Resumen
En Cuba se dispone de información pretérita acerca de la mineralización porfírica, pero la misma se haya dispersa, incompleta y no se basa en las clasificaciones y definiciones actuales. Por ello se realizó un levantamiento del material primario identificado por el Proyecto "Documentación de la información primaria conservada en el grupo de Mineralogía y Petrografía del Instituto de Geología y Paleontología", con vistas a integrar, complementar y actualizar la misma, escogiéndose para ello los sectores La Victoria, Transval y La Cruz, ubicados al sur de la Sierra Maestra; cuyos resultados contribuirán a esclarecer el interés metalogénico de esta mineralización, y serán utilizados por el proyecto Mapa Metalogénico de Cuba a escala 1: 250 000.
Fueron revisadas las secciones pulidas anteriormente descritas y se complementó este análisis con investigaciones petrográficas de las mismas. Se logró precisar que las rocas encajantes de la mineralización en estos depósitos son pórfidos de diorita cuarcífera, andesitas y andesito-basalto, los que se presentan parcialmente alterados y con mineralización de Cu y Mo. En el caso de los pórfidos de diorita cuarcífera (La Victoria y al oeste de Transval) la alteración es potásica, con predominio de biotita y clorita y en menor proporción feldespato potásico, a la que se relacionan la calcopirita, molibdenita, pirita y minerales secundarios de Cu (calcocita, covelina, cuprita, digenita y bornita), dispersos o en vetillas de cuarzo y clorita.
Las andesitas y andesita- basaltos presentes (sector Transval, La Cruz y sus alrededores), tienen un desarrollo abundante de óxidos e hidróxidos de Fe y alteración propilítica, caracterizada por la presencia de epidota, clorita, calcita y sericita y mineralización primaria y secundaria de Cu y Fe (calcopirita, pirita, covelina, malaquita, goethita, calcocita y hematita).
Por el ambiente de arco de islas en que se formó, rocas encajantes, tipos de alteración presente y mineralización asociada de Cu y Cu-Mo, se ratifica el modelo de Cu porfírico, o Cu-Mo porfírico, propuesto anteriormente y se señala posibles diferencias en el nivel del corte erosivo, al parecer más profundo en La Victoria y al oeste de Transval, en donde de existir mineralización de interés económico, esta pudiera situarse más cerca de la superficie.
ABSTRACT
In Cuba there is available a preterit, dispersed, incomplete, and outdated information on porphyry mineralization. A searching of the primary materials identified by the project "Documentation of the primary materials conserved in the group of Mineralogy and Petrography of the IGP" was undertook for integrating, complementing, and updating purposes. The selected sectors were La Victoria, Transval, and La Cruz, to the south of Sierra Maestra. Results will contribute to clarify on the metalogenic interest of such mineralization and will be used in the prospective Metalogenic Map, at 1:250 000.
From the review of the described polished sections complemented by petrographic research it was precised that host rocks in such deposits are porphyry stocks of quartz diorite, andesite, and andesite-basalt, partially altered and with Cu and Cu-Mo mineralization. In the case of quartz diorite porphyry (La Victoria and the W of Transval) being the alteration of potassium with dominance of biotite and chlorite, and lesser amounts of potassium feldstar to which calcopirite, molibdenite, pirite and secondary copper minerals (calcocite, coveline, cuprite, digenite y bornite), disperses or in quartz and chlorite vein are related.
The andesites and andesite—basalts present in the sector Transval, La Cruz and the surroundings show an abundant occurrence of oxides and hydroxides of iron and propylitic alteration featured by the presence of epidote, chlorite, calcite, and sericite, as well as primary and secondary mineralization of Cu and Fe calcopirite, piite, coveline, malaquite, goethite, chalcocite, and hematite).
Taking into account the island—arc environment in which it was formed, the host rocks, the alteration types, and the Cu and Cu—Mo associated alterations, the former Cu or Cu—Mo porphyric model proposed is here ratified. However, possible differences may be pointed out at the erosional cross section being, apparently, deeper in La Victoria and westward from Transval where, in case of occurrence of economically interesting mineralization, it could be located nearer the surface (sub—superficial).
Introducción
La investigación pretende agrupar toda la información pretérita y aumentar el nivel de conocimiento a cerca de los depósitos de cobre porfídicos al sur de la Sierra Maestra, con la finalidad de organizar, integrar y actualizar la información, quedando su contenido reflejado en el Mapa Metalogénico de Cuba a escala 1: 250 000.
Para ello se consultó todo el material primario existente, haciendo énfasis en los sectores La Victoria, Transval y La Cruz, estudiados en el proyecto 401-03 del año 1987 "Fundamentación de las direcciones de búsqueda detallada y búsqueda evaluativa para cobre en la región del campo menífero El Cobre, incluyendo la cuantificación de los recursos pronósticos", en el cual se detallan algunas cuestiones relacionas con la mineralización porfídica en la Sierra Maestra.
Los depósitos porfídicos hoy día juegan un papel muy importante en la minería del cobre, molibdeno y estaño (Wolfgang G., 2010). Estos yacimientos están asociados a procesos magmáticos subvolcánicos y su nombre proviene de las rocas más frecuentes que los hospedan, vale decir cuerpos de roca intrusiva de textura porfídica, con los cuales guardan estrecha relación espacial y genética (Dill, 2010). Los depósitos minerales La Victoria, Transval y La Cruz en Santiago de Cuba, son un ejemplo de cobre porfídico desarrollados sobre el arco volcánico del Paleógeno.
Los objetivos de la investigación son identificar la mineralogía anteriormente descrita, realizar análisis petrográfico e identificar minerales indicadores de los distintos procesos de alteración para complementar la información existente, la cual será utilizada en la confección del Mapa Metalogénico de Cuba a escala 1: 250 000
Materiales y métodos
Ubicación geográfica
Los depósitos minerales La Victoria, Transval y La Cruz se encuentran ubicados sobre las rocas de la Sierra Maestra (Santiago de Cuba), el cual constituye uno de los objetivos geológicos más importantes del país para el hallazgo de yacimientos minerales (Fig. 1). Las rocas plutónicas están representadas por gabro-dioritas, dioritas cuarzosas y mas raramente por plagiogranitos.
Fig. 1 Ubicación de los sectores de estudio
Fueron analizadas 16 secciones pulidas y 6 secciones delgadas pertenecientes a rocas ígneas, que se ubican en los alrededores de las manifestaciones La Cruz, Transval y La Victoria (Fig. 1).
El estudio mineragráfico fue realizado en 1989 por el especialista Mario Estrugo en el microscopio POLAN R-302. Para este trabajo se reanalizaron las muestras en el microscopio binocular AXIO Scope A1 del laboratorio de Petrología y Mineralogía del Instituto de Geología y Paleontología (IGP) y fue posible la toma de microfotografías.
En el análisis petrográfico, el método seguido para el reconocimiento de minerales formadores de rocas y de alteración fue la observación visual bajo el microscopio óptico Nikon. Para la descripción de las rocas ígneas y volcánicas se tuvo en cuenta la clasificación de Streckeisen (1976 y 1978) y el modelo clásico de Lowell y Gilbert (1970), modificado por Giggebach (1997) en Maksaev V. (2004), para el estudio de las alteraciones hidrotermales.
Resultados y discusión
Mineragrafía
Se observó la relación y distribución de la mayoría de los minerales descritos previamente por el especialista Mario Estrugo. Donde en todas las muestras reanalizadas, puede apreciarse la mineralización diseminada, aunque en una de ellas se encuentra rellenando vetillas. Entre los minerales mayoritarios se cita la calcopirita, magnetita, hematita-goethita y pirita. Dentro de los minoritarios está la bornita, molibdenita, covelina-digenita, malaquita, calcosina y titanatos.
Calcopirita: Generalmente forma granos y agregados con formas irregulares (Fig. 2 A), cuyo tamaño varía entre 0.0054 – 0.44210mm. Los granos pequeños son más abundantes. Estos frecuentemente forman acumulaciones, aunque en ocasiones pueden encontrarse algunos granos aislados. Los de mayor tamaño son menos frecuentes y a veces corroen o rodean parcialmente granos de pirita, magnetita y titanatos.
Pirita: Raros granos que se encuentran muy aisladamente de forma irregular (Fig. 2A), en ocasiones cúbicos, con tamaños desde 0.0378 – 0.1512mm, observándose que la calcopirita rellena cavidades o la rodea en partes.
Magnetita: Forma granos irregulares con tamaños desde 0.0054 – 0.1263mm (Fig. 2B y 3B). Se encuentran diseminados en la roca y forman acumulaciones de varios granos, presentando porosidad en la superficie y son corroídos por la calcopirita que la rodea parcialmente.
Hematita-Goethita: Forman agregados irregulares que rodean parcialmente o sustituyen totalmente a la magnetita (Fig. 2B), en un proceso de martitización. En ocasiones la hematita presenta forma laminar.
Bornita: Raros granos sub-microscópicos que se localizan rellenando poros en la pirita.
Molibdenita: Se encuentra en granos aislados, raramente en grupos de 3 – 4 granos, para un total de 27 granos, regularmente presentan formas laminares aisladas. En ocasiones entrecrecida o en maclas paralelas. Su tamaño oscila entre 0.0054 – 0.0271mm.
Covelina-Digenita: Agregados que se observan frecuentemente rodeando o sustituyendo los bordes de algunos granos de calcopirita (Fig. 3A); observándose las variedades de covelina azul y gris azulado.
Titanatos: Granos irregulares o alargados, diseminados en la roca y corroídos por la calcopirita que los envuelve en ocasiones.
Malaquita: Forma impregnaciones e algunos lugares de la roca asociados con hidróxidos de hierro.
Calcosina: En ocasiones rodean a la calcopirita. Se asocia a los hidróxidos de hierro.
Fig. 2 A) muestra 1249-1: granos de pirita (Py) y calcopirita (Cpy), con analizador, objetivo 10x; B) muestra 1249: hematita (Hem) sustituyendo a magnetita (Mag) en un proceso de martitización, con analizador, objetivo 20x.
Fig. 3 Muestra 1249 A): covelina- digenita (Dig), sustituyendo a la calcopirita, con analizador, objetvo 20x; B) magnetita sustituyendo a pirita, con analizador, objetivo 20x.
Petrografía
Según el análisis petrográfico las rocas encajantes de la mineralización en los sectores de estudio son ígneas de composición Dacita, Andesita, Basalto, Pórfido de Diorita y Pórfido de Andesita (Fig. 4).
Dacita: Entre los minerales formadores de roca está el cuarzo (Qz) 90%, el cual se encuentra tanto en la matriz como en fenocristales, plagioclasa (Pgl) 5% y máficos (relictos). La textura es porfídica, donde los cristales mayores de Pgl y Qz se encuentran rodeados por una matriz microlítica de Qz. Dentro de los minarles de alteración se citan: la clorita, epidota (vinculada a los óxidos e hidróxidos de hierro (Fe)) y la sericita, la cual afecta principalmente a las Pgl (Fig. 4A).
Andesita: Los fenocristales están compuestos generalmente por plagioclasas, en ocasiones zonadas. No se observan relictos de minerales máficos. La matriz esta compuesta por microlitos de Pgl, Qz y vidrio volcánico. La misma se encuentra intensamente sericitizada y cloritizada, la composición de la plagioclasa es media (An 32-36). Parte de la sección contiene carbonato, donde éste se encuentra bordealdo al mineral metálico (Fig. 4B).
Basalto: Compuesta en su mayoría por Pgl (An 50-62 Labradorita); donde las mismas se encuentran cloritizadas. El Qz que se observa en la muestra surge a partir de alteración, afectando generalmente a las Pgls. Algunas muestras presentan textura bariolítica (Fig. 4C), mientras que en otras es porfídica. Los fenocristales de plagioclasas conforman aproximadamente el 5% de la muestra. Los minerales alteración más notables son clorita calcita, epidota y son escasos los relictos de minerales máficos.
Pórfido de Diorita: Debido a que la muestra se encuentra muy alterada, es difícil precisar los rasgos primarios de la roca. El Qz y el feldespato potásico son los minerales de alteración más abunadantes, siendo frecuente también la presencia de biotita, sericita, clorita y calcita. Los cristales de Pgl son escasos.
Pórfido de Andesita: La roca presenta textura porfídica, en la que se observan fenocristales de Pgl en ocasiones sericitizados (muchas de éstas zonadas) y una matriz compuesta por microlitos de Qz, Pgl y anfíboles alterados a clorita y epidota. En algunos casos las muestras se encuentran carbonatizadas (3%), afectando generalmente a los minerales que se encuentran en la matriz. (Fig. 4D). Algunas secciones presentan vetillas de 4.4-0.5mm de espesor, rellenas de cuarzo, mineral metálico y clorita.
Fig. 4 A) dacita: fenocristales de Pgl y Qz, con matriz de Qz y vidrio volcánico, muestra 1302, con analizador, objetivo 4x. B) andesita: textura fluidal de la matriz, con alteraciones de epidota y sericita, muestra 833, con analizador, objetivo 10x. C) basalto: fenocristal de Pgl cortado por vetilla de Qz y textura bariolítica, muestra 887, con analizador, objetivo 4x. D) pórfido andesita: textura porfídica intergranular, con alteración de calcita en la masa cristalizada, muestra 1299, con analizador, objetivo 4x.
Alteración hidrotermal
Fueron observadas dos zonaciones (potásica y propilítica) de acuerdo a los modelos clásicos de Lowell y Gilbert (1970), modificado por Giggebach (1997) en Maksaev V. (2004).
En los sectores La Victoria y oeste de Transval, vinculados a diorita y pórfidos de andesita, se observa alteración hidrotermal del tipo potásica, con predominio de biotita hidrotermal sustituyendo la hornblenda ígnea, cuarzo, clorita y en menor proporción feldespato potásico (Fig. 5), a la que se relacionan la calcopirita, molibdenita, pirita y minerales secundarios de Cu (calcocita, covelina, cuprita, digenita y bornita), dispersos o en vetillas de cuarzo y clorita.
Fig. 5 Alteración potásica. A): diorita con alteración de biotita (Bt), muestra 1249, objetivo 4x, con polarizador. B): biotita hidrotermal sustituyendo la hornblenda (Hbl) ígnea, muestra 1249, objetivo 10x, sin polarizador. C): feldespato potásico alterando la masa cristalina de una diorita, muestra 1249, objetivo 10x, con polarizador.
Los sectores Transval, La Cruz y sus alrededores, tienen un desarrollo abundante de óxidos e hidróxidos de Fe y alteración propilítica en rocas basálticas y andesíticas, caracterizada por la presencia de epidota, clorita, calcita, sericita (Fig. 6) y mineralización primaria y secundaria de Cu y Fe (calcopirita, pirita, covelina, malaquita, goethita, calcocita y hematita).
Fig. 6 Alteracion propilítica. A): cloritización (Cl) de las plagioclasas (Pgl) y el vidrio volcánico en la matriz del basalto, muestra TR-2, objetivo 4x, sin polarizador. B): epidota y sericita alterando la matriz microlítica en una andesita, muestra 833, objetivo 4x, con polarizador. C): calcita bordeando la mineralización metálica en un pórfido andesítico, muestra 819, objetivo 4x, con polarizador.
Clasificación y descripción de las inclusiones fluidas
Las inclusiones fluidas en Qz, de los sectores La Victoria, Transval y La Cruz, son clasificadas en Tipo I (líquido-vapor) con pequeñas burbujas, Tipo II (rica en vapor) y Tipo III (líquido + vapor + sólido). Fueron encontradas en venas y fenocristales de cuarzo.
Las mismas son primarias, secundarias y seudosecundarias, con formas irregulares, ligeramente alargadas y redondeadas (Fig. 7). Sus dimensiones son más pequeñas en los sectores de Transval y La Cruz (alteración propilítica).
Es notable la presencia de las inclusiones Tipo II y III (Fig. 7 A), con sólidos de sales y de faces opacas, en la zona de biotitización, relacionada al intrusivo (La Victoria).
Fig. 7 A): inclusiones fluidas Tipo II y III, muestra 1249 (pórfido diorítico), objetivo 50x. B): inclusión Tipo III en un cristal de cuarzo, muestra 1302, objetivo 50x.
Conclusiones
Un análisis de la información existente, junto con los nuevos resultados obtenidos permitió:
Ratificar el modelo de Cu porfírico en los sectores La Victoria, Transval y La Cruz.
Agrupar los nombres de las alteraciones dentro de los procesos definidos en la literatura actual.
Se establece que la mineralización se encaja en pórfidos de dacita, andesitas, basaltos y dioritas.
Las rocas han sufrido alteración potásica en el sector La Victoria y propilítica en Transval y La Cruz.
La zona de alteración propilítica coincide con la de baja pirita y la potásica con la calcopirita, mencionadas en la literatura.
Bibliografía
Cabrera R., A. Porro, J. Izquierdo, 1987. Fundamentación de las direcciones de búsqueda detallada y búsqueda evaluativa para cobre en la región del campo menífero El Cobre, incluyendo la cuantificación de los recursos pronósticos, La Habana.
Dill, H.G., 2009. The "chessboard" classification scheme of mineral deposits: Mineralogy and geology from aluminum to zirconium. Earth-Science Reviews 384p.
Maksaev V., 2004. Pórfidos Cupríferos, Universidad de Chile, Departamento de Geología.
Wolfgang G., 2010. Ambiente post-magmático, Pórfidos Cupríferos: http: //www.geovirtual2.cl/Entrada/ApuntesIntro01.htm.
Autor:
Dunia Figueroa Guanche,
Xiomara Cazañas Díaz,
Mercedes Torres la Rosa
Ave. Vía Blanca No. 1002 e/ Río Luyanó y Prolongación de Calzada de Güines, Rpto. Los Ángeles, Municipio San Miguel del Padrón, La Habana, Cuba,