Geoquímica de elementos traza en magnetita del depósito de hierro-apatito Cerro Negro Norte, Chile

Abstract

Los depósitos de hierro-apatito, o tipo Kiruna, constituyen la principal fuente de hierro del país; sin embargo, aún no existe concenso en relación a su génesis. Diferentes modelos han sido propuestos para explicar el origen de estos depósitos con hipótesis que van desde un origen netamente mágmatico por inmiscibilidad líquida, o una génesis por reemplazo hidrotermal de rocas pre-existentes. Recientemente, se ha planteado un nuevo modelo (modelo de flotación) que considera la formación inicial de cristales de magnetita en un magma de composición intermedia que luego ascienden y crecen debido a la interacción con fluidos exsueltos del magma. El presente trabajo se centra en el yacimiento de hierro-apatito Cerro Negro Norte, ubicado en la Región de Atacama, en el extremo norte de la Franja Ferrífera de la Cordillera de la Costa, y tiene por finalidad identificar los procesos involucrados en su formación y constreñir la temporalidad de ésta. La mineralización de hierro está conformada por cuerpos subverticales de magnetita maciza con intercrecimiento de actinolita emplazados en rocas volcánicas de la Formación Bandurrias de edad Jurásico Superior-Cretácico Inferior. Estudios recientes muestran que la geoquímica de elementos traza contenidos en la mena de magnetita constituyen una herramienta importante para identificar los procesos geológicos responsables de la formación de la mineralización. En este trabajo se presentan los primeros resultados de concentración de elementos traza en magnetita realizados en Chile, los cuales fueron obtenidos mediante la técnica analítica de ablación por láser acoplado a un espectrómetro de masas de inducción de plasma (LA-ICP-MS). En Cerro Negro Norte se reconocen cuatro tipos texturales de magnetita: Tipo I, representada por núcleos de magnetita de alta temperatura con inclusiones de anfíbol, piroxeno y, en menor medida, óxidos de Fe-Ti; Tipo II, una magnetita libre de inclusiones, generalmente rodeando núcleos de Tipo I; Tipo III, magnetita con una zonación química sin inclusiones; y, Tipo IV, magnetita en vetillas con arreglos de inclusiones sinuosas. Los cristales de magnetita presentan contenidos variables de elementos traza, en particular el V varía de 2269 (Tipo I) a 7.98 ppm (Tipo IV), mientras que el Ga fluctúa entre 59.7 (Tipo I) a 11.63 ppm (Tipo IV). Basado en la interpretación de los análisis químicos de magnetitas realizados, se propone un nuevo diagrama basado en las concentraciones de V y Ga para discriminar entre magnetita de origen magmático e hidrotermal.