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Epochs of intrusion-related copper mineralization in the Andes

1988; Elsevier BV; Volume: 1; Issue: 1 Linguagem: Espanhol

10.1016/0895-9811(88)90018-1

1873-0647

Richard H. Sillitoe,

Geological and Tectonic Studies in Latin America

Seventy-four copper deposits and prospects related intimately to intrusive activity in the Andes have been dated radiometrically during the last 18 years by many different investigators, most of whom used the KAr method. The results are summarized and some of their local and regional implications are reviewed. A number of copper deposits, mainly of the porphyry type, were emplaced in, or near to, premineral volcanic sequences and (or) equigranular plutons. Such precursor volcanism lasted for as long as 9 Ma, and preceded mineralization by intervals of from less than 1 Ma to as much as 9 Ma. Precursor plutons were emplaced no more than 2 to 3 Ma prior to mineralization at several localities in Chile, but possibly as long as 10 to 30 Ma earlier in parts of Colombia and Peru. The time separating emplacement of progenitor stocks and hydrothermal alteration and accompanying copper mineralization, and the duration of alteration-mineralization sequences generally are both less than the analytical uncertainty of the KAr method. However, on the basis of a detailed study of the Julcani vein system in Peru and less clearcut evidence from elsewhere, it may be concluded that alteration and copper mineralization followed stock or dome emplacement by substantially less than 1 Ma and lasted for 0.5 to 2 Ma and, locally, possibly as long as 3 Ma. At several localities, post-mineral magmatic activity could not be separated by the KAr method from the preceding alteration-mineralization events. As many as nine epochs of copper mineralization, ranging in age from late Paleozoic to late Pliocene-Pleistocene, are recognizable in the central Andes of Chile, Peru, Bolivia, and Argentina, and at least four somewhat different epochs characterize the northern Andes of Colombia. Each epoch coincides with a discrete linear sub-belt, some of which extend for more than 2000 km along the length of the orogen. More than 90% of Andean copper resources, mainly as porphyry deposits, are confined to three Cenozoic sub-belts of Paleocene-early Eocene (66-52 Ma), late Eocene-early Oligocene (42-31 Ma), and middle Miocene-early Pliocene (16-5 Ma) ages in southern Peru and Chile. The scarcity of porphyry copper deposits and the increase of pluton-related copper veins in Jurassic and Cretaceous sub-belts farther west in the central Andes is believed to be due to deeper levels of erosion. In the central Andes, copper sub-belts became progressively younger eastward in response to the effects of a compressional tectonic regime imposed on the overriding South American plate, following mid-Cretaceous opening of the South Atlantic Ocean basin. A marked eastward breakout of middle Miocene-early Pliocene copper mineralization up to 300 km into western Argentina and Bolivia is attributed to rapid subduction of young buoyant oceanic lithosphere during the Miocene. A contrasting migration pattern of copper sub-belts characterized the northern Andes, where an early Cretaceous to early Eocene trenchward shift is thought to have been caused by accretion of oceanic terranes to the continental edge. The observed distribution of copper sub-belts reflects the tectonic segmentation of the Andes. Three first-order segments are defined by the well-known Huancabamba and Abancay Deflections, at latitudes 5°S and 14°S, respectively. Each first-order segment is characterized by a profoundly different distribution, timing and, in part, style of copper mineralization, and by distinct copper endowments. Anomalous patterns of sub-belts abut both deflections. Several second-order boundaries appear to have caused more subtle changes along individual copper sub-belts. Additional programs of radiometric dating, on both local and regional scales, are required before the migration and segmentation of copper (and associated metallogenic) sub-belts in the Andes are properly defined and understood. Durante los últimos 18 años, diferentes investigadores han datado radiométricamente, mayormente por el método K-Ar, 74 depósitos y prospectos de cobre estrechamente asociados a actividad intrusiva en los Andes. Algunos de los depósitos cupríferos, principalmente del tipo pórfidos de cobre, fueron emplazados en, o cerca de secuencias volcánicas y (o) plutones equigranulares de carácter premineral. Este volcanismo duró tanto como 9 Ma y procedió a la mineralización en intervalos que van desde menos de 1 Ma hasta por lo menos 9 Ma. Los plutones se emplazaron previo a la mineralización, en varias localidades de Chile, en no más de 2 a 3 Ma, pero posiblemente en 10 antes, en algunas partes de Colombia y Perú. El tiempo que separa el emplazamiento de los intrusivos progenitores y la alteración hidrotermal y mineralización de cobre asociada, y la duración de las secuencias de alteración-mineralización son en ambos casos menores que el error analítico del método K-Ar. Sin embargo, en base al estudio detallado del sistema de vetas de Julcani en Perú y a evidencias no tan definidas de otros lugares, se peude concluír que la alteración y la mineralización de cobre siguió al emplazamiento de los intrusivos (o los domos volcánicos) en una cifra substancialmente menor a 1 Ma, y duró entre 0.5 y 2 Ma, llegando localmente a alcanzar hasta 3 Ma. En varias localidades, la actividad magmática post-mineral no puede ser separada temporalmente de los eventos precedentes de alteración-mineralización. Un total de por lo menos 9 épocas de mineralización de cobre se han reconocido en los Andes Centrales de Perú, Chile, Bolivia y Argentina, y por lo menos 4 épocas algo diferentes caracterizan los Andes de Colombia. La edad de coincide con una épocas va desde el Paleozoico tardío hasta el Plioceno tardío-Pleistoceno. Cada época coincide con una distinta sub-franja linear, alguna de las cuales se extienden por más de 2,000 km a lo largo de la longitud del orógeno. Más del 90 porciento de los recursos andinos de cobre se concentran en el sur del Perú y Chile, principalmente en la forma de pórfidos cupríferos, y están confinados a tres sub-franias Cenozoicas de edades Paleoceno-Eoceno inferior (66-52 Ma), Eoceno tardío-Oligoceno inferior (42-31 Ma) y Mioceno medio-Plioceno inferior (16-5 Ma). La escasez de depósitos del tipo pórfido cuprífero y el incremento en el número de vetas de cobre relacionadas a plutones en las sub-franjas de edad Jurásica y Cretácica ubicadas más hacia el oeste en los Andes Centrales, se cree se debe a un nivel de erosión más profundo. En los Andes Centrales, las sub-franjas de cobre se hacen progresivamente más jóvenes hacia el este en respuesta a los efectos de un regimen tectónico compresivo dentro de la placa Sudamericana que siguió a la apertura, durante el Cretácico medio, de la cuenca oceánica del Atlantico Sur. Una marcada migración de la mineralización de cobre hacia el este durante el Mioceno medio-Plioceno inferior, por cerca de 300 km en la parte oeste de Argentina y Bolivia, se atribuye a una rápida subducción, durante el Mioceno, de una litósfera oceánica joven. Un cuadro de migración contrastante de sub-franjas cupríferas caracteriza a la parte norte de los Andes. Ello se habría debido a un cambio en la fosa, durante el Cretácico inferior a Eoceno temprano, a causa del adosamiento de terrenos oceánicos al borde continental. La distribución observada de las sub-franjas cupríferas refleja la segmentación tectónica de los Andes. Tres segmentos de primer orden se definen en base a las conocidas Deflexiones de Huancabamba y Abancay en las latitudes 5° y 14°S respectivamente. Cada segmento de primer orden está caracterizado por una distribución profundamente distinta, en tiempo y, en parte, en estilos de mineralización, y por diferentes contenidos de cobre. Cuadros anómalos de sub-franjas se adosan a ambas Deflexiones. Varios límites estructurales de segundo orden parecen haber causado cambios más sutiles a lo largo de la s sub-franjas cupríferas individuales. Se requieren programas adicionales de dataciones radiométricas, a escala local y regional, a fin de comprender y definir apropiadamente la migración y segmentación de las sub-franjas cupríferas (y la metalogénesis asociada) de los Andes.