Genesis of the El Romeral iron ore: New contributions to the understanding of iron oxide-apatite deposits

Abstract

Los depósitos denominados de tipo magnetita-apatito o iron oxide-apatite (IOA) son una importante fuente de Fe, P y REE a nivel mundial. Sin embargo, el origen de estos depósitos sigue siendo tema de debate, en donde predominan tres teorías: una hipótesis magmática que involucra inmiscibilidad de líquidos, un origen hidrotermal por reemplazo de la roca hospedante y una teoría magmático-hidrotermal por flotación de pares magnetita-burbuja. Con el fin de dilucidar el origen de estos depósitos, el presente trabajo se centra en el estudio del yacimiento El Romeral, principal depósito tipo IOA de la IV Región, ubicado en la Franja Ferrífera de la Cordillera de la Costa. Este depósito se emplaza en andesitas de la Formación La Liga, limitado al oeste por la Diorita Romeral. La mineralización está conformada por cuerpos subverticales de magnetita maciza con intercrecimiento de actinolita, relacionados con el sistema de Falla Romeral. A través de estudios petrográficos, combinado con microscopio electrónico de barrido, análisis de microsonda electrónica y micro-Raman en inclusiones minerales se han definido y estudiado los distintos eventos de mineralización. Se define (i) un primer evento con magnetita (I), rica en inclusiones minerales, la cual presenta altos contenidos de V (~2500-2800 ppm) y Ti (~80-3000 ppm). A mayores profundidades se observan inclusiones de alta temperatura (e.g. Ti-pargasita, ilmenita y clinocloro) que van gradando a inclusiones de menor temperatura en zonas someras (e.g. α-cuarzo). Por otro lado, se define un (ii) segundo evento caracterizado por magnetita prístina, sin inclusiones (II), con altas concentraciones de V (~2300-2700 ppm) y menor contenido de Ti (~50-400 ppm). Esta misma variación termal se evidencia con la química de minerales accesorios. La presencia de cristales de actinolita con bajos #Fe, asociados a la magnetita II, sugiere una cristalización a altas temperaturas (hasta 840°C), al igual que la presencia de F-apatito, los cuales se detectaron a mayores profundidades. En contraste, a menores profundidades predominan los apatitos ricos en OH, con mayor contenido de Cl. Asimismo, mayores razones de Co:Ni (>1) se midieron en sulfuros de eventos primarios, asociados a la mineralización de magnetita II, a diferencia de menores razones Co:Ni (<0.5) asociadas a sulfuros tardíos. En vista de los resultados anteriores y de la estrecha relación temporal entre la actinolita relacionada con la mineralización (~128 Ma, 40Ar/39Ar) y la Diorita Romeral (~129 Ma, U-Pb en circones) se establece un primer evento de origen magmático, posiblemente relacionado con la cristalización de este cuerpo intrusivo, que va gradando a un sistema hidrotermal en superficie, influenciado por la acción de la Falla Romeral.