CONDICIONES DE FORMACIÓN DE LA MINERALIZACIÓN DE Zn

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XXVI R E U N iÓN ( S E M ) / XX R E U N iÓN (SEA)
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2006
CONDICIONES DE FORMACIÓN DE LA
MINERALIZACIÓN DE Zn- (Pb) DE ITXASPE (CUENCA
VASCO- C ANTÁBRICA)
Á. PIQUÉ (1), Á. CANALS (1)
y
F. GRANDIA (2)
(J) Departament de Cristallografia, Mineralogia i Diposits Minerals. Facultat de Geologia. Universitat de Barcelona. CI Martí i
Franques sin, 0802 8 Barcelona.
(2)
Enviras Spain S.L. Pg. de Rubí 29-3 1, 08197 Valldoreix, Barcelona.
La Cuenca mesozoica Vasco-Cantábrica (CVC), situa­
da al norte de la Península Ibérica, acoge a un gran nú­
mero de mineralizaciones hidrotermales de Zn-Pb y Fe,
l a m a y o r í a e n c aj a d a s e n m a t e r i a l e s d e l c o m p l ej o
Urgoniano y situ a d a s e n paleoaltos del z ó c a l o ( p . e .
Ve l a s c o e t a l . , 1 9 9 4 ) . S o n u n a e x c e p c i ó n l a s
mineralizaciones peridiapíricas d e Orduña y Murguía
las c u a l e s encaj an e n m a t e r i a l e s d e e d a d j u r á s i c a a
turoniense (Perona et al., 2002) . En el extremo nordeste
de la CVC, en el distrito de Vizcaya oriental, se encuen­
tra la mineralización de Zn-(Pb) de Itxaspe (Fig . 1 ), que
fue obj eto de un programa de exploración minera por
parte del Ente Vasco de la Energía y Outokumpu Minera
Española en la década de los noventa.
El objetivo principal de este trabaj o es establecer un
modelo conceptual sobre la génesis de la mineralización
de Itxaspe y también las posibles correlaciones con otros
yacimientos de Zn-Pb de la CVC El trabaj o se ha realiza­
do a partir de muestras de cuatro sondeos mineralizados
con Zn-(Pb ) . Se ha estudiado su mineralogía y textura,
mediante microscopia d e luz transmitid a, reflej a d a y
catodoluminiscencia, así como la geoquímica de los flui­
dos, a partir de la micro termometría y crush-leach de in­
clusiones fluidas, junto con el análisis isotópico de S en
sulfuros y sulfatos y de C y O en carbonatos.
N
t
o
•
El
+
Diapiro (Keuper)
. . • . • . • . • · 5<i lim
Paleozoico - Triásico inl.
Campo de hidrocarburos ·
Figura 1 : Mapa geológico de la CVC (modificado de García­
Mondéjar, 1 989) con los principales dis tritos de Zn-Pb y Fe y
la localización de Itxaspe. (1) = distrito de Santander, (2) dis­
trito de Vizcaya occiden tal, (3) distrito de B ilbao, (4) = dis­
trito de Vizcaya oriental, (5) = distrito de Guipúzcoa y (6)
diapiros de Orduña y Murguía.
=
=
=
La m i n e r a l i z a c i ó n d e I tx a s p e e s t á s i tu a d a en un
p aleo alto desarroll a d o, según García-Mondéj ar et al.
( 1 996), durante el rifting aptiense-albiense . En el área
afloran carbonatos de plataforma urgonianos, sus equi­
valentes de talud, como lutitas y areniscas, y materiales
de facies flysch supraurgonianos. La mineralización en­
caj a en materiales urgonianos y está ligada a niveles de
calizas tipo mudstone y wackestone, así como a niveles
de brechas, con fragmentos carbonatados y/o detríticos,
situadas a techo de las calizas. Estos materiales, en espe­
cial las brechas, presentan también una silicificación im­
portante .
Se han distinguido tres estilos de mineralización con
independencia de la litología del encaj ante: ( 1 ) disemina­
do; (2) masivo; y (3) en fracturas. La mineralización tiene
lugar mayoritariamente como diseminaciones de sulfuros
que han reemplazado la roca encaj ante y localmente lo
han hecho de forma masiva. La mineralización en fractu­
ras corresponde a vetas de ancho cm o mm y es el estilo
volumétricamente menos importante . La p a ragénesis
consiste principalmente en esfalerita, que puede ir acom­
pañada de galena, bournonita, calcopirita, tetraedrita, pi­
rita, marcasita, calcita, barita, cuarzo, filosilicatos y mate­
ria orgánica en forma de betún.
La secuencia paragenética se ha subdividido en tres epi­
sodios: ( 1 ) episodio pre-mineralización; (2) episodio de
mineralización principal; y (3) episodio (s) post­
mineralización (Fig.2) . Durante e l primero s e inició e l pro­
ceso de silicificación del encaj ante, junto con la precipita­
ción de pirita, marcasita y filosilicatos. El segundo corres­
ponde a la etapa principal de precipitación de sulfuros
(Fig.3), que crecieron reemplazando el encajante y ya ha­
cia el final de la etapa también en vetas. A lo largo de este
episodio continuó la precipitación de cuarzo y tuvo lugar
el emplazamiento de la materia orgánica (Fig.3). La calci­
ta y la b arita acompañaron a los sulfuros en los últimos
estadios del episodio. Una vez finalizada la precipitación
de sulfuros, en el tercer episodio, continuó el proceso de
silicificación así como la precipitación de barita y calcita.
El estudio microtermométrico, realizado en más de se­
senta inclusiones fluidas en esfaleritas, ha revelado la
existencia de una salmuera polisalina, con una tempera­
tura eutéctica cercana a los -53ºC El hielo es la última fase
en fundir y lo hace en un amplio rango de temperaturas,
de -13,4 a -5,7ºC, que corresponden a salinidades entre 1 7
y 9 % eq peso NaCl. Las temperaturas d e homogenización
se encuentran entre los 80 y 152ºC Las Tmi y Th definen
correlaciones positivas (FigA) que, de acuerdo con los tra-
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275
225
1 75
�
Pirita
.c:
1-
Marcasita
O
1 25
O
Esfalerita
Galena
75
Bournon ita
Calco p irita
0 0
(;¡O
Quarzo
Filosilicato
O
O
�
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OO �
OO �
O
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O
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,
O
<o
O
•
•
O
25 +--'-'--�'-�-'��-'-'--.-�-r-'�
Tetraedrita
- 35
-30
-25
-20
Tmi (ºC)
Betún
Bariti n a
-1 5
-1 0
o
Figura 4: Represen tación de las Th vers us Tm i de algunas
mineralizaciones de Zn-Pb de la CVC. ( . ) Itxaspe, ( <»
Orduña y Murguá, ( . ) dis trito de Vizacaya occidental,
(e) distrito de San tander. Los datos de Itxaspe son de este
trabajo, los demás son de Grandia e t al. (2 003) y Simón et al.
(1999).
=
C a lcita
-5
=
=
=
Figura 2 : Secuencia paragenética de la m ineralización de
Itxaspe.
bajos previos que presentan covariaciones de este tipo,
han sido interpretadas como el resultado de un proceso
de mezcla de fluidos durante el episodio mineralizante .
Es interesante destacar que variaciones de hasta 60º en las
Th han sido medidas en el interior de un solo cristal de
esfalerita, hecho que parece incompatible con los mode­
los de transporte por convección, si todas las inclusiones
medidas son primarias. En la Fig.4 también puede verse
como la mayoría de fluidos en otros yacimientos de Zn­
Pb de la CVC tienen s alini d a d e s superiores a las d e
Itxaspe. L a s T h de Itxaspe se sitúan e n la zona de bajas Th
de l a s mineralizaciones p e r i d i a p í r i c a s de Orduña y
Murguía. Además, extrapolando la posible línea de mez­
cla entre un fluido de b aja salinidad y Th Y otro de más
salinidad y mayor Th en Itxaspe, ésta tendría su continui­
dad en los fluidos presentes en las mineralizaciones del
distrito de Vizcaya occidental y en su extremo más salino
a l o s flu i d o s d e m a y o r t e m p e r a tu r a de l a s
mineralizaciones peridiapíricas.
Se han realizado análisis de crush-Ieach de inclusiones
fluidas en 2 esfaleritas y 1 calcita cogenéticas de Itxaspe.
L a s relaciones Cl/Br molares están entre 1 1 66 y 1 506,
mientras que las Na/Br molares entre 725 y 1570. La re­
presentación de estas relaciones (Fig.5), junto con las de
o t r o s y a c i m i e n t o s , m u e s t r a c o m o l o s flu i d o s
mineralizantes d e Itxaspe tienen una clara participación
de un fluido derivado del lavado de evaporitas, como en
las mineralizaciones de Orduña y Murguía. Las relacio­
nes Na/K molares están entre 2 y 20 Y relaciones similares
se han descrito también en los yacimientos estudiados por
Grandia et al. (2003). Lo mismo sucede con el litio, las re­
laciones Na/U molares de Itxaspe están entre 14 y 147 Y
se asemejan a las medidas en Orduña, Murguía y el distri­
to de Vizcaya occidental. La variación de los valores de
Cl/Br y Na/Br de Itxaspe es compatible con una mezcla
entre un fluido de disolución de evaporitas y otro fluido
que podría ser agua marina o una salmuera con cierto
grado de evaporación, sin excluir posibles diluciones en
ambos fluidos.
4
Las composiciones isotópicas del azufre ( 83 S) de las
esfaleritas de Itxaspe presentan un rango de valores muy
amplio, entre +3,5%0 y + 1 7,7%0, Y las de las baritas oscilan
Figura 3: Microfotografías en LPNA de (A) mineralización de esfalerita zonada, junto con calcita y cuarzo hidrotermal y (B) de
esfalerita con betún, el cual presen ta burbujas de desgasificación y fracturas cementadas por calcita.
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N
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o barita
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N
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o
-
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1 000
2000
3000
4000
(NalBr)molal
200
5000
400
6000
600
800
7000
1 000
8000
Figura 5: Representación de las relaciones molares Cl/Br ver­
sus Na/Br de fluidos de distintas mineralizaciones de Zn- Pb
de la cvc. Misma leyenda que la figura 4. Los datos de Itxaspe
son de es te trabajo, los demás de Grandia et al. (2 003). Curva
de evaporación del agua marina (línea continua) según datos
de Fon tes y Matray (1 993)
entre +18,3%0 Y +23, 1 %0 (Fig.6). Las 034 S de las esfaleritas
s o n c o m p a t ib l e s c o n u n a r e d u c ci ó n, b i e n s e a
termoquímica o bacteriogénica, d e u n sulfato derivado
d e l a g u a m a r i n a y/o d e l l i x i v i a d o de e v a p o r i t a s
m e s o z o i c a s . L o s valores m á s elevados d e 0 3 4 S de l a s
baritas s e deberían a l a precipitación del sulfato residual
más p e s ad o . Las 0 3 4 S obteni d a s en esfaleritas de las
mineralizaciones de Orduña y Murgía (Perona et al., 2003)
tienen el mismo rango de valores que las d e Itxaspe,
mientras que las de otros yacimientos de Zn-Pb de la CVC
(Velasco et al., 1 994; Fernández-Martínez y Velasco, 1 995;
Velasco et al., 2003) están en este rango pero tienen menos
variación, con los valores más pesados cerca de + 1 0 %0 .
Por su parte las 034 S de las baritas se asemej an a las de
Orduña y Murguía (Perona como pers., 2006), mientras
que los análisis de mina Troya y del distrito de Vizcaya
occidental presentan composiciones más pesadas (Velasco
et al., 1 994) .
Algunos carbonatos encajantes de la mineralización de
Itxaspe tienen 0 1 3 C y 0 1 8 0 comp atibles con carbonatos
marinos del Cretáceo inferior de la CVC, con 0 1 3 C entre
+2 . 4 y +3 . 5 %0 V P D B Y 0 1 8 0 e n t r e +25 . 6 y + 2 6 . 9 %0
VSMOW. Sin embargo, la mayoría están empobrecidos en
1 8 0, siendo el valor analizado más ligero +21 . 2 %0 . Dado
que las variaciones de 0 1 8 0 son sensibles a la temperatu­
ra, las muestras empobrecidas se interpretan como la
interacción con un fluido caliente . Las calcitas del episo­
dio mineralizan te así como las tardías, con 0 1 8 0 entre
+17.8 y +20.4 %0 las primeras y entre +20.4 y +22.5 %0 las
segundas, también están empobrecidas en 1 8 0 respecto las
calizas regionales. Las 0 1 3 C de las calcitas, entre + 1 . 3 Y
+3 .6 %0, están dentro del rango de las calizas regionales a
excepción de dos muestras, con valores de - 1 . 7 y -0.5 %0 .
Estas últimas pueden contener betún, lo que explicaría el
empobrecimiento en 1 3 e .
La mineralización de Zn-(Pb) de Itxaspe presenta carac­
terísticas típicas de los yacimientos hidrotermales tipo
Mississippi Valley. El modelo genético propuesto implica
la circulación de fluidos calientes, favorecida por las frac­
turas que limitan el paleo alto de zócalo, los cuales fueron
posteriormente diluidos por fluidos de más baj a tempera-
o
2
4
6
8
10
12
14
16
0 34 8 (%0, VCOT)
18
2 0 22 24
Figura 6: Compos ición iso tópica del azufre de s u lfu ros y
sulfatos de Itxaspe.
tura. Uno de los fluidos habría lixiviado evaporitas, de
manera que parte (o todo) el azufre bien podría proceder
de las mismas . La comparación con otros yacimientos de
Zn-Pb de la CVC ha revelado muchas similitudes, eviden­
ciando la existencia de procesos comunes en la génesis de
todos ellos.
A GRADECIMIENTO S
Esta investigación ha sido financiada a través del pro­
yecto BTE2003-01 346 del Ministerio de Educación y Cien­
cia y mediante una beca FPU del mismo Ministerio . Que­
remos agradecer al área de Recursos Geológicos del Ente
Vasco de la Energía por facilitarnos las muestras de son­
deos y la geología local del área de Itxaspe . También al
Dr. David B anks, de la University of Leeds, por su ayuda
en la realización de los análisis de crush-leach.
REFERENCIAS
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Publ., 4, 364-377.
Fontes, J . e . y Matray, J.M. ( 1 993) . Chem. Geol., 1 09, 1491 75 .
Garda-Mondéjar, J. (1989). AAPG memoir, 46, 395-409 .
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F e rnandez-Mendiola, P.A . , Gómez-Pérez, 1 . , López­
Horgue, M . y Rosales, 1 . (1 996) . Geol. Journal, 31, 13-45 .
Grandia, F., C anals, Á ., Cardellach, E . , B anks, D . A . y
Perona, J. (2003 ) . Econ. Geol., 98, 1397-14 1 1 .
Perona, J., Grandia, E , Canals, Á., Cardellach, E., Maes­
tro, E. y Garda, J. (2002) . Bol. Soco Esp . Mineral., 25A,
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1 . y Leach, D. (2003) . Econ. Geol., 98, 1371-1396.
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