuperior-Valanginiano), correspondenaintercalacionesdelavas,tobasybrechas andesticas,connivelessedimentarioscalcareosy estructuras tipo Pillow Lavas (Arvalo y Welkner, 2008). ElGPCseencuentraintruidoporelComplejoPlutnico Infiernillo(ca.130Ma),elComplejoPlutnicoHuantem (ca.126Ma),compuestosporgranodioritasadioritas,y algunoscuerposmenorestiposills,domosydiquesde composicindacticayenmenormedidadiortica (ArvaloyWelkner,2008).EnestesectorelSFAest representadoporlasfallasdeprimerorden,derumbo NNE,llamadasZonadeCizalleInfiernillo(ZCI)yFaja PlegadayCorridaLosColorados(FPCC)(Thieley Pincheira,1987;ArvaloyWelkner,2008;Arvaloetal, 2003).Estasestructurasregistrantantoelepisodio extensionaldelSFA(ca.127MaArvaloyWelkner, 2008),enpartesintectnicoconloscomplejosplutnicos, comoladeformacinposteriorderumbosinistraly transpresiva del Cretcico Inferior (Grocott y Taylor, 2002; Valenzuela,2000).LaFPCCestinterrumpidaporun conjuntodefallasoblicuas,desegundoorden,derumbo NW, las que forman estructuras transtensivas tipo jog y son subsidiariasalafallaSosita-Huantem,derumboNS, descritoporThieleyPincheira(1987).Unapartedel depsito IOCG Filipina se hospeda estructuralmente en un codo dilatacinal definido por un cambio de rumbo de una delasestructuraspertenecientesalsistemaNW.Este sistema de fallas que conforma una geometra de tipo cola decaballo,cortaasistemasdefallasdelargavidade rumbo NE y NW (figura 1). Figura1.Imagensatelitalconlosprincipalessistemasdefalla asociados espacialmente a yacimiento de Fe, Cu-Fe y Au. 3Metodologa Elanlisisestructuralincluylacaracterizacin geomtrica,cinemticayderellenosmineralgicosde fallas a escala distrital (1:20.000) y local (1:1.000). De esta manera,seidentificaronfallasalimentadoras(feeder)que estnespacialygenticamenteasociadasala mineralizacindeFe(magnetita),Fe-Cu-Au,Auypor ltimo- fallas tardas no mineralizadas. 4Resultados y discusin. LamineralizacindeFe(magnetita)seencuentra espacialmenteasociadaalsistemadefallaNEcon cinemticanormalynormal-dextralyenmenormedidaa sistemas de fallas-vetas NS a NNW de cinemtica sinistral. MientrasquelamineralizacindeCu-Fe-Au (Mushketovita,CalcopiritayPirita),quelacorta,se encuentra principalmente en fallas y vetas NW a WNW, de cinemticatranstensivasinistral.Estasestructurasalojan brechas,cuerposmineralizadosirregularesyvetas hidrotermales.Sereconocequeepisdicamentelos sistemasmsantiguosseranreactivadosdurantelas distintas etapas de mineralizacin. Figura2.Anlisiscinemticoquemuestralosprincipalesejes dedeformacin(acortamiento,Pyextensin,T)parafallas genticamenteasociadasamineralizacindeFeyCu-Fe,ypor ltimo, no mineralizadas. Las fallas tardas, que cortan todas las anteriores, muestran rumbosWNWaWSW.Estesistema, talcomosemuestra enlaFigura2,podraserresultadodeunarotacinanti-horariadelosejesprincipalesdedeformacin.As entonces,eneldepsitoFilipina,seregistraunaseriede episodiosdedeformacinvinculadosaldesarrollo progresivo de sistemas de falla de primer, segundo y tercer ordendentrodelSistemadeFalladeAtacamay reactivacionesquealojandistintoseventosde mineralizacin y alteracin. Agradecimientos Se agradece a Jorge Gonzales y Juan Pablo Valencia por su gran ayuda y apoyo en terreno. Referencias Arvalo y Welkner, 2008.Geologa del rea Carrizal Bajo-Chacritas, RegindeAtacama.CartaGeolgicadeChile,serieGeologa Bsica N 111, escala 1:100.000 Arvalo,C.,Grocott,J.,Martin,W.,Pringle,M.,Taylor,G.(2006) StructuralSettingoftheCandelariaFeOxideCu-AuDeposit, Chilean Andes (2730' S). Economic Geology, vol. 101, 124. Barton, M., Johnson, D. (1996) Evaporitic-source model for igneous-relatedFeoxide-(REECu-Au-U)mineralization.Geologyvol. 24, 259-262. Bonson, C., Grocott, J., Rankin, A. (1997) A structural modelfor the developmentofFe-CumineralizationCoastalCordillera, NorthernChile(2515-2715).VIIICongresoGeolgico Chileno 1997, vol. III, 1608. Cembrano,JyLara,L.,(2009).Thelinkbetweenvolcanismand tectonicsinthesouthernvolcaniczoneoftheChilean Andes:A review. Tectonophysics, 471, 96113. Grocott,J.,Taylor,G.(2002)Magmaticarcfaultsystems, deformation partitioning and emplacement of granitic complexes intheCoastalCordillera,northChileanAndes(2530Sto 2700S).JournaloftheGeologicalSociety,London,vol.159, 425-442. Hitzman,M.(2000)IronOxide-Cu-AuDeposits:What,Where, When, and Why; in Porter, T.M. (Ed.). HydrotermalIron Oxide Copper-GoldyRelatedDeposits:AGlobalPerspective, Australian Mineral Foundation, Adelaide, 9-25. Richards, J., Boyce, A., Pringle, M. (2001) Geologic evolution of the Escondida area, northern Chile: a model for spatial and temporal localizationofporphyryCumineralization.EconomicGeology, vol. 96, 271-305. Sanhueza,A.,Robles,W.,Cembrano,J.,Orrego,M.,Pavez,A. (2000)Origentardimagmticodelamagnetitaeneldistrito MantoVerdeysuasociacinamagmatismosintectnicoy exhumacin rpida en un duplexextensional dela Zona de Falla de Atacama. ActasdelIXCongresoGeolgicoChileno,Puerto Varas, vol. II, 161. Thiele, R. y Pincheira, M. 1987. Tectnica transpresiva y movimiento dedesgarreenelsegmentosurdelaZonadeFallaAtacama, Chile. Revista Geolgica de Chile, n31, p.77-94 Valenzuela, J. 2002. Caracterizacin, geocronologa y mecanismos de emplazamientodelBatolitodelaCostaalalatituddeVallenar (2822'-2841'LatSy7045'-717'LongW),IIIregin,Chile. Memoria de ttulo (gelogo), Universidad de Concepcin