Signaturas geoquímicas sedimentarias de los sulfuros de Cu-(Fe) del depósito El Soldado, región de Valparaíso, Chile

Abstract

Los depósitos estratoligados de Cu-(Ag) de la Cordillera de la Costa, tercera fuente de co-bre en Chile, se dividen en dos grupos en base a su edad de formación: Jurásico Superior y Cretá-cico Inferior. Un ejemplo paradigmático de este último grupo corresponde a El Soldado, de rele-vancia debido a su tamaño y la asociación entre mineralización de cobre y materia orgánica en forma de (piro)bitumen. A pesar de su importancia, uno de los aspectos que no ha sido suficien-temente estudiado en El Soldado corresponde a la geoquímica de elementos mayores, menores y traza de los sulfuros de Cu-(Fe), la cual puede aportar información sobre la naturaleza de los flui-dos que dieron origen al depósito. Es por esto que el objetivo planteado en esta tesis es constreñir la distribución y concentración de dichos elementos en los sulfuros de ganga (pirita) y mena (cal-copirita, bornita y calcosina) de El Soldado, de manera de identificar su signatura geoquímica y evaluar su potencial relación genética con la materia orgánica. Para ello se utiliza una combina-ción de técnicas microanalíticas, incluyendo microscopía óptica de polarización y microscopía electrónica de barrido (SEM), análisis de microsonda electrónica (EPMA), espectrometría de masas por plasma inductivamente acoplado con ablación láser (LA-ICP-MS) y micro-fluorescencia de rayos X (µ-XRF).

Los resultados petrográficos sugieren que el depósito fue formado en dos etapas consecu-tivas, una de pre-mena y otra de mena, en donde los sulfuros de Cu-(Fe) presentan una cantidad importante de elementos traza, ya sea en solución sólida, o bien como inclusiones de micro y na-nopartículas. La pirita es el mayor huésped de elementos traza incorporando entre decenas y miles de ppm de Mn, Co, Ni, As, Mo, Ag, Tl y Pb. La bornita es capaz de hospedar cantidades aprecia-bles de Mn, Se, Ag, Tl, Pb y Bi, mientras que la calcopirita es solo un huésped menor, incorpo-rando Mn, Se, Ag, In y Pb. Finalmente, la calcosina presenta concentraciones significativas de Ag y Fe. Algunos de estos elementos, por ejemplo, Mn, Ni, Mo y Tl, se relacionan a ambientes aso-ciados a fluidos de origen sedimentario con importante influencia de materia orgánica. Además, de manera complementaria, análisis geoquímicos en granos de bitumen indican la presencia de cantidades significativas (de hasta miles de ppm) de ligantes y metales (S, Cl, Cu y Ag).

Por último, las razones elementales de Co/Ni y Mn/Fe vs Mo en pirita, e In/Se y Ag/Bi en calcopirita y bornita respectivamente, fueron analizadas y comparadas con depósitos estratoliga-dos de Cu tanto en Chile como en otras regiones a nivel mundial (Irán y Polonia), y también con otros tipos de depósitos que ocurren en la franja metalogénica de la Cordillera de la Costa del centro-norte Chile (depósitos de óxido de hierro-cobre-oro (IOCG), óxido de hierro-apatito (IOA) y pórfido de cobre). Los resultados sugieren que efectivamente El Soldado presenta simili-tudes con depósitos considerados de origen sedimentario, siendo la razón de Co/Ni en pirita de gran potencial como herramienta de exploración en la Cordillera de la Costa chilena.