Geology and Metallogeny of the Cerro Quema Au-Cu deposit (Azuero Peninsula, Panama)

Abstract

Cerro Quema és un dipòsit d’or-coure situat a la Península d’Azuero (SO Panamà). Està encaixat dins d’un complex de doms dacítics que intrueixen la Formació Río Quema, seqüència vulcanosedimentària d’edat Campanià superior - Maastrichtià dipositada en una conca d’avantarc. La mineralització i l’alteració hidrotermal estan controlades per falles regionals d’orientació E-O i litològicaments per la presència de doms dacítics. Es tracta d’un dipòsit d’origen controvertit, ja que ha estat interpretat com a epitermal d’alta sulfuració, i també com a un híbrid epitermal - sulfurs massius. Malgrat els estudis geològics i metal·logenètics previs, la geodinàmica de la zona i la seva relació amb el dipòsits minerals, no es coneixia en detall. En conseqüència, l’objectiu d’aquesta Tesi és el esbrinar la relació entre l’evolució geològica de la zona i l’origen i evolució dels fluids mineralitzants. Al Capítol 1, es revisen les característiques principals dels dipòsits epitermals d’alta sulfuració i la seva possible relació amb d’altres dipòsits d’interès econòmic (p.e. pòrfirs cuprífers i sulfurs massius). Els Capítols 2 i 3 comprenen l’estudi tectonoestratigràfic, geoquímic i bioestratigràfic de la part sud de la Península d’Azuero. És presentat també un nou mapa geològic de la zona d’estudi, completat amb dades geoquímiques i bioestratigràfiques de radiolaris i foraminífers planctònics. Finalment, es proposa un model de reconstrucció de l’arc volcànic durant el Cretaci. Els Capítols 4 i 5 tracten la geologia, mineralogia, geoquímica i l’edat del dipòsit. Es descriuen les paragènesis minerals de la mineralització i de les alteracions (hidrotermal i supergènica). A partir de dades d’incllusions fluides (temperatura d’homogenització i salinitat), i d’isòtops estables (S, O i H), es discuteix l’origen i evolució dels fluids mineralitzants. La caracterització geoquímica dels fluids hidrotermals és completada dades de contingut en metalls de les roques de caixa alterades hidrotermalment i per anàlisis amb microsonda electrònica (EMPA) de pirites, alunites i minerals alumino-fosfats-sulfats (APS). Per tal de concretar l’edat de la mineralització, s’han realitzat datacions radiomètriques Ar/Ar (hornblendes), en les roques caixa (67.9 ±1.3 - 65.6 ±1.3 Ma) i en les roques plutòniques de la zona (batòlit de El Montuoso: 65.7 ±1.4 Ma; batòlit de Valle Rico: 54.8 ±1.2 Ma; batòlit de Parita: 40.8 ±1.4 Ma). Per tal de conèixer l’origen dels fluids, s’ha analitzat la ?34S en pirita, calcopirita, enargita, barita i alunita, la ?18O en barita, alunita, quars, caolinita i dickita, i la ?D en caolinita i dickita. Les mesures microtermomètriques s’han realitzat en inclusions fluides secundàries contingudes en quarsos ignis alterats hidrotermalment. El conjunt d’aquestes dades ha permès desenvolupar un model genètic conceptual on s’integra la gènesi del dipòsit en el marc geodinàmic de la Península d’Azuero. El Capítol 6 inclou les conclusions de la tesi. D’acord amb les observacions de camp, juntament amb les dades geocronològiques i bioestratigràfiques, podem afirmar que Cerro Quema és un dipòsit epitermal d’alta sulfuració emplaçat durant l’Eocè inferior (~55-49 Ma), i que probablement està relacionat amb un sistema de pòrfir cuprífer subjacent. Els fluids mineralitzants van ser de temperatura variable (140 – 240ºC) i de baixa salinitat (< 5% en pes eq. de NaCl). L’espècie de sofre dominant en els fluids hidrotermals era el H2S, d’origen magmàtic (?34S?S= -0.5‰). Els valors de ?18O dels fluids en equilibri amb el vuggy silica (-2.6 - +3.0‰) i els valors de ?18O/?D dels fluids en equilibri amb caolinites/dickites (?18O= -10.0 - +13.3‰; ?D= -72 - -13‰, respectivament) indiquen que la mineralització es va produir per la barreja de fluids hidrotermals amb aigües meteòriques. Cerro Quema és només una part d’un extens sistema hidrotermal que va donar lloc a dipòsits similars a la regió sud de la Península d’Azuero. Aquest estudi ha posat de manifest la interrelació entre els dipòsits d’or-coure de la Península d’Azuero amb falles regionals d’orientació E-O, una característica important que pot ser utilitzada com a eina d’exploració.