TESIS PRESENTADA EN LA UNIVERSITÉ DU QUÉBEC EN CHICOUTIMI COMO UN REQUISITO PARCIAL DEL DOCTORADO EN RECURSOS MINERALES
DEPOSITO MINERO PODEROSA (PERÚ): UNA MINERALIZACIÓN AURÍFERA FILONIANA DE FILIACIÓN MAGMATICA
*M.Sc. CARLOS ORÉ SÁNCHEZ
Le but principal de ce projet de doctorat était d’établir les processus métallogéniques à l’origine du gisement aurifère de Poderosa. Les minéralisations de type filonien à quartz et sulfures sont encaissées dans le batholite de Pataz (329 Ma). Elles sont distribuées sur une distance de 20 km latéralement et exposées verticalement sur 2,5 km. Le batholite de Pataz est un corps intrusif de forme allongée (>20 km) et composé de granodiorite, diorite et monzogranite au sein de la Cordillera Nord Orientale des Andes péruviennes. Selon la littérature, plusieurs événements magmatiques ont affecté la région depuis le Paléozoïque jusqu’au Cénozoïque. Cependant, l’âge de la minéralisation est contraint par le recoupement de nombreux dykes post-carbonifères. L’origine des minéralisations demeure débattue entre un modèle orogénique ou de filiation intrusive.
La plupart des veines montrent une orientation NO-SE avec un pendage vers le NE, mais d’autres veines en proportion moindre ont une orientation approximative E-O et un pendage vers le nord. À l’échelle du district, l’épaisseur des veines varie entre quelques centimètres à plus de 6 m. Les portions les plus volumineuses et riches en Au définissent des vecteurs minéralisées. Les veines ont enregistré jusqu'à quatre générations de quartz avec des sulfures, et la proportion des sulfures varie de traces à 80%. La pyrite est le sulfure dominant avec en moindre proportion de la sphalérite, de la galène et de l’arsénopyrite. Deux types de pyrite ont été individualisés : la pyrite fine, qui est restreinte aux vecteurs minéralisés, et la pyrite grossière qui est de première phase de sulfures. Les autres minéraux tels que la chalcopyrite et les sulfosels sont présents en traces. L’or libre est commun et présent également sous forme d’électrum.
Les textures primaires des veines sont le produit de plusieurs événements d’ouverture - remplissage impliquant le mécanisme de fissure-colmatage (crack-seal), le remplissage d’espaces ouverts avec des textures drussiques (en dents de peigne), de brèches hydrothermales dans un régime fragile dominé par la pression de fluide. Les veines et leurs textures primaires sont affectées par une déformation tardive qui produit une texture laminée et une empreinte de déformation ductile particulièrement dans l’éponte supérieure des veines.
Dans les vecteurs minéralisés, l’abondance de sulfures est supérieure à 15%. Dans ces zones, il y a une relation directe entre l’abondance de sulfures et la teneur aurifère. Les observations microscopiques (n=839) ont permis de mettre en évidence que l’or libre se trouve à 86% dans les fractures et les porosités des pyrites. Les cartographies élémentaires de pyrites au Micro-XRF et à la microsonde électronique montrent que les particules d’or libre se retrouvent sous la forme d’électrum (Au-Ag) et qu’il y a un enrichissement en arsenic à la bordure des cristaux de pyrite et le long des fractures dans la pyrite en association avec l’or. Les analyses au LA-ICP MS indiquent que cet enrichissement en arsenic atteint jusqu’à 2000 fois la valeur du bruit de fond des pyrites. Ces analyses ont aussi révélé la présence de micro-inclusions d’or « invisible » soit en substitution du réseau cristallin, soit sous la forme de nano-inclusions dans les zones riches et pauvres en arsenic. Basé sur le lien entre l’enrichissement en As et Au, un modèle de précipitation électrochimique est proposé pour expliquer la précipitation de l’or, aussi bien sous la forme libre qu’en nanoparticules. Ce modèle implique la modification des propriétés semi-conductrices de la pyrite (type p ou n) dû à l’enrichissement en arsenic.
L’étude isotopique de l’oxygène des cristaux de quartz (n=29) de différentes veines à l’échelle du district a révélé des variations importantes de +10,31 à 16,53‰ δ18OQz. Ces variations sont en lien avec l’altitude des veines : les veines des niveaux inférieurs ont les valeurs les plus faibles et inversement. Cet enrichissement des valeurs δ18OQz est aussi cohérent avec une diminution des températures des fluides hydrothermaux vers la surface. L’étude isotopique du soufre sur les pyrites des veines (n=31) a révélé une plage de valeurs positives de +0,77 à +4,40‰. Les pyrites fines, associées à la phase de minéralisation, ont des valeurs faibles (+0,77 à +1,9‰), très près des valeurs magmatiques (0‰), alors que les pyrites grossières ont des valeurs plus élevées (+1,88 à +4,4‰). Une pyrite dans une aplite a livré une valeur (+3,8‰) très similaire aux valeurs des pyrites grossières. Ces relations suggèrent que le soufre est dérivé des aplites (magma résiduel) pour les pyrites grossières (première phase) et que la phase de minéralisation, avec des valeurs isotopiques encore plus basses, dérivent également d’une source magmatique. D’autre part, les rapports isotopiques δ34S pour les paires sphalérite-galène donnent des températures isotopiques de 265 à 365°C.
Les études micro-thermométriques sur les inclusions fluides (n=130) ont révélées des températures d’homogénéisation variant de 140 à 340°C. Les analyses par spectrométrie Raman et par spectrométrie de masse par sonde-solide indiquent que les fluides hydrothermaux associés à la phase principale de minéralisation sont essentiellement réducteurs, aqueux avec des traces de CH4 et N2 et avec peu de CO2, caractéristiques plutôt compatibles avec des fluides magmatiques.
Cette étude a permis de préciser les caractéristiques de la minéralisation de Poderosa. Celle-ci est à fort contenu de sulfures, riche en Ag, de source magmatique, formée à des températures inférieures à 365°C, dans un contexte dominé par la pression des fluides alors que l’or est précipité par un processus électrochimique. Au final, la nouvelle interprétation est que Poderosa correspond à une minéralisation de filiation intrusive dans une zone transitionnelle.
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