Metalogénesis, Petrogénesis y Tectónica del Distrito Minero de Mantos Blancos, Cordillera de la Costa, Norte de Chile

Abstract

El yacimiento de cobre Mantos Blancos (500 Mt @ 1.0 % Cu), se ubica en la Cordillera de la Costa del Norte de Chile, en la región de Antofagasta. La mineralización se hospeda en rocas ígneas, las cuales fueron agrupadas y denominadas informalmente como Complejo Igneo de Mantos Blancos. Este consiste en rocas riolíticas hipabisales emplazadas como domo y brechas ígneas-hidrotermales monomícticas de composición riolítica, intruidas por pórfidos dioríticos y granodioríticos, en forma de stocks y sills. Los pórfidos dioríticos-granodioríticos localmente gradan hacia superficie a brechas ígneas-hidrotermales polimícticas. Todas estas rocas se encuentran mineralizadas en grados variables. Diques máficos (dioríticos principalmente) cortan todas las rocas mencionadas previamente y son esencialmente tardimineral y estériles. El objetivo central de este trabajo de Tesis es desarrollar un modelo conceptual integrado sobre el origen y evolución del yacimiento Mantos Blancos, determinando las características de los procesos de evolución magmática y establecer el rol genético con la mineralización hidrotermal. El yacimiento Mantos Blancos se habría formado por dos eventos hidrotermales de edad Jurásico superior-Cretácico inferior. El evento más antiguo ocurrió en el Jurásico superior (~155 Ma), coetáneo con brechización magmático-hidrotermal de composición riolítica y alteración fílica asociada. El evento más joven representa la etapa principal de mineralización ocurrida durante el Cretácico inferior (~141-142 Ma) y está genéticamente relacionado al emplazamiento de sills-stocks granodioríticos y dioríticos de textura porfídica, y la formación coetánea de las brechas polimícticas, a una paleo-profundidad aproximada de entre 3.5 y 2.0 km. Este evento principal, está caracterizado por tres tipos de alteración-mineralización: una etapa temprana de alteración potásica, propilítica y una tardía de alteración sódica desarrollada centralmente en las brechas ígneas-hidrotermales polimícticas y sus cercanías. La alteración sódica está asociada a un intenso fracturamiento y brechización y la depositación principal de mineralización. La distribución de leyes, alteración, y la zonación de sulfuros de cobre indican que los cuerpos de brechas ígneas-hidrotermales polimícticas representan los conductos alimentadores del sistema hidrotermal. En base a observaciones petrográficas y datos geoquímicos, se identificaron dos tipos de pórfidos granodioríticos: pórfido granodiorítico I (GP I) y pórfido granodiorítico II (GP II), los cuales se generaron a partir de dos trends diferentes de evolución magmática: i) los diques máficos, pórfidos dioríticos y pórfidos granodioríticos I (GP I), siguen una evolución dominada por fraccionamiento de hornblenda, a partir de un magma parental diorítico de afinidad mantélica y ii) los pórfidos granodioríticos II (GP II), muestran indicios de fraccionamiento dominado por plagioclasa, sin embargo, su génesis se explica de mejor manera por mezcla magmática y la generación de las brechas ígneas-hidrotermales polimícticas por mingling, entre fundidos dioríticos y siliceos. La signatura isotópica de Sr-Nd enriquecida del domo riolítico sugiere una fuente cortical dominante para estas rocas félsicas. Observaciones petrográficas y de campo, además de datos geoquímicos, apuntan a que la interacción de magmas dioríticos de afinidad mantélica y fundidos silicios de origen cortical, pudo inducir la liberación de fluidos hidrotermales para formar la mineralización del Cu. Un estudio paleomagnético fue realizado en el depósito y sus alrededores para definir los eventos de deformación y sus relaciones temporales con la mineralización. Se perforaron 37 sitios en granodioritas del Jurásico superior, domo riolítico tobas riolíticas y diques basálticos del Cretácico inferior, indican rotaciones horarias de 30º a 50º, a excepción de una localidad cercana al Sistema de Fallas de Atacama. En el distrito de Manos Blancos, se reconocieron cuatro eventos de deformación: i) basculamiento de las rocas del distrito hacia el sur-oeste, previo a la alteración hidrotermal relacionada a la mineralización de cobre, ii) transcurrencia sinestral en una zona de deformación principal actualmente orientada NE durante el Cretácico inferior, iii) rotaciones en sentido horario con eje vertical, durante el Eoceno-Oligoceno y iv) una última etapa de deformación asociada a extensión EW, contemporánea y posterior a la mineralización supergena, de probable edad Miocena. Para conocer la geometría original del cuerpo mineralizado, se restauraron los desplazamientos de las fallas principales en el yacimiento y las rotaciones tectónicas en una vista en planta 2D. El cuerpo mineralizado tuvo una geometría elongada en dirección EW, sugiriendo que esta dirección favoreció el emplazamiento de la mineralización.