Evolución y fertilidad de magmas asociados con depósitos de óxidos de hierro-apatito: Una perspectiva desde el distrito el Algarrobo, Norte de Chile

Abstract

Los depósitos de tipo óxidos de hierro-apatito (iron oxide-apatite IOA) de la Cordillera de la Costa del norte de Chile se encuentran espacialmente asociados a intrusivos de edad Jurásica Tardía a Cretácica Temprana sugiriendo una conexión genética entre las intrusiones y los cuerpos de Fe. En este trabajo, por medio del estudio de la petrocronología del circón con LA-ICP-MS, se reportan las características geoquímicas de intrusiones relacionadas a depósitos IOA en el distrito El Algarrobo y se compara con intrusivos relacionados a pórfidos Cretácicos presentes en el mismo distrito con el fin de comprender la evolución magmática y encontrar indicadores de fertilidad de magmas para la formación de yacimientos tipo IOA. Los resultados más relevantes muestran que el periodo de formación de depósitos tipo IOA (~128 123 Ma) está marcado por intrusivos con un contenido de agua relativamente bajo, evidenciado por una razón de Eu/Eu*<3, y condiciones redox reducidas (ΔFMQ<+1). En contraste, en el periodo asociado a pórfidos de Cu-Mo±Au, se produce un marcado aumento del contenido de agua en los magmas (Eu/Eu* hasta 0.7) y de la fugacidad de oxígeno (ΔFMQ hasta +2.3), permitiendo un incremento en el contenido de azufre de los intrusivos resultantes. Estas diferencias en la geoquímica de los intrusivos se interpretan como reflejo de un cambio en las condiciones tectónicas desde un ambiente extensional a uno compresivo, que conlleva a mayores tiempos de residencia de los magmas en zonas profundas de la corteza, incrementando los contenidos de H2O por acumulación y reposición multicílica. Finalmente, se proponen condiciones magmáticas fértiles para la formación de yacimientos IOA, marcadas por intrusivos pobres en agua y relativamente reducidos representados por un (Eu/Eu*/(Dy/Yb)N <3 y ΔFMQ<+1 (incluso < 0). Las condiciones de fugacidad de oxígeno reducidas en intrusivos asociados a depósitos IOA (ΔFMQ <0), son consideradas poco comunes en ambientes de arco y pueden tener un rol crucial en la fertilidad. Se plantean tres posibles orígenes, considerando (i) asimilación de rocas grafíticas, (ii) fuente del manto reducida y (iii), reducción por cristalización y segregación de altas cantidades de magnetita, siendo esta última, la opción más favorecida por la relación existente entre los cuerpos de hierro y los magmas. Este estudio aporta información relevante para determinar magmas parentales con condiciones óptimas para la acumulación de magnetita masiva y deben ser probadas en otros distritos IOA Andinos y de otras partes del mundo.