PARAGÉNESIS SUPERGÉNICA DE MINERALES DE ZINC EN LA VETA LASTENIA DEL DISTRITO Pb-Zn CAMPANA MAHUIDA, NEUQUÉN

GALLEGOS, Ernesto1, MARTÍNEZ DOPICO, Carmen I. 1, BERBEGLIA, Yanina1 y VATTUONE, María E.1 y 2

1 Departamento de Ciencias Geológicas, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Argentina. E-mail: ernestog@gl.fcen.uba.ar, carmen@gl.fcen.uba.ar, yanina@berbeglia.com.ar 2 INGEIS (CONICET), Ciudad Universitaria, CP 1428, Buenos Aires, Argentina. E-mail: elena@gl.fcen.uba.ar Abstract: SUPERGENE PARAGENESIS OF ZINC MINERALS IN THE LASTENIA VEIN OF THE CAMPANA MAHUIDA Pb-Zn DISTRICT, NEUQUÉN. The mineralogy of zincsilite, gunningite, hemimorphite and willemite has been studied by petrographic microscopy, SEM, XRD and EDS. All these minerals were found in the oxidation zone of veins of the Campana Mahuida Pb-Zn district in the Patagonian Andes, Neuquén, Argentina. The zinc minerals are originate from sphalerite supergene alteration in a silica rich oxidation zone with a relatively low pH in absence of carbonates. KEYWORDS: Zincsilite, Gunningite, Supergene, Campana Mahuida, Neuquén INTRODUCCIÓN El presente trabajo tiene por objetivo describir, interpretar y proponer un modelo genético para la paragénesis de minerales supergénicos de zinc hallada en la Veta Lastenia del distrito Campana Mahuida sobre la base de los análisis obtenidos hasta el momento. Los minerales de zinc determinados son zincsilita, hemimorfita, willemita y gunningita, por lo general se los encuentra en agregados microcristalinos con cuarzo y silicatos de zinc mutuamente intercrecidos. La zincsilita – Zn3 Si4.O10 (OH)2.4H2O – es el extremo zincífero de las montmorillonitas trioctaédricas sin Al que forma una serie con sauconita. La hemimorfita – Zn4Si2O7(OH)2.H2O – es un sorosilicato muy común en la zona de oxidación de este tipo de yacimientos. La willemita – Zn2SiO4 – es un nesosilicato que pertenece al grupo de la fenaquita (Gaines et al. 1997 y Strunz y Nickel 2001). El único sulfato supergénico encontrado, gunningita – (Zn, Mn)SO4.H2O –, es un mineral monohidratado que pertenece al grupo de la kieserita y fue descubierto en Keno Hill - Galena Hill, Yukón, Canadá (Jambor y Boyle 1962).

Todos estos minerales se hallan en rocas con texturas tipo stockwork donde las venillas portadoras de cuarzo y baritina forman un reticulado impregnado con agregados limoníticos. ANTECEDENTES El distrito Campana Mahuida se encuentra en el departamento de Loncopué (Neuquén), 120 Km al nornoreste de la ciudad de Zapala, sobre la margen este del río Agrio. Dicho yacimiento ha sido estudiado por, entre otros, Korten (1958), Zanettini (1979, 1979b), Angelelli (1984) y Chabert y Zanettini (1999). Franchini y Malvicini (1998) e Impiccini et al. (2002) analizaron el pórfiro cuprifero haciendo incapié en la alteración hidrotermal. El yacimiento estuvo en actividad durante distíntos períodos y dicha explotación fue abandonada en sendas oportunidades. Actualmente se considera que las reservas de Cu ascienden a 40 millones de toneladas con una ley de 0,49% de Cu (Chabert y Zanettini 1999). La veta Lastenia se halla 700 m al norte del cerro Campana Mahuida. En dicha veta,

Figura 1. Bosquejo geológico del Distrito Campana Mahuida. Modificado de Angelelli (1984). Gallegos et al. (2004) han encontrando una asociación de silicatos de zinc, detallando el hallazgo de zincsilita. Los únicos lugares del mundo en que se ha encontrado este mineral es en Kazakhstan (Smol’yaninova et al. 1960, en Fleischer 1961), en la zona de oxidación de un skarn portador de esfalerita, y en Campana Mahuida. Por otra parte, en Berbeglia et al. (2005) se pudo determinar, por primera vez para Argentina, gunningita asociada a los minerales supergénicos antes mencionados. En Argentina ha sido mencionada willemita en las provincias de San Luis (Angelelli y Gordon 1948 y Arcidiácono 1969) y Córdoba (Gay e Hillar 1968) y hemimorfita en las provincias de Jujuy (Beder 1928 y Ahlfeld y Angelelli 1948) y La Rioja (yacimiento El Llanito, Pezzutti y Brodtkorb 1975). En ambos casos su formación tiene lugar en yacimientos plumbo-zincíferos, esencialmente como producto de la alteración supergénica de esfalerita. No hay antecedentes en nuestro país de una paragénesis similar a la propuesta en el presente trabajo. GEOLOGÍA GENERAL La estratigrafía de la región comprende sedimentitas fluviales de la Formación Tordillo

(Jurásico superior) intruidas por un cuerpo porfírico andesítico (Formación El Sillero). El cuerpo porfírico está asociado al magmatismo de arco Cretácico tardío a Eoceno-Oligoceno (Chabert y Zanettini 1999) característico de varios distritos similares ubicados en la Cordillera Principal. El ambiente estructural en que tuvo lugar la intrusión es una dirección de debilidad de rumbo nornoreste. La falla del río Agrio eleva el bloque al este del mismo, donde se encuentra el Distrito Campana Mahuida (Zanettini 1979b). La mineralización se encuentra en un sistema de vetas con un azimut predominante 65º-83º con inclinaciones alternantes al sureste y al noroeste (Angelelli 1984) encajantes tanto en areniscas como en andesitas, de longitud y potencia variables que se manifiestan como crestones limoníticos. El esqueleto de estos cuerpos limoníticos está compuesto alternativamente por cuarzo y baritina. Las principales características geológicas de la comarca se encuentran representadas en la figura 1. METODOLOGÍA La gunningita, acompañada de willemita y cuarzo, fueron determinadas por Difracción de Rayos X (DRX), con goniómetro y utilizando el método Debye Scherrer con radiación de

Figura 2. Fotografías de los minerales estudiados bajo microscopio electrónico de barrido (SEM). a. Cristal de hemimorfita maclado asociado a pequeños cristales de willemita. b. Agregado de cristales tabulplares a prismáticos de willemita. c. Willemita en fajas y esferoides sobre hemimorfita maclada. d. Willemita en fajas y esferoides con pequeños cristales de zincsilita adosados. Wil: willemita, Hm: hemimorfita, Znc: zincsilita, Q: cuarzo. cobre. La longitud de onda utilizada fue de 1,5418 A° y se usó filtro de Ni. Los parámetros ópticos de todos los minerales se obtuvieron del estudio con microscopio de polarización en cortes delgados. Los análisis químicos de zincsilita y willemita se obtuvieron mediante un analizador de energía dispersiva (EDS) con haz de 2 micrones de diámetro, corrección convencional ZAF y TKOFF=25,0º. La paragénesis fue corroborada mediante el estudio morfológico realizado a través de lupa binocular, microscopía convencional y microscopía electrónica de barrido (SEM).

MINERALOGÍA DE LA PARAGÉNESIS Los minerales de zinc (zincsilita, hemimorfita, willemita y gunningita) están acompañados por otros minerales supergénicos como rutilo, cuarzo microcristalino, franklinita, jarosita y otros óxidos limoníticos. Los cristales de los tres silicatos se hallan intercrecidos, formando venillas de hasta 1 cm de espesor en la masa limonítica. El tamaño máximo de los cristales alcanza 6 mm, por lo que su identificación

Cuadro 1. Resumen de las características físicas, ópticas y morfológicas de los minerales de zinc encontrados. Modificado de Gallegos et al. (2004).

Zincsilita

Willemita

Hemimorfita

Gunningita

Fórmula

química ideal

Zn3Si4O10(OH)2 .4H2O Zn2SiO4

Zn4Si2O7(OH)2 .H2O

(Zn, Mn)SO4 .H2O

Clasificación

de Dana [Strunz]

71.3.1b.8 [VIII/H.20-60]

51.1.1.2 [VIII/A.01-20]

56.1.2.1 [VIII/C.08-10]

29.6.2.5 (29.6.2)[VI/C.01-60]

Datos

cristalográ- Ficos

monoclínico, 2/m. Hábito laminar u hojoso paralelo a (001).

trigonal, -3. Cristales prismáticos largos (terminados en romboedros) a fibrosos. Masas botroidales constituidas por pequeños cristales prismáticos gruesos.

rómbico, mm2. Hábito tabular a prismático. Combinación de prismas con terminaciones piramidales. Entre las formas más desarrolladas se destacan {100}, {hkl} y {110}. Plano de macla (001).

monoclínico, grupo espacial 2/m. Hábito prismático a acicular. Se observan maclas de dos individuos según (001).

Propiedades

físicas

Incoloro a blanco, semitransparen- te. Brillo perlado. Clivaje perfecto {001}.

Incoloro a blanco, con alto grado de transparencia. Brillo vítreo. Clivaje bien definido. Fractura concoide.

Incoloro a blanco, transparente. Brillo vítreo a graso. Clivaje perfecto. Fractura concoide.

Incoloro a blanco, transparente. Brillo vítreo. Clivaje bueno en tres direcciones paralelas a la elongación de las acículas (eje b).

Propiedades

ópticas

Biáxico (-) 2Vα (medido) 50°

Uniáxico (+)

Biáxico (+) 2Vγ (medido) 40°

Biáxico (+) 2Vγ (medido) No determinado

surge de los análisis químicos (Gallegos et al. 2004), difracción de rayos X (Berbeglia et al. 2005), así como también del estudio microscópico convencional y electrónico de barrido (SEM, ver figura 2). Las características

morfológicas, físicas y ópticas de los minerales de zinc se detallan en el cuadro 1. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

Se detalla una paragénesis totalmente novedosa para la República Argentina, incluyendo dos minerales nunca antes hallados en el país. La sucesión de eventos sería la siguiente: en presencia de pirita (evidenciada por los abundantes óxidos limoníticos en el sombrero de hierro) el proceso de meteorización disocia este mineral, muy inestable en la zona de oxidación, liberando Fe+3 y ácido sulfúrico. Dicho ácido ataca el mineral hipogénico de zinc, esfalerita, acelerando el proceso de alteración meteórica según la siguiente reacción: ZnS + 2Fe+3 + 3SO4

-2 + 1,5H2O 2Fe+2 + 2H+ + Zn+2 + 4SO4

-2

El zinc en solución se puede asociar al sulfato para cristalizar gunningita, pero la baja proporción de este mineral indica que este proceso no fue dominante o que este sulfato se volvió a disolver rápidamente en las soluciones circulantes. El zinc en solución puede, en este punto, seguir dos caminos: continuar de ese modo hasta la zona de reducción o cristalizar in situ en conjunto con sílice disuelta, agua y oxígeno libre. Así se explica la cristalización de willemita y hemimorfita en cristales bien desarrollados. La posterior alteración de willemita dio lugar a las pequeñas proporciones de zincsilita observadas en las líneas de clivaje de este mineral. Por lo expuesto se puede afirmar que los fluidos mineralizantes fueron acidificados por la alteración de pirita y el transporte de los mismos no fue importante ya que los minerales de zinc se encuentran asociados al sombrero de hierro. Se puede afirmar que el carbonato estuvo totalmente ausente en el sistema por la falta de smithsonita en la paragénesis supergénica observada, ya que se trata del mineral más común en este tipo de ambientes en presencia de carbonatos. AGRADECIMIENTOS El presente trabajo se realizó con apoyo de los proyectos PIP CONICET N° 02244 y UBACYT X238. REFERENCIAS Ahlfeld, F. y Angelelli, V., 1948: "Las especies

minerales de la República Argentina".

Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Geologico y Minero. Publicación N° 458. Jujuy.

Angelelli, V., 1984. Yacimientos metalíferos de la República Argentina volúmen II. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires, Facultad de Ciencias Naturales y Museo de La Plata, UNLP, 704 p., La Plata.

Angelelli, V. y Gordon, S., 1948. Sanmantinita, a new zinc tungstate from Argentina. Not. Nat. Philadelphia: 205.

Arcidiácono, E. C. 1969. Sobre las asociaciones minerales de las zonas de oxidación de yacimientos de plomo, distrito Las Aguadas. Prov. de San Luis, República Argentina. Revista de la Asociación Geológica Argentina, 24: 119-125.

Beder, R., 1928. Los yacimientos de plomo en el dpto. de Yavi, provincia de Jujuy. Dirección General de Minas, Geología e Hidrología. Publicación N° 38, Buenos Aires.

Berbeglia, Y., Martínez Dopico, C. I., Gallegos, E., Vattuone, M. E. Y Latorre, C. O., 2005. Gunningita en asociación con silicatos de zinc en la veta Lastenia del distrito Pb-Zn Campana Mahuida, Neuquén. Presentado al XVI Congreso Geológico Argentino.

Charbert, M. R. y Zanettini, J. C. M., 1999. Pórfiro cuprífero, Campana Mahuida, Neuquén. En: Recursos Minerales de la República Argentina (Ed. E.O. Zappettini), Instituto de Geología y Recursos Minerales de Argentina, Anales 35:1279-1288, Buenos Aires.

Franchini, M. Y Malvicini, L., 1998. Las alteraciones y mineralizaciones de Campana Mahuida y Caicayén, Neuquén: nuevos datos para la exploración de la asociación Skarns de Cu – Pórfiros cupríferos en la cordillera principal. Revista de la Asociación Geológica Argentina, 53 (3): 401-415.

Gaines, R. V., Skinner, H. C., Foord, E. E., Mason, B. y Rosenzweig, A., 1997. Dana's New Mineralogy 8th edition. John Willey and Sons, Incorporated, 1819 p, New York.

Gallegos, E., Berbeglia, Y., Martínez Dopico, C. I., Lagorio, S. L., Vattuone, M. E. y Latorre, C. O., 2004. Hallazgo de zincsilita acompañada de willemita y hemimorfita en la Veta Lastenia del distrito Pb-Zn Campana Mahuida, Neuquén. Séptimo Congreso de Mineralogía y Metalogenia, Actas: 55-58.

Gay, H. D. e Hillar, N. A., 1968. Sobre el hallazgo de Wulfenita, Vanadinita, Descloizita en canteras El Sauce, dpto. Colón, Córdoba. Terceras Jornadas Geológicas Argentinas, 3: 13-23, Buenos Aires.

Impiccini, A., Franchini, M., Schalamuk, I. B. A.y Meinert, L., 2002. Mineralogía y composición química de los filosilicatos del pórfido de Cu Campana Mahuida, Neuquén. Sexto Congreso de Mineralogía y Metalogenia, Actas: 197-204.

Jambor, J. L. y Boyle, R. W., 1962. Gunningite, a new zinc sulphate from the Keno Hill-Galena Hill Area, Yukon. Canadian Mineralogist, 7 (2); 209-218.

Korten, H., 1958. Estudio Geológico Económico del distrito minero Campana Mahuida (zona norte), Provincia de Neuquén. Tesis Doctoral Facultad Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, 73 p. (Inédito).

Pezzutti, N. y Brodtkorb, M. K. de, 1975. La asociación auricalcita, smithsonita, hidrozincita y hemimorfita, de la manifestación El Llanito, Prov. de La Rioja. Sexto Congreso Geológico Argentino, 3: 123-132.

Smol'yaninova, N. N., Moleva, V. A. y Organova, N. I. 1960. A new aluminum-free member of the montmorillonite-sauconite series. Academy of Sciences, URSS. En: Fleischer, M., 1961. American Mineralogist, 46: 241-242.

Strunz, H. y Nickel, E., 2001. Strunz Mineralogical Tables. Schweitzerbart'sche Verlagsbuchhandlung, 720 p.

Zanettini, J. C. M., 1979. Geología de la comarca de Campana Mahuida (Provincia del Neuquén). Revista de la Asociación Geológica Argentina, 34 (1): 61-68.

Zanettini, J. C. M., 1979b. Geología del pórfiro cuprífero Campana Mahuida, Provincia del Neuquén. Revista de la Asociación Geológica Argentina, 34 (3): 224-234.