Petrology and Genesis of Carbonate-Hosted Pb-Zn-Ag Ores_San Cristobal.

8/17/2019 Petrology and Genesis of Carbonate-Hosted Pb-Zn-Ag Ores_San Cristobal.

1/302

A N A B S T R A C T O F T H E T H E S I S O F

M a r k W . B a r t l e t t

f o r t h e d e g r e e o f D O C T O R

O F P H I L O S O P H Y

i n G e o l o g y

p r e s e n t e d o n

A p r i l 2 6 , 1 9 8 4

t i t l e :

P E T R O L O G Y A N D G E N E S I S O F C A R B O N A T E - H O S T E D P b , i i g O R E S ,

I S T O B A L D I S T R I C T . . D E P R T M E N T O F

A b s t r a c t a p p r o v e d :

C y r u s W . F i e l d

T h e S a n C r i s t o b a l D i s t r i c t i s

l o c a t e d i n

t h e C o r d i l l e r a

O c c i d e n t a l 1 1 0 k i n e a s t o f L i m a , P e r u .

T h e d e p o s i t s c o n s i s t o f p o l y -

m e t a l l i c v e i n a n d s t r a t i f o r m r e p l a c e m e n t ( m a n t o ) o r e s s i t u a t e d i n

r o c k s o f D e v o n i a n t h r o u g h E a r l y J u r a s s i c a g e .

V e i n - t y p e o r e s a r e

l o c a l i z e d b y s t e e p l y - d i p p i n g n o r m a l f a u l t s w h i c h t r e n d t r a n s v e r s e t o

a n a s y m m e t r i c a l a n t i c l i n e , w h e r e a s m a n t o d e p o s i t s a r e f o u n d o n l y i n

Redacted for privacy


2/302

o r c o n c o m i t a n t w i t h , m i n e r a l i z a t i o n a n d f o r m e d a d i s t i n c t i v e m a n -

g a n o s i d e r i t e - s p e c u l a r h e m a t i t e a s s e m b l a g e a n d l a t e r j a s p e r o i d s .

M a s -

s i v e r e p l a c e m e n t o r e e x h i b i t s a p a r a g e n e t i c s e q u e n c e , m i n e r a l o g y , a n d

t r a c e m e t a l c O n t e n t s i m i l a r t o t h o s e o f t h e v e i n s .

F l u i d i n c l u s i o n a n d s u l f u r i s o t o p i c d a t a s u g g e s t a t e m p e r a t u r e

r a n g e o f 3 0 0 - 4 5 0 ° C f o r i n i t i a l q u a r t z - s e r i c i t f c a l t e r a t i o n a n d 1 8 0 -

3 0 0 ° C f o r d e p o s i t i o n o f t h e v e i n a n d m a n t o o r e s .

T h e s a l i n i t y o f t h e

h y d r o t h e r m a l f l u i d s e v o l v e d f r o m t h e q u a r t z p o r p h y r y w a s b e t w e e n 3 0

a n d 5 0 w e i g h t p e r c e n t N a C l e q u i v a l e n t b u t w a s s u b s t a n t i a l l y l o w e r ( 4 -

8 w t . % t 4 a C l

e q u i v ) d u r i n g m i n e r a l i z a t i o n , w h i c h s u g g e s t s d i l u t i o n

b y m e t e o r i c w a t e r s

T h e m e a n

c o m p o s i t i o n o f h y p o g e n e s u l f i d e s

f r o m v e i n a n d m a n t o o r e i s 4 6 p e r m i l a n d v a l u e s r a n g e f r o m 2 4 t o

8 2 p e r m u

S u l f i d e - s u l f u r w a s d e r i v e d t h r o u g h m i x i n g o f m a g m a t i c


3/302

® C o p y r i g h t

b y M a r k W . B a r t l e t t

A p r i l 2 6 , 1 9 8 4

A l l R i g h t s R e s e r v e d


4/302

P e t r o l o g y a n d G e n e s i s o f C a r b o n a t e - H o s t e d P b - Z n - A g O r e s ,

S a n C r i s t o b a l D i s t r i c t , D e p a r t i e n t o f J u n i n , P e r u

b y

M a r k W . B a r t l e t t

A T H E S I S

s u b m i t t e d t o

O r e g o n S t a t e U n i v e r s i t y


5/302

A P P R O V E D :

n t

0





6/302

A C K N O W L E D G E M E N T S

T h i s p r o j e c t w a s u n d e r t a k e n a s p a r t o f a j o i n t r e s e a r c h e f f o r t

i n b e h a l f o f C e n t r o m i n P e r u u n d e r t h e g u i d a n c e o f D r . C y r u s W . F i e l d .

I w o u l d l i k e t o t h a n k b o t h J u l i o P a s t o r a n d C y F i e l d f o r i n i t i a t i n g

t h i s p r o j e c t a n d m a k i n g t h e n e c e s s a r y a r r a n g e m e n t s .

P a r t i a l f u n d i n g

o f t h i s w o r k w a s p r o v i d e d b y g r a n t s f r o m C o n o c o M i n e r a l s C o m p a n y , t h e

E c o n o m i c

G e o l o g i s t s C o r p o r a t e R e s e a r c h F u n d a n d S i g m a X i

T h e f i e l d

w o r k w a s f u l l y s u p p o r t e d b y C e n t r o m i n P e r u .

F i d e l V e r a i n t r o d u c e d m e t o t h e g e o l o g y o f t h e S a n C r i s t o b a l

D i s t r i c t a n d p r o v i d e d m e w i t h a n u m b e r o f s a m p l e s f r o m h i s p e r s o n a l

c o l l e c t i o n . F i d e l , a n d h i s w i f e D o r a , a l s o e n s u r e d t h a t m y

s t a y

i n

P e r u w a s p r o d u c t i v e a n d e n j o y a b l e .

V i c t o r A m p u e r o a n d G i l D a v i l a


7/302

g r a d u a t e a n d g r a d u a t e s t u d i e s . T h e r e s e B e l d e n d i d a n u n t o l d n u m b e r

o f f a v o r s f o r m e , f o r w h i c h I w i l l n e v e r b e

a b l e

t o r e p a y h e r .

F i n a l l y , I a m i n d e b t e d t o m y w i f e G a i l w h o p u t h e r o w n c a r e e r a s

a g e o l o g i s t a s i d e d u r i n g t h e c o u r s e o f m y g r a d u a t e e d u c a t i o n ,

a n d w h o

p r o v i d e d e n d l e s s l o v e , s u p p o r t , a n d e n c o u r a g e m e n t o v e r t h e l a s t f o u r

y e a r s .


8/302

T A B L E O F C O N T E N T S

P a g e

I N T R O D U C T I O N .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

H i s t o r y . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

1

I e r m i n o l o g y .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

P r e v i o u s I n v e s t i g a t i o n s

. . . . . . . . . . . . . . 6

P u r p o s e a n d M e t h o d s o f l n v e s t i g a t i o n

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0

R E G I O N A L G E O L O G Y A N D T E C T O N I C F R A M E W O R K . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

1 2

S T R A T I G R A P H I C U N I T S .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7

E x c e l s i o r P h y l l i t e . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 7

M i t u G r o u p

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9

P u c a r a G r o u p .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 1

A r a m a c h a y F o r m a t i o n . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 2

C o n d o r s i n g a F o r m a t i o n . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 3

G o y l l a r i s q u i s g a F o r m a t l o n . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 5

M a c h a y G r o u p .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5

I G N E O U S R O C K S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 7

C a r a h u a c r a Q u a r t z M o n z o n i t e .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 7

P e t r o g r a p h y a n d P e t r o c h e m i s t r y . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

2 9

A l t e r a t i o n M i n e r a l o g y a n d G e o c h e m i s t r y

3 5


9/302

P a g e

M a n t o - t y p e O r e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 0 7

S t r u c t u r a l a n d L i t h o l o g i c C o n t r o l s . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 1 0

M i n e r a l o g y a n d T r a c e M e t a l G e o c h e m i s t r y . . . . . . . . . . . .

1 1 8

P a r a g e n e s i s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . .

1 3 8

L a t e r a l a n d V e r t i c a l M i n e r a l Z o n a t i o n . . . . . . . . . . . . . .

1 4 3

M e t a l - M e t a l A s s o c i a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 4 5

A l t e r a t i o n

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

1 4 9

O x i d a t i o n a n d S e c o n d a r y E n r i c h m e n t . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 5 2

A L T E R A T I O N O F I H E P U C A R A G R O U P . . . . . . . . .

1 5 4

F e - M n M e t a s o m a t i s i n . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 5 5

S f 1 i c i f i c a t f o n . . . . . . . * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

1 6 7

A r g i l l i c A l t e r a t i o n o f N o n - C a l c a r e o u s R o c k s . . . . . . . . . . . . .

1 7 0

F L U I D I N C L U S I O N S T U D I E S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . .

1 7 5

C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

1 8 3

H o m o g e n i z a t i o n D a t a . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

1 8 4

S a l m i t y D a t a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . .

1 9 0

V e i n - T y p e O r e .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

1 9 5

H o i n o g e n i z a t i o n D a t a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . .

1 9 6

S a l i n i t y D a t a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 9 7

M a n t o - T y p e O r e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

1 9 9

H o m o g e n i z a t i o n D a t a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . .

2 0 0

S a l i n i t y D a t a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 0 1


10/302

L i s t o f F i g u r e s

F i g u r e

P a g e

1 .

L o c a t i o n m a p o f c e n t r a l P e r u .

2

2 . G e n e r a l i z e d g e o l o g i c m a p o f c e n t r a l P e r u .

1 3

3 .

G e n e r a l i z e d g e o l o g i c m a p o f t h e V a u l i D o m e R e g i o n ,

1 5

c e n t r a l P e r u .

4 .

G e n e r a l i z e d s t r a t i g r a p h i c c o l u m n o f t h e Y a u l i D o m e

1 8

R e g i o n .

5 . C o n t a c t o f t h e E x c e l s i o r P h y l l i t e a n d t h e C a r a h u a c r a

2 8

Q u a r t z M o n z o n i t e .

6 .

C h l o r i t e p s e u d o m o r p h a f t e r p y r o x e n e i n t h e C a r a h u a c r a

3 2

Q u a r t z M o n z o n i t e

7 .

A K F d i a g r a m f o r t h e C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y a n d t h e

4 5

C a r a h u a c r a Q u a r t z M o n z o n i t e .

5 0


11/302

F i g u r e

P a g e

1 6 .

B a c k - s c a t t e r e d e l e c t r o n p h o t o g r a p h a n d e l e m e n t a l d o t

8 8

m a p i m a g e s o f a t e t r a h e d r i t e c r y s t a l .

1 7 .

S p e c i m e n o f c o l l o f o r m s i d e r i t e c o n t a i n i n g a l a y e r o f

9 3

c o l l o f o r m s p h a l e r i t e f r o m l a t e - s t a g e m i n e r a l i z a t i o n

o f t h e S a n C r i s t o b a l V e i n .

1 8 .

P a r a g e n e t i c s e q u e n c e o f m i n e r a l d e p o s i t i o n i n v e i n -

9 5

t y p e o r e .

1 9 .

L o g - l o g d i s t r i b u t i o n o f l e a d v e r s u s c o p p e r c o n c e n t r a -

1 0 4

t i o n s i n v e i n - t y p e o r e .

2 0 .

L o g - l o g d i s t r i b u t i o n o f z i n c v e r s u s c o p p e r c o n c e n t r a -

1 0 5

t i o n s i n v e i n - t y p e o r e .

2 1 .

O u t c r o p o f a l t e r e d l i m e s t o n e s h o w i n g t h r e e v e r t i c a l

1 1 2

v e i n s c u t t i n g p e r p e n d i c u l a r t o b e d d i n g .

2 2 .

O u t c r o p o f a s m a l l v e i n i n t h e C a t a l i n a V o l c a n i c s .

1 1 3

2 3 .

O u t c r o p o f t h e v e i n s h o w n i n F i g u r e 2 2 a t t h e i n t e r -

1 1 4

s e c t i o n w i t h t h e P u c a r a G r o u p l i m e s t o n e s .


12/302

F i g u r e

P a g e

3 2 .

A r g i l l i c a l l y a l t e r e d a n d m i n e r a l i z e d t u f f a c e o u s l i m e - 1 7 2

s t o n e s .

3 3 .

S e c o n d a r y ( ? ) f l u i d i n c l u s i o n s i n m a g m a t i c q u a r t z 1 7 8

p h e n o c r y s t s o f t h e C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y .

3 4 .

F l u i d i n c l u s i o n s i n v e i n a n d m a n t o s p h a l e r i t e .

1 8 0

3 5 .

H i s t o g r a m o f f l u i d i n c l u s i o n h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a -

1 8 8

t u r e s i n q u a r t z f r o m t h e C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y .

3 6 .

H i s t o g r a m o f f l u i d i n c l u s i o n s a l i n i t i e s i n q u a r t z

1 9 2

f r o m t h e C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y .

3 7 .

D i a g r a m o f t h e N a C 1 - H 2 0 b i n a r y s y s t e m .

1 9 3

3 8 .

H i s t o g r a m o f f l u i d i n c l u s i o n h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a -

1 9 8

t u r e s f r o m v e i n s p h a l e r i t e ,

v e i n q u a r t z , m a n t o

s p h a l e r i t e , a n d m a n t o q u a r t z .

3 9 .

S u n n a r y o f s u l f u r i s o t o p e d a t a f o r t h e S a n C r i s t o b a l

2 1 9

a n d H u a r i p a m p a M i n e s .


13/302

L i s t o f T a b l e s

T a b l e

P a g e

1 .

M o n t h l y p r o d u c t i o n o f c o p p e r , l e a d , z i n c , s i l v e r , a n d

4

t u n g s t e n f r o m t h e S a n C r i s t o b a l D i s t r i c t m i n e s , 1 9 8 1 .

2 .

Y e a r l y m i n e r a l r e s e r v e s o f c o m b i n e d a n d t u n g s t e n o r e .

5

3 .

T h e o r i e s o f o r i g i n f o r s t r a t i f o r m o r e b o d i e s .

7

4 .

M o d a l a n a l y s e s o f t h e C a r a h u a c r a Q u a r t z M o n z o n i t e .

3 0

5 .

C h e m i c a l a n a l y s e s o f t h e C a r a h u a c r a Q u a r t z M o n z o n i t e .

3 3

6 .

C I P W n o r m a t i v e m i n e r a l s f o r t h e C a r a h u a c r a Q u a r t z

3 4

M o n z o n i t e .

7 . T r a c e m e t a l a n a l y s e s o f

t h e C a r a h u a c r a Q u a r t z

3 7

M o n z o n i t e .

8 .

M o d a l a n a l y s e s o f t h e C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y .

4 0

4 3


14/302

T a b l e

1 8 .

A s s a y s o f c o p p e r , l e a d , z i n c , a n d s i l v e r f o r s e l e c t e d

1 0 1

s a m p l e s o f v e i n - t y p e o r e .

1 9 .

C o r r e l a t i o n m a t r i x f o r c o p p e r , l e a d , z i n c , a n d s i l v e r

1 0 2

a s s a y s o f v e i n - t y p e o r e .

2 0 .

E m m i s s i o n s p e c t r o g r a p h i c a n a l y s e s f o r s e l e c t e d e l e -

1 2 0

m e n t s i n m a n t o . - t y p e s u l f i d e s .

2 1 .

M i c r o p r o b e a n a l y s e s o f p y r i t e a n d m a r c a s i t e i n m a n t o -

1 2 1

t y p e o r e .

2 2 .

M i c r o p r o b e a n a l y s e s o f s p h a l e r i t e i n m a n t o - t y p e o r e .

1 2 2

2 3 .

M i c r o p r o b e a n a l y s e s o f l a t e - s t a g e c a r b o n a t e s i n

1 2 3

m a n t o - l y p e o r e .

2 4 .

A s s a y s o f c o p p e r , l e a d , z i n c , a n d s i l v e r f o r s e l e c t e d

1 4 6

s a m p l e s o f m a n t o - t y p e o r e .

2 5 .

T r a c e m e t a l a n a l y s e s f o r s a m p l e s o f s u b - e c o n o m i c o r e

1 4 7

a n d a l t e r e d l i m e s t o n e i n t h e C a r a h u a c r a , T o l d o r r u m i ,

a n d M o i s e s M a n t o s .


15/302

P E T R O L O G Y A N D G E N E S I S O F C A R B O N A T E - H O S T E D P b - Z n - A g O R E S ,

S A N C R I S T O B A L D I S T R I C T , D E P A R T M E N T O F J U N I N , P E R U

I N T R O D U C T I O N

T h e S a n C r i s t o b a l D i s t r i c t i s l o c a t e d o n t h e e a s t f l a n k o f t h e

C o r d i l l e r a O c c i d e n t a l a t l a t i t u d e 1 1 ° 4 3 ' S . l o n g i t u d e 7 6 ° O 5 ' W . ,

a p p r o x i m a t e l y 1 1 0 k m e a s t o f L i m a , P e r u ,

a s i l l u s t r a t e d i n F i g u r e 1 .

T h e m i n e r a l i z e d a r e a e n c o m p a s s e s 6 5 s q u a r e k i l o m e t e r s a n d l i e s i m m e -

d i a t e l y s o u t h o f t h e w e l l k n o w n M o r o c o c h a D i s t r i c t . A c c e s s t o S a n

C r i s t o b a l f r o m L i m a i s g a i n e d b y p r o c e e d i n g e a s t e r l y o n t h e C e n t r a l

A n d e a n H i g h w a y t o M a h r T u n e l , a n d t h e n s o u t h t h r o u g h Y a u l i , t o S a n

C r i s t o b a l , b y m i n e d e v e l o p m e n t r o a d s .

T h e c e n t r a l P e r u v i a n A n d e s a r e e x t r e m e l y r u g g e d i n t h e v i c i n i t y


16/302

2

1 0 °

1 2 0


17/302

3

C r i s t o b a l V e i n ( S i b e r i a V e i n ) i n 1 9 2 8 .

P r o d u c t i o n o f c o p p e r ,

l e a d ,

z i n c , s i l v e r , a n d a s m a l l a m o u n t o f g o l d h a s c o n t i n u e d t o t h e p r e s - .

e n t , i n t e r r u p t e d o n l y b y W o r l d W a r I I .

I n 1 9 6 7 , p r o d u c t i o n o f t u n g -

s t e n ( W 0 3 ) b e g a n a f t e r t h e c o n s t r u c t i o n o f a c o n c e n t r a t o r f o r w o l f -

r a m i t e ( V e r a , 1 9 7 7 ) .

C e n t r o m i n P e r u ,

a P e r u v i a n g o v e r n m e n t m i n i n g c o m p a n y , r e p l a c e d

t h e C e r r o d e P a s c o C o r p o r a t i o n o n J a n u a r y 1 , 1 9 7 4 ;

t h e y c u r r e n t l y

o p e r a t e t h e m i n e s a t S a n C r i s t o b a l , H u a r i p a m p a , a n d A n d a y c h a g u a .

O r e s o f c o p p e r , l e a d , z i n c , s i l v e r , a n d t u n g s t e n a r e e x t r a c t e d a t a

r a t e o f n e a r l y 5 5 , 0 0 0 t o n s p e r m o n t h ; o f t h i s a p p r o x i m a t e l y 2 0 , 0 0 0

t o n s p e r m o n t h a r e f r o m v e i n s a n d t h e r e m a i n d e r a r e f r o m u n d e r g r o u n d

a n d o p e n p i t m a n t o o r e b o d i e s .

S e e T a b l e 1 a n d T a b l e 2 f o r p r o d u c -


18/302

T a b l e 1 .

M o n t h l y p r o d u c t i o n o f c o p p e r , l e a d , z i n c , s i l v e r , a n d t u n g s t e n f r o m t h e S a n C r i s t o b a l

D i s t r i c t m i n e s , 1 9 8 1 .

G r a d e %

O r e b o d y O r e m i l l e d ( t o n s )

C u P b

Z n

W 0 3

A g ( o z / t )

S a n C r i s t o b a l 1 1 , 5 0 0

0 . 6 9

0 . 7 8 4 . 8 0

0 . 1 3

4 . 3 8

A n d a y c h a g u a

8 , 0 0 0 0 . 9 0 6 . 7 0

4 . 9 0

I l u a r i p a m p a ( u n d e r g r o u n d )

3 1 , 0 0 0

1 . 1 3

7 . 1 7

2 . 4 5

H u a r i p a m p a ( o p e n p i t )

4 , 0 0 0

0 . 9 0

1 . 5 0

5 . 5 0

T o t a l c o m b i n e d '

4 3 , 0 0 0

1 . 0 8

6 . 5 0 3 . 2 0

T o t a l

t u n g s t e n 2

1 1 , 5 0 0

0 . 6 9

0 . 7 8

4 . 8 0

0 . 1 3

4 . 3 8

1 C o m b i n e d o r e r e f e r s t o a l l p r o d u c t i o n e x c l u s i v e o f o r e s t h a t c o n t a i n w o i f r a m i t e .

2 T u n g s t e n o r e r e f e r s t o p r o d u c t i o n f r o m t h e S a n C r i s t o b a l V e i n w h i c h c o n t a i n s w o i f r a m i t e .


19/302

T a b l e 2 .

Y e a r l y m i n e r a l r e s e r v e s o f c o m b i n e d a n d t u n g s t e n o r e .

G r a d e

%

Y e a r T y p e

T o n s

C u

P b

Z n

W 0 3

A g ( o z / t )

1 9 7 7

C o m b i n e d

7 , 2 8 7 , 4 0 0

0 . 2

1 . 3

7 . 8

4 . 7

T u n g s t e n

2 9 2 , 2 6 0

1 . 2

1 . 2

4 . 3

1 . 1 1

4 . 3

T o t a l

7 , 5 7 9 , 6 6 0

1 9 7 8 C o m b i n e d

7 , 9 4 2 , 5 2 0

0 . 2

1 . 1

7 . 5

4 . 2

T u n g s t e n

7 7 2 , 9 0 0

0 . 8

0 . 9 3 . 3

0 . 4 2

3 . 6

T o t a l 8 , 7 1 5 , 4 2 0

1 . 1 7 . 8


20/302

T h e t e r m m a n t o i s o f S p a n i s h o r i g i n a n d l i t e r a l l y m e a n s b l a n k e t

I t s u s a g e s h o u l d b e r e s e r v e d f o r t a b u l a r b e d d e d o r e s w i t h e x t e n s i v e

l a t e r a l c o n t i n u i t y a n d s h o r t v e r t i c a l d i m e n s i o n s w i t h i n a p l a n e o f

b e d d i n g .

H o w e v e r , t h e t e r m a s u s e d b y m o s t g e o l o g i s t s h a s b e e n

s o m e w h a t g e n e r a l i z e d t o m e a n a n y o r e d e p o s i t o f t a b u l a r t o o v a l

s h a p e , w i t h a l a t e r a l d i m e n s i o n l o n g e r t h a n i t s v e r t i c a l e x t e n t

( a l t h o u g h n o t r e s t r i c t e d t o o n e s e d i m e n t a r y b e d ) .

T h e l a t t e r d e f i n i -

t i o n w i l l b e u s e d i n t h i s t h e s i s .

T h e o r i e s o f o r i g i n o f s t r a t i f o r m o r e b o d i e s h a v e b e e n s u m m a r i z e d

b y S n y d e r ( 1 9 6 7 ) .

H e s t a t e s , " A d e p o s i t i s s y n g e n e t i c i f f o r m e d b y

p r o c e s s e s s i m i l a r t o a n d s i m u l t a n e o u s l y w i t h t h e e n c l o s i n g r o c k ;

e p i g e n e t i c i f i n t r o d u c e d i n t o a p r e - e x i s t i n g r o c k .

A d i a g e n e t i c


21/302

7

T a b l e 3 .

T h e o r i e s o f o r i g i n f o r s t r a t i f o r m o r e b o d i e s

T y p e o f D e p o s i t

M o d e o f O r i g i n

D e t r i t a l

S y n g e n e t i c

M e t a l s i n s o l u t i o n i n s e a w a t e r

M e t a l s d e r i v e d f r o m v o l c a n i c e x h a l a t i o n s

R e c r y s t a l l i z a t i o n o f m a t e r i a l s i n s i t u

D i a g e n e t i c

M i n o r m i g r a t i o n , m e t a l s f r o m h o s t

M i n o r m i g r a t i o n , m e t a l s f r o m v o l c a n i c e x h a l a t i o n s


22/302

p a r t o f t h e D e p a r t m e n t o f J u n i n .

B a s e d o n t h i s m a p p i n g H a r r i s o n

i n t e r p r e t e d t h e g e o l o g i c h i s t o r y o f t h e r e g i o n .

M c l a u g h l i n a n d M o s e s

( 1 9 4 5 ) a n d G e o l o g i c S t a f f , C e r r o d e P a s c o C o r p o r a t i o n ( 1 9 4 8 ) p r o v i d e d

t h e f i r s t g e o l o g i c s u m m a r y o f t h e m i n e s o w n e d b y C e r r o d e P a s c o i n

t h i s r e g i o n .

E a r l y p r o d u c t i o n f i g u r e s a n d t h e c o l o r f u l h i s t o r y o f

t h e c o r p o r a t i o n i n P e r u a r e c o n t a i n e d i n t h e s e w r i t i n g s .

O t h e r

s t r a t i g r a p h i c s t u d i e s p e r t a i n i n g t o t h e M e s o z o i c s e c t i o n a r e p r o v i d e d

b y J e n k s ( 1 9 5 1 ) , T e r r o n e s ( 1 9 4 9 ) , a n d S z e k e l y a n d G r o s e ( 1 9 7 2 ) .

A d d i t i o n a l d e t a i l e d g e o l o g i c s u m m a r i e s o f t h e S a n C r i s t o b a l

D i s t r i c t i n c l u d e w o r k b y : H a r r i s o n ( 1 9 4 3 ) , T o s i ( 1 9 5 6 ) , A m s t u t z

( 1 9 6 1 ) , P e t e r s e n ( 1 9 6 5 ) , L y o n s ( 1 9 6 8 ) , L u j a n ( 1 9 7 0 ) , P a s t o r ( 1 9 7 0 ) ,

D u n i n - B o r k o w s k i ( 1 9 7 5 ) , K o b e ( 1 9 7 7 ) , D a i h e i m e r ( 1 9 8 0 ) , L e p r y ( 1 9 8 1 ) ,


23/302

9

u n p u b l i s h e d r e p o r t f o r S t a n f o r d U n i v e r s i t y .

H e a l s o a s c r i b e s t h e

d e p o s i t t o h y d r o t h e r m a l r e p l a c e m e n t , b a s e d o n t h e m i n e r a l o g y , a l t e r a -

t i o n , a n d t e x t u r a l e v i d e n c e .

D e t a i l e d d e s c r i p t i v e w o r k o f t h e v e i n

m i n e r a l i z a t i o n , p a r a g e n e s i s , a n d a s s o c i a t e d a l t e r a t i o n f o r t h e S a n

C r i s t o b a l M i n e a r e d i s c u s s e d b y P a s t o r ( 1 9 7 0 ) .

F l u i d i n c l u s i o n a n d

s t a b l e i s o t o p e w o r k h a v e r e c e n t l y b e e n c o m p l e t e d f o r t h e S a n

C r i s t o b a l V e i n s y s t e m b y C a m p b e l l ( 1 9 8 2 ) a n d C a m p b e l l a n d R y e ( 1 9 8 2 ;

1 9 8 3 ) .

G e o l o g i c m a p p i n g h a s b e e n a c c o m p l i s h e d o n b o t h a r e g i o n a l a n d

l o c a l s c a l e b y H a r r i s o n ( 1 9 4 3 ) , K o b e ( 1 9 7 7 ) , a n d L e p r y ( 1 9 8 1 ) .

L e p r y

a l s o d i s c u s s e d t h e s t r u c t u r a l e v o l u t i o n o f t h e V a u l i D o m e r e g i o n

w h i c h i n c l u d e s t h e S a n C r i s t o b a l D i s t r i c t .

M o r e d e t a i l e d m a p p i n g

( 1 : 1 0 , 0 0 0 a n d 1 : 5 0 0 0 s c a l e s ) o f t h e m a n t o o r e b o d y o u t c r o p s w a s

c o m p l e t e d b y D a i h e i m e r ( 1 9 8 0 ) .


24/302

t h e s i s .

P u r p o s e a n d M e t h o d s o f I n v e s t i g a t i o n

1 0

P r e v i o u s g e o l o g i c s t u d i e s o f t h e m a n t o - t y p e o r e b o d i e s i n t h e

d i s t r i c t h a v e b e e n o f a s o m e w h a t c u r s o r y a n d g e n e r a l i z e d n a t u r e .

B e c a u s e t h e s e m a n t o - t y p e o r e s a r e s t r a t i f o r m b y d e f i n i t i o n ,

t h e y m a y

h a v e b e e n f o r m e d b y o n e o f s e v e r a l g e n e t i c a l l y d i s t i n c t p r o c e s s e s ,

s u c h a s e p i g e n e t i c h y d r o t h e r m a l r e p l a c e m e n t , o r s y n g e n e t i c / d i a g e n e t i c

s e d i m e n t a r y m i n e r a l i z a t i o n . T h e p r i m a r y p u r p o s e o f t h i s i n v e s t i -

g a t i o n h a s b e e n t o r e s o l v e s o m e o f t h e a m b i g u i t i e s w h i c h h a v e a r i s e n

a m o n g t h e s e g e n e t i c m o d e l s o f s u l f i d e d e p o s i t i o n .

T h i s h a s b e e n

a c c o m p l i s h e d , i n p a r t , b y d e t a i l e d m a p p i n g o f t h e d i s t r i b u t i o n o f

r o c k s , o r e s , a n d s u r f a c e a n d s u b s u r f a c e s t r u c t u r e s .

T h e a u t h o r ' s


25/302

1 1

T h e s e m e t h o d s h a v e c o l l e c t i v e l y s e r v e d t o d e f i n e , ( 1 ) s p e c i f i c

l i t h i c , c h e m i c a l , a n d s t r u c t u r a l c o n t r o l s o f m i n e r a l i z a t i o n , ( 2 ) g e o -

l o g i c a n d a b s o l u t e a g e s o f i n t r u s i v e e m p l a c e m e n t a n d a l t e r a t i o n , . ( 3 )

p r o v e n a n c e o f s u l f u r , ( 4 ) c h e m i c a l n a t u r e a n d s o u r c e o f t h e o r e -

f o r m i n g f l u i d s a n d ,

( 5 ) c o n t i n u i t y o f m i n e r a l i z a t i o n f r o m v e i n - t y p e

o r e t o m a n t o - t y p e o r e .

T h u s , a s a c o n s e q u e n c e o f t h e s e t o p i c a l i n v e s t i g a t i o n s , i t h a s

b e e n p o s s i b l e t o d e v e l o p a m o d e l f o r t h e f o r m a t i o n o f t h e s e s t r a t i -

f o r m / s t r a t a b o u n d s u l f i d e d e p o s i t s , a s e l a b o r a t e d i n t h e c h a p t e r s t h a t

f o l l o w , b a s e d o n t h e s e g e o l o g i c a n d g e o c h e m i c a l m e t h o d s .


26/302

1 2

R E G I O N A L G E O L O G Y A N D T E C T O N I C F R A M E W O R K

T h e S a n C r i s t o b a l D i s t r i c t l i e s w i t h i n t h e C e n t r a l A n d e a n M e s o -

z o i c B e l t a s d e f i n e d b y P e t e r s e n ( 1 9 6 5 ) a n d d e p i c t e d i n F i g u r e 2 .

T h i s l i t h o l o g i c b e l t s t r i k e s n o r t h w e s t e r l y a l o n g t h e h i g h e s t p a r t o f

t h e c e n t r a l P e r u v i a n A n d e s f r o m a p p r o x i m a t e l y

g 0

1 3 0

s o u t h l a t i -

t i d e .

I t i s c h a r a c t e r i z e d b y t h i c k a c c u m u l a t i o n s o f s h e l f c a r b o n a t e

a n d c l a s t i c m a r i n e s e d i m e n t s w h i c h h a v e b e e n m o d e r a t e l y t o s t r o n g l y

f o l d e d i n t o n o r t h w e s t - t r e n d i n g s t r u c t u r e s ( P e t e r s e n , 1 9 6 5 ) .

P a l e o -

z o i c b a s e m e n t r o c k s , w h e n e x p o s e d , c r o p o u t i n t h e c o r e s o f a n t i c l i n -

a l s t r u c t u r e s , w h e r e a s T e r t i a r y r o c k s a r e p r e s e r v e d i n s y n c l i n a l

f o l d s .

S m a l l t o m o d e r a t e s i z e d s t o c k s a n d v o l c a n i c v e n t s o f T e r t i a r y

a g e w e r e i n t r u d e d a l o n g t h e a x e s o f m a j o r a n t i c l i n a l s t r u c t u r e s .


27/302

n i n a

' 7 6 °

P z

p K i

M \ \ A f l

' - ' . ,

b a n u c o

T Q v

M z

P z

A

7 z \ : \

X \ / ) I Z

t . > )

/ j \

ç

\ ç \

\ \ o O x a P o n

<

\

\ g r r e a s c o

V 4 2 \ N

r K T i ,

T Q v

c

P z

O S a n R a i

M z

F i g 3

_

1 2 _ . . . . 1

V A

M z

\

Q

1 3


28/302

1 4

T h e t e c t o n i c e v o l u t i o n o f t h e P e r u v i a n A n d e s i s h i g h l y c o m p l e x

a n d i n v o l v e s a t l e a s t f o u r m a j o r o r o g e n i c c y c l e s ( C a l d a s , 1 9 8 3 ) .

T h e s e o r o g e n i c e v e n t s i n c l u d e t h e P r e c a m b r i a n , C a l e d o n i a n , H e r c y n i a n ,

a n d A n d e a n c y c l e s .

O f t h e s e , o n l y t h e l a t e r t w o h a v e b e e n r e c o g n i z e d

i n t h e a r e a e n c o m p a s s e d b y F i g u r e 3 .

L o c a l l y ,

t h e H e r c y n i a n c y c l e a f f e c t e d s e d i m e n t a r y r o c k s d e p o s -

i t e d d u r i n g t h e E a r l y a n d M i d d l e P a l e o z o i c T i m e .

T w o p h a s e s o f

d e f o r m a t i o n , t h e E o h e r c y n i a n a n d t h e L a t e H e r c y n i a n , h a d m a r k e d l y

d i f f e r e n t e f f e c t s o n t h e r o c k s .

E o h e r c y n i a n d e f o r m a t i o n i s c h a r a c t -

e r i z e d b y p o l y p h a s e s t r u c t u r e s , w h i c h i n c l u d e p r i m a r y f o l d i n g a n d

d e v e l o p m e n t o f s c h i s t o s i ' t r e n d i n g

1 .

3 0 0 W . c r o s s e d b y a s e c o n d ,

N .

6 0 0

E .

t r e n d o f f o l d s ( M e g a r d a n d o t h e r s , 1 9 7 1 ; M a r t i n e z a n d o t h e r s ,

1 9 7 2 ) .

M e t a m o r p h i s m t o t h e l o w e r g r e e n s c h i s t f a c i e s w a s c o n c o m i t a n t


29/302

T i

4

P m P

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M a h r T u n e l

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C a s a p a l c a \

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T e r t i a r y I n t r u s i v e s

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C a s a p a l c a F o r m a t i o n

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M a c h a y G r o u p

\ C o r h u o c i

K g

\

G o y l l a r i s q u i s g o F o r m a t i o n \

T c

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\ \

" Z N

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K

r i a s s i c - J u r a s s i c

K m f \ \

S n C r i s t o b a N .

m

P u c o r a G r o u p

\

J p

T i

A h d " a y c h a g u a

E 1 P e r m i a n M i t u G r o u p

\

K g

D e

D e v o n i a n E x c e l s i o r P h y l l i t e

T i

D e

K g

- T h r u s t F a u l t

\ \ ' K

K m

P m

K m

m

F i g u r e 3 .

G e n e r a l i z e d g e o l o g i c m a p o f t h e Y a u l i D o m e r e g i o n , c e n t r a l P e r u ( a f t e r H a r r i s o n , 1 9 3 9 ) .

I - I


30/302

1 6

M a j o r d e f o r m a t i o n a l e v e n t s o f t h e A n d e a n C y c l e i n c l u d e ( 1 ) t h e

L a t e C r e t a c e o u s - E a r l y E o c e n e " P e r u v i a n p h a s e " , ( 2 ) t h e U p p e r E o c e n e -

L o w e r O l i g o c e n e " I n c a i c p h a s e " , ( 3 ) t h e M i o c e n e - P l i o c e n e " Q u e c h u a

p h a s e " a n d , ( 4 ) Q u a t e r n a r y d e f o r m a t i o n .

T h e s e n a m e s w e r e p r o p o s e d b y

S t e i n m a n n ( 1 9 2 9 ) a n d h a v e b e e n r e t a i n e d i n m o s t r e c e n t l i t e r a t u r e .

T h e P e r u v i a n p h a s e r e s u l t e d i n b r o a d f o l d i n g a n d g e n e r a l u p l i f t

o f t h e A n d e s t o p o s s i b l y 1 0 0 0 m a b o v e s e a l e v e l ( C a l d a s , 1 9 8 3 ) .

I n c a i c d e f o r m a t i o n i s r e s p o n s i b l e f o r m o s t o f t h e n o r t h w e s t - t r e n d i n g

f o l d s , t h r u s t f a u l t s , a n d c o m p r e s s i o n - i n d u c e d f e a t u r e s i n c e n t r a l

P e r u ( N o b l e a n d o t h e r s , 1 9 7 9 ) .

T h e Q u e c h u a p h a s e f o l d e d M i o c e n e

c o n t i n e n t a l s e d i m e n t a r y r o c k s .

P o s t - Q u e c h u a p h a s e d e f o r m a t i o n g e n e r -

a l l y i s r e s t r i c t e d t o e p i r o g e n i c u p l i f t o f t h e A n d e s a n d l o n g i t u d i n a l

f a u l t i n g w h i c h g a v e r i s e t o P l i o c e n e - Q u a t e r n a r y v o l c a n i s m i n s o u t h e r n


31/302

1 7

S T R A T I G R A P H I C U N I T S

S e d i m e n t a r y r o c k s , w h i c h r a n g e f r o m E a r l y D e v o n i a n t o L a t e

C r e t a c e o u s i n a g e a r e e x p o s e d i n t h e C h u m p e A n t i c l i n e ; a n o r t h w e s t -

t r e n d i n g , a s y m m e t r i c a l f o l d .

T h i s a n t i c l i n e i s p a r t o f a l a r g e r

r e g i o n a l f e a t u r e k n o w n a s t h e Y a u l i D o m e ( s e e F i g . 3 ) . A s t r a t i -

g r a p h i c c o l u m n s h o w i n g g e n e r a l i z e d t h i c k n e s s e s o f t h e u n i t s i n

t h e

V a u l i D o m e R e g i o n i s p r e s e n t e d i n F i g u r e 4 .

T e r t i a r y p l u t o n i c r o c k s

h a v e b e e n i n t r u d e d a l o n g t h e a x i s o f t h e C h u m p e A n t i c l i n e a n d t h e y

c r o s s - c u t a l l o f t h e s e d i m e n t a r y u n i t s .

T h e s t r a t i g r a p h i c s e q u e n c e

i n c l u d e s t h e D e v o n i a n E x c e l s i o r P h y l i f t e , t h e P e n i i a n M i t u G r o u p , t h e

T r i a s s i c - J u r a s s i c P u c a r a G r o u p , t h e L o w e r C r e t a c e o u s G o y l l a r i s q u i s g a

F o n f l a t i o n , a n d t h e C r e t a c e o u s M a c h a y G r o u p .

A b r i e f d e s c r i p t i o n o f


32/302

1 5 0 0


33/302

1 9

o f f o s s i l i f e r o u s a n d r e c r y s t a l l i z e d l i m e s t o n e u p t o 1 5 m t h i c k i n t h e

c o r e o f t h e C h u m p e A n t i c l i n e .

N o r t h w e s t - t r e n d i n g v e i n s o f " b u l l "

q u a r t z c u t t h e p h y l l i t e s w i t h i n t h e a n t i c l i n e .

T h i c k n e s s m e a s u r e m e n t s o f t h e E x c e l s i o r P h y l l i t e I t ? c e n t r a l P e r u

a r e l a r g e l y u n c e r t a i n b e c a u s e t h e b a s a l c o n t a c t o f t h e p h y l l i t e i s

n o t e x p o s e d .

M o r e o v e r , i t i s e a s i l y e r o d e d a n d t e n d s t o f o r m t o p o -

g r a p h i c l o w s .

H a r r i s o n ( 1 9 4 3 ) e s t i m a t e d a t h i c k n e s s o f 2 0 0 0 m f o r

t h e E x c e l s i o r P h y l l i t e n e a r T a r m a , 5 0 k m e a s t o f S a n C r i s t o b a l .

L e p r y ( 1 9 8 1 ) u s e s t h i s t h i c k n e s s a s a m i n i m u m e s t i m a t e o f

t h e

s e c t i o n

i n t h e Y a u l i D o m e .

T h e L o w e r D e v o n i a n a g e o f t h e p h y l l i t e w a s d e t e r -

m i n e d b y H a r r i s o n ( 1 9 4 3 ) b a s e d o n b r a c h i o p o d s c o l l e c t e d a t T a r i n a .

O b s e r v a t i o n s b y L e p r y ( 1 9 8 1 ) , P a s t o r ( 1 9 7 0 ) a n d t h e a u t h o r ,

i n d i c a t e t h a t m a n y o u t c r o p s o f t h e p h y l l i t e h a v e b e e n c h l o r i t i z e d a n d


34/302

2 0

v a r i a t i o n s i n t h i c k n e s s a n d c o m p o s i t i o n o f b o t h f a c i e s h a v e b e e n

n o t e d b y L e p r y ( 1 9 8 1 ) i n t h e Y a u l i D o m e r e g i o n .

A t t h e S a n C r i s t o b a l

M i n e , t h e M I t U G r o u p c o n s i s t s a l m o s t w h o l l y o f t h e C a t a l i n a V o l c a n i c s

m e m b e r , b u t t h e c l a s t i c m e m b e r i s p r e s e n t i m m e d i a t e l y t o t h e n o r t h

a n d s o u t h o f t h e m i n e .

T h e C a t a l i n a V o l c a n i c s c o n s i s t o f s e v e r a l t h i c k p o r p h y r i t i c

f l o w s r a n g i n g f r o m a n d e s i t e t o d a c i t e i n c o m p o s i t i o n a n d c o n t a i n i n g

w e l l - d e v e l o p e d f l o w b r e c c i a s .

L e p r y ( 1 9 8 1 ) m e a s u r e d a 3 0 0 i n t h i c k -

n e s s f o r t h e C a t a l i n a V o l c a n i c s a t S a n C r i s t o b a l , b u t e l s e w h e r e t h e

t h i c k n e s s e s v a r y w i d e l y t h r o u g h o u t t h e r e g i o n .

P a s t o r ( 1 9 7 0 ) m e a s -

u r e d a 7 0 0 m t h i c k n e s s f o r t h e M i t u G r o u p s o u t h w e s t o f S a n C r i s t o b a l .

T h e f l o w s a n d c o n t i n e n t a l s e d i m e n t a r y r o c k s a r e b r o w n i s h r e d t o


35/302

2 1

P u c a r a G r o u p

T h e T r i a s s i c - J u r a s s i c P u c a r a G r o u p o r i g i n a l l y w a s n a m e d b y

M c L a u g h l i n ( 1 9 2 4 ) a n d r e p r e s e n t s d e p o s i t i o n o f t h e f i r s t r e g i o n a l l y

e x t e n s i v e c a r b o n a t e u n i t i n t h e M e s o z o i c P e r i o d .

T h i c k n e s s o f t h e

g r o u p i s e x t r e m e l y v a r i a b l e t h r o u g h o u t c e n t r a l P e r u , a n d r a n g e s f r o m

a t h i c k e a s t e r n f a c i e s o f 2 9 0 0 m t o a m u c h t h i n n e r w e s t e r n f a c i e s o f

6 3 0 m ( J e n k s , 1 9 5 1 ) .

M e g a r d ( 1 9 6 8 ) a n d G r o s e a n d S z e k e l y ( 1 9 6 8 )

s u b d i v i d e d t h e P u c a r a G r o u p i n t o t h r e e f o r m a t i o n s ; t h e U p p e r T r i a s s i c

C h a m b a r a F o r m a t i o n , t h e L o w e r L i a s s i c A r a m a c h a y F o r m a t i o n a n d t h e

M i d d l e t o U p p e r L i a s s i c C o n d o r s i n g a F o r m a t i o n .

T h e P u c a r a G r o u p a c c o r d i n g t o L e p r y ( 1 9 8 1 ) i s r e p r e s e n t e d e x c l u -

s i v e l y b y t h e C o n d o r s i n g a F o r m a t i o n a l o n g t h e w e s t f l a n k o f t h e


36/302

2 2

T h e C o n d o r s i n g a F o r m a t i o n c o n f o r m a b l y o v e r l i e s t h e A r a m a c h a y

F o r m a t i o n a t t h e C a r a h u a c r a M i n e ,

a n d i s i n d i s c o n f o m a b l e c o n t a c t

w i t h t h e u n d e r l y i n g P e r m i a n M i t u G r o u p j u s t s o u t h e a s t o f S a n

C r i s t o b a l .

S t r a t i g r a p h i c t h i c k n e s s v a r i e s f r o m 4 0 0 m a t M o r o c o c h a t o

a p p r o x i m a t e l y 1 1 3 m a t C a r a h u a c r a ( L e p r y , 1 9 8 1 ; S z e k e l y a n d G r o s e ,

1 9 7 2 ) .

A r a m a c h a y F o r m a t i o n

S z e k e l y a n d G r o s e ( 1 9 7 2 ) c h a r a c t e r i z e d t h e A r a m a c h a y F o r m a t i o n

i n t h e Y a u l i - S a n C r i s t o b a l a r e a a s c o n s i s t i n g d o m i n a n t l y o f b l a c k

s h a l y l i m e s t o r i e s w h i c h g r a d e u p w a r d i n t o c h e r t y , s i l t y s a n d s t o n e s a n d

l i m e s t o n e s . A b a s a l p e b b l e c o n g l o m e r a t e t o c o a r s e - g r a i n e d c a l c a r e o u s

a r e n i t e i s p r e s e n t a t t h e c o n t a c t w i t h t h e M i t u G r o u p .

T h i s u n i t i s


37/302

2 3

t u f f a c e o u s m a t e r i a l h a s b e e n d i a g e n e t i c a l l y a l t e r e d t o c h l o r i t e ,

s m e c t i t e , z e o l i t e , a n d c a r b o n a t e w i t h a c h a r a c t e r i s t i c a p p l e - g r e e n

c o l o r .

T h e c o a r s e l a p i l l i t u f f s e x h i b i t n u m e r o u s d e v i t r i f i e d c l a s t s

w i t h r e l i c t p o r p h y r i t i c a n d p u m i c e o u s t e x t u r e s i n a g r o u n d m a s s o f

f i n e d e v i t r i f i e d g l a s s s h a r d s .

P l a g i o c l a s e f e l d s p a r c r y s t a l s a r e n o w

m o s t l y a l t e r e d t o c a r b o n a t e , w h e r e a s t h e f e r r o m a g n e s i a n m i n e r a l s h a v e

b e e n c o n v e r t e d e n t i r e l y t o c h l o r i t e .

C o m p l e t e g r a d a t i o n s e x i s t f r o m

p u r e t u f f a c e o u s b e d s t o c a r b o n a t e b e d s h a v i n g m i n o r t u f f a c e o u s c o r n -

p o n e n t s .

T h e i r r e g i o n a l d i s t r i b u t i o n a n d g r a d e d b e d d i n g s u g g e s t t h a t

t h e s e t u f f s a c c u m u l a t e d b y w a t e r - l a i d a i r f a l l d e p o s i t i o n r a t h e r t h a n

b y l o c a l s u b m a r i n e v o l c a n i s m d u r i n g t h e t i m e o f P u c a r a c a r b o n a t e

s e d i m e n t a t i o n d e p o s i t i o n .

T h e y m a y h a v e o r i g i n a t e d f r o m v o l c a n i s m i n


38/302

2 4

C h u r r u c a L i m e s t o n e B r e c c i a .

L e p r y ( 1 9 8 1 )

u s e d t h e s e

m a r k e r b e d s t o

d e l i n e a t e t h e e x t e n t o f t h e

C o n d o r s i n g a

F o r m a t i o n

t h r o u g h o u t

t h e

Y a u l i D o m e r e g i o n .

H o w e v e r , o n l y t h e M o n t e r o B a s a l t a n d t h e C h u r r u c a

L i m e s t o n e B r e c c i a a r e p r e s e n t i n t h e S a n C r i s t o b a l D i s t r i c t , a n d o n l y

a s d i s c o n t i n u o u s b e d s .

T h e M o n t e r o B a s a l t i s f o u n d a p p r o x i m a t e l y 1 5 0

r n

a b o v e t h e M i t u -

P u c a r a c o n t a c t i n t h e M o i s e s M a n t o a r e a .

I t i s a b o u t 1 0 t o 1 5 m

t h i c k , a n d h a s a l a t e r a l e x t e n t o f a b o u t 9 0 0 m .

V e s i c l e s ( n o w a m y g -

d u l e s ) i n t h e u p p e r p a r t o f t h e f l o w a r e f i l l e d w i t h c a l c i t e , a n d t h e

b a s e e x h i b i t s h i g h l y a l t e r e d p i l l o w a n d f l o w s t r u c t u r e s .

T h e s e

s t r u c t u r e s a r e s u g g e s t i v e o f a b a s a l t f l o w r a t h e r t h a n o f a s i l l - l i k e

b a s a l t i n t r u s i o n .

T h e C h u r r u c a L i m e s t o n e B r e c c i a l i e s s t r a t i g r a p h i c a l l y a b o v e t h e


39/302

2 5

P e t e r s e n ( 1 9 6 5 ) a n d H a a p a l a ( 1 9 5 3 ) h a v e d o c u m e n t e d t h e p r e s e n c e

o f e v a p o r i t i c m i n e r a l s a t t h e b a s e o f t h e P u c a r a G r o u p a n d w i t h i n

s e d i m e n t a r y r o c k s o f t h e M i t u G r o u p .

B e d d e d a n h y d r i t e i s c o m m o n i n

t h e P u c a r a G r o u p a t M o r o c o c h a ( F i e l d , p e r s . c o m m . , 1 9 8 2 ; R y e a n d

O h m o t o , 1 9 7 4 ) .

H o w e v e r , t h e a u t h o r w a s u n a b l e t o l o c a t e a n y e v a p o r i -

t i c m i n e r a l s i n e i t h e r f o r m a t i o n a t S a n C r i s t o b a l , a l t h o u g h t h e y m a y

h a v e b e e n r e m o v e d b y g r o u n d w a t e r s o l u t i o n o r h y d r o t h e r m a l a l t e r a t i o n .

G o y l 1 a n s g u i s g a F o r m a t i o n

T h e L o w e r C r e t a c e o u s G o y l l a r i s q u i s g a F o r m a t i o n d i s c o n f o r m a b l y

o v e r l i e s t h e P u c a r a G r o u p i n t h e S a n C r i s t o b a l D i s t r i c t ( W i l s o n ,

1 9 6 3 ) .

I t i s c o m p o s e d o f m e d i u m t o t h i n - b e d d e d p e b b l e c o n g l o m e r a t e s ,

s a n d s t o n e s , a n d s i l t y s a n d s t o n e s w h i c h a r e b u f f t o r e d d i s h b r o w n i n


40/302

t h r e e v e r y d i s t i n c t l i t h o l o g i c m e m b e r s w h i c h h a v e b e e n g i v e n f o r m a -

t i o n a l

s t a t u s ( B e n a v i d e s ,

1 9 5 6 ) .

T h e y c o n s i s t o f t h e C h u l e c ,

P a r i a t a m b o , a n d t h e J u m a s h a F o r m a t i o n s . T h e t o t a l

t h i c k n e s s o f t h i s

g r o u p i n t h e Y a u l i D o m e r e g i o n h a s b e e n m e a s u r e d a t a p p r o x i m a t e l y 7 3 0

i n a c c o r d i n g t o L e p r y ( 1 9 8 1 ) .

T h e C h u l e c F o r m a t i o n c o n t a i n s 3 5 0 m o f t h i n t o m e d i u m - b e d d e d

s t r a t i f i e d m a r l s , s a n d y 1 i m e s t o n e s a n d l i m e s t o n e s .

T h e c l a s t i c f r a c -

t i o n o f t h e s e s e d i m e n t a r y r o c k s d e c r e a s e s u p w a r d f r o m t h e b a s e o f t h e

f o r m a t i o n .

T h u s , t h e u p w a r d g r a d a t i o n f r o m s a n d s t o n e s t o l i m e s t o n e s

s u g g e s t s a c h a n g e f r o m a s h a l l o w t o a d e e p e r w a t e r m a r i n e e n v i r o n -

m e n t .

T h e P a r i a t a m b o F o r m a t i o n c o n s i s t s o f 8 0 m o f d a r k g r a y t o

b l a c k , t h i n - b e d d e d s h a l e s i n t e r b e d d e d w i t h l i g h t c o l o r e d l i m e s t o n e s .

C h e r t n o d u l e s a r e c o m m o n i n t h e u p p e r p a r t o f t h i s f o r m a t i o n , a n d


41/302

2 7

I G N E O U S R O C K S

I g n e o u s r o c k s o f T e r t i a r y a g e a r e w e l l e x p o s e d i n t h e S a n

C r i s t o b a l a n d M o r o c o c h a D i s t r i c t s .

I n t r u s i v e a c t i v i t y w a s m u c h m o r e

i n t e n s e i n t h e M o r o c o c h a a r e a a n d p r o d u c e d l i t h o l o g i e s w h i c h v a r y

f r o m q u a r t z d i o r i t e t o q u a r t z m o n z o n i t e i n c o m p o s i t i o n .

A t S a n

C r i s t o b a l , t w o i n t r u s i v e p h a s e s h a v e b e e n r e c o g n i z e d ;

t h e s e a r e t h e

C a r a h u a c r a Q u a r t z M o n z o n i t e a n d t h e C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y .

T h e

C h u m p e i n t r u s i v e i s p a r t o f a c h a i n o f l a t e T e r t i a r y s t o c k s w h i c h

e x t e n d f r o m H u a n c a v e l i c a n o r t h t o C e r r o d e P a s c o ( E y z a g u i r r e a n d o t -

h e r s , 1 9 7 5 ) .

I n t r u s i v e s t o c k s a t S a n C r i s t o b a l a n d M o r o c o c h a w e r e

e m p l a c e d a l o n g t h e a x e s o f l a r g e a n t i c l i n a l f o l d s o n t h e w e s t s i d e o f

t h e Y a u l i D o m e .


42/302

r :

'

- - 1 p #


43/302

2 9

V e i n s y s t e m a n d w e r e n o t d e r i v e d f r o m t h e C a r a h u a c r a s t o c k .

A c h i l l z o n e 1 0 t o 1 5 m t h i c k s u r r o u n d s t h e s t o c k i s i n d i c a t e d

b y a s l i g h t l y f i n e r c r y s t a l l i n e t e x t u r e a n d a p o o r l y d e v e l o p e d c o l u m -

n a r j o i n t i n g .

T h e i n t r u s i v e h a s a c h a r a c t e r i s t i c g r e e n c o l o r o n f r e s h s u r f a c e s

o w i n g t o i n t e n s e c h l o r i t j z a t i o n o f t h e m a f i c m i n e r a l s .

P h e n o c r y s t s

o f w h i t e p l a g i o c l a s e f e l d s p a r a n d d a r k g r e e n p y r o x e n e ( n o w c o m p l e t e l y

a l t e r e d t o c h l o r i t e ) a r e a b u n d a n t

O u t c r o p s u r f a c e s d i s p l a y a p i t t e d

t e x t u r e c a u s e d b y d i f f e r e n t i a l w e a t h e r i n g o f t h e m a f i c m i n e r a l s .

T h e y a l s o s h o w a l i g h t o r a n g e c o l o r d u e t o o x i d a t i o n o f i r o n .

P e t r o g r a p h y a n d P e t r o c h e m i s t r y

T h e C a r a h u a c r a s t o c k e x h i b i t s e x c e l l e n t s e n a t e a n d p o r p h y r i t i c


44/302

T a b l e 4

M o d a l a n a l y s e s ( v o l u m e p e r c e n t ) o f t h e C a r a h u a c r a

Q u a r t z M o n z o n i t e

P e r i p h e r y

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

I n t e r i o r

M B - 3 9 - 8 1

M B - 4 0 - 8 1 C H - 1 C H - 2

C H - 3

C H - 4

M B - 4 1 - 8 1

G r o u n d m a s s 1

4 4 0

5 5 0 2 9 2

3 2 0 3 1 6

3 4 6

4 0 0

Q u a r t z

1 3 6

1 0 0 2 3 0

2 4 0

2 2 4 2 3 6 1 ] . 0

P l a g i o c l a s e

3 0 8 2 2 0

3 0 2

2 7 2 2 9 8 3 1 2

3 5 4

p h e n o c r y s t s

P y r o x e n e 2

7 6 1 0 0 1 1 6

9 6

9 8

6 2 1 0 0


C h l o r i t e

2 0

1 0

4 0

3 0 3 6

3 0 2 6

m a t r i x

A c c e s s o r y 3

2 0 2 0

2 0 2 2

0 8

1 4

1 0

m i n e r a l s

% p l a g a l t 4

4 5

5 0 5 0 1 8 0

2 0 0

3 0 0 3 0 0

1 G r o u n d m a s s

m i c r o l i t e s

e f e r s t o a f i n e - g r a i n e d m i x t u r e o f K - f e l d s p a r

a n d N a - p l a g i o c l a s e

2 P y r o x e n e p h e n o c r y s t s

a r e p s e u d o m o r p h i c a l l y r e p l a c e d b y c h l o r i t e w i t h

o r w i t h o u t c a l c i t e

3 A c c e s s o r y m i n e r a l s i n c l u d e m a g n e t i t e a n d s p h e n e ,

n o w m o s t l y a l t e r e d

t o l e u c o x e n e

4 P e r c e n t a g e

o f p l a g i o c l a s e f e l d s p a r a l t e r e d t o c a l c i t e , w h i t e m i c a , a l b i t e ,

e p i d o t e , a n d c h l o r i t e ,

w i t h c a l c i t e a s t h e d o m i n a n t a l t e r a t i o n m i n e r a l

S e e A p p e n d i x ,

T a b l e A l f o r s a m p l e d e s c r i p t i o n s a n d

l o c a t i o n s


45/302

3 1

P y r o x e n e c o n s t i t u t e s t h e o t h e r p h e n o c r y s t i c p h a s e , b u t i t h a s

b e e n e n t i r e l y r e p l a c e d b y c h l o r i t e m i n e r a l s a n d c a l c i t e .

I d e n t i f i c a -

t i o n i s b a s e d o n t h e m o r p h o l o g y o f t h e c h l o r i t e p s e u d o m o r p h s ( s e e

F i g . 6 ) a f t e r p y r o x e n e w h i c h r a n g e f r o m 0 . 5 t o 3 . 0 m m i n l e n g t h .

T h e g r o u n d m a s s c o n s i s t s o f s u b e q u a l a m o u n t s o f l a t h - s h a p e d p l a g -

f o c l a s e f e l d s p a r ( A n 1 5 . 1 0 . , ) a n d a n h e d r a l o r t h o c l a s e m i x e d w i t h a

s m a l l e r a m o u n t o f q u a r t z .

T h e q u a r t z I s d i s t i n g u i s h e d f r o m t h e

f e l d s p a r b y i t s c l e a r e r a p p e a r a n c e a n d h i g h e r r e l i e f .

F i n e - g r a f n e d

c h l o r i t i c m a s s e s a r e d i s t r i b u t e d t h r o u g h t h e g r o u n d m a s s a n d p r o b a b l y

r e p l a c e d a f e r r o m a g n e s i a n m i n e r a l ( p y r o x e n e ? ) . A l l g r o u n d m a s s c o n -

s t i t u e n t s a r e l e s s t h a n 0 . 0 9 m m i n s i z e , m a k i n g a c c u r a t e m o d a l c o u n t s

d i f f i c u l t .

W h o l e r o c k m a j o r o x i d e a n a l y s e s w e r e o b t a i n e d f o r s e v e n s a m p l e s


46/302

3 2

-

' , . - . . . - '

L

_ _ _ _ _ _ _ _ _

1 p

a

: :

-

P l (

c : ;

. 7

- F

h

(

4

c


47/302

T a b l e 5 .

C h e m i c a l a n a l y s e s o f t h e C a r a h u a c r a Q u a r t z M o n z o n i t e .

G i l - i

C H - 2

C H - 3 C t - l - 4

M B - 3 9 - 8 1

M B - 4 0 - 8 1 M B - 4 1 - 8 1 A v e r a g e

S i 0 2 %

6 9 . 4 5 6 9 . 9 1

6 9 . 7 2 6 9 . 8 1

6 9 . 7 7

6 8 . 5 1

6 9 . 3 9 6 9 . 5 0

h O 2

0 . 4 5

0 . 4 5

0 . 4 5

0 . 4 2

0 . 4 7 0 . 4 8

0 . 4 3

0 . 4 5

A 1 2 0 3

1 6 . 0 3

1 6 . 0 7 1 6 . 2 0 1 5 . 6 8 1 6 . 5 1

1 6 . 4 1 1 6 . 3 0

1 6 . 1 7

F e 2 0 3

1 . 4 1 1 . 0 5

1 . 3 5 1 . 2 7 1 . 0 8 1 . 5 6

1 . 4 7 1 . 3 1

F e O

1 . 6 1 1 . 2 1

1 . 5 4 1 . 4 5

1 . 2 4

1 . 7 9

1 . 6 8

1 . 5 0

M n O

0 . 0 3 0 . 0 2 0 . 0 2 0 . 0 1

O . 0 3

0 . 0 8 0 . 1 2

0 . 0 4

M g O

2 . 2 1

2 . 1 7 2 . 1 7

1 . 4 7

2 . 0 9 2 . 0 4 2 . 5 0

2 . 0 9

C a O

1 . 9 9 2 . 1 9 1 . 9 5

2 . 9 2 2 . 2 2

0 . 7 9

1 . 1 4

1 . 8 9

N a 2 0

4 . 7 5 4 . 3 4

4 . 7 3 4 . 3 7

4 . 7 1

4 . 7 6

5 . 0 8

4 . 6 8

1 ( 2 0

1 . 9 7

2 . 5 1

1 . 7 6

2 . 5 0

1 . 7 7

3 . 4 5 1 . 7 7

2 . 2 8

0 . 1 1 0 . 0 8 0 . 1 2

0 . 1 0 0 . 1 2

0 . 1 2

0 . 1 1 0 . 1 1

T o t a l 1 0 0 . 0 1

1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 1 1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 1

9 9 . 9 9

9 9 . 9 9 1 0 0 . 0 2

S . G .

2 . 6 2 2 . 6 5

2 . 6 3 2 . 6 4 2 . 5 9

2 . 5 9 2 . 6 3 2 . 6 2

A l t .

p r o p

p r o p

p r o p

p r o p

p r o p p r o p

p r o p

A n a l y s e s b y P e t e r R . H o o p e r , W a s h i n g t o n S t a t e U n i v e r s i t y , P u l l m a n , W a s h i n g t o n , 1 9 8 2 .

P r o p = p r o p y l i t i c a l l y a l t e r e d r o c k

S e e A p p e n d i x , T a b l e A l , f o r s a m p l e d e s c r i p t i o n s a n d l o c a t i o n s .

( A )


48/302

T a b l e 6 .

C I P W n o r m a t i v e m i n e r a l s f o r t h e C a r a h u a c r a Q u a r t z M o n z o n i t e .

C H - 1

C H - 2 C H - 3 C H - 4

M B - 3 9 - 8 1

M B - 4 0 - 8 1

M B - 4 1 - 8 1

A v e r a g e

Q u a r t z %

2 6 . 5 5 2 7 . 0 8

2 7 . 9 6

2 6 . 2 6 2 7 . 7 9 2 2 . 6 3

2 6 . 6 0

2 6 . 4 1

O r t h o c l a s e

1 1 . 6 5

1 4 . 8 5 1 0 . 4 1 1 4 . 7 9 1 0 . 4 7

2 0 . 4 1 1 0 . 4 7

1 3 . 2 - 9

A l b i t e

4 0 . 1 5 3 6 . 6 8

3 9 . 9 8

3 6 . 9 3

3 9 . 8 1

4 0 . 2 3 4 2 . 9 3

3 9 . 5 5

A n o r t h i t e

9 . 1 6 1 0 . 3 5 8 . 9 0 1 3 . 8 4

1 0 . 2 4 3 . 1 4

4 . 9 4

8 . 6 5

H y p e r s t h e n e

6 . 6 3 6 . 0 8 6 . 4 3

4 . 6 0 5 . 8 9

6 . 4 5

7 . 6 3 6 . 2 4

C o r u n d u m

2 . 7 2

2 . 4 1

3 . 2 4

0 . 7 0 3 . 0 8

3 . 6 8

4 . 2 1 2 . 8 6

A p a t i t e

0 . 2 6 0 . 1 9 0 . 2 8

0 . 2 4 0 . 2 8 0 . 2 8

0 . 2 6

0 . 2 6

M a g n e t i t e

2 . 0 4

1 . 5 2 1 . 9 6 1 . 8 4

1 . 5 7

2 . 2 5 2 . 1 3

1 . 9 0

I l m e n i t e

0 . 8 6 0 . 8 6 0 . 8 6 0 . 8 0

0 . 8 9

0 . 9 1

0 . 8 2 0 . 8 6

T o t a l

1 0 0 . 0 2 1 0 0 . 0 2

1 0 0 . 0 2

1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 2

9 9 . 9 8

9 9 . 9 9

1 0 0 . 1 2

( )

3 5


49/302

l o w C a O , w h e r e a s g r a n o d i o r i t e s a n d d i o r i t e s u s u a l l y h a v e s u b e q u a l

N a 2 0 a n d C a O w i t h m u c h l e s s K 2 0 ( N o c k o l d s , 1 9 5 4 ) .


T h e C a r a h u a c r a Q u a r t z M o n z o n i t e h a s b e e n w e a k l y a l t e r e d t o a

p r o p y l i t i c m i n e r a l a s s e m b l a g e .

D o m i n a n t a l t e r a t i o n m i n e r a l s a r e

c a l c i t e , c h l o r i t e , w h i t e m i c a , e p i d o t e , c l a y , a n d l e u c o x e n e .

P h e n o -

c r y s t s o f p l a g i o c l a s e f e l d s p a r h a v e b e e n p a r t l y c o n v e r t e d t o c a l c i t e ,

w h i t e m i c a , a n d s o m e e p i d o t e , w h e r e a s t h o s e o f p y r o x e n e h a v e b e e n

e n t i r e l y a l t e r e d t o c h l o r i t e a n d c a l c i t e .

S m a l l c r y s t a l s o f t i t a n i -

f e r o u s m a g n e t i t e s h o w e x c e l l e n t r i n d s o f l e u c o x e n e , a n d s p h e n e h a s

b e e n e n t i r e l y c o n v e r t e d t o l e u c o x e n e .

E p i d o t e i s n o t a b u n d a n t , w h i c h

i n d i c a t e s t h a t c a l c i t e w a s t h e m o s t s t a b l e c a l c i u m m i n e r a l d u r i n g

3 5


50/302

T r a c e e l e m e n t c o n c e n t r a t i o n s f o r s i l v e r , c o p p e r , m o l y b d e n u m ,

l e a d , a n d z i n c w e r e d e t e r m i n e d f o r s e v e n s a m p l e s o f t h e q u a r t z m o n -

z o n i t e , a s s h o w n i n T a b l e 7 .

T h e v a l u e s a r e c l o s e t o t h e a v e r a g e f o r

i n t e r m e d i a t e a n d s i l i c i c r o c k s ( T u r e k i a n , 1 9 7 1 ) b u t t h e y a r e s o m e w h a t

e r r a t i c .

C o p p e r c o n c e n t r a t i o n s r a n g e f r o m 4 0 p p m i n l e s s a l t e r e d

s a m p l e s n e a r t h e o u t e r c o n t a c t t o 2 p p m i n t h e s a m p l e s f r o m t h e c o r e

o f t h e i n t r u s i v e . M o l y b d e n u m c o n c e n t r a t i o n s a r e r e l a t i v e l y c o n s t a n t

a n d l e s s t h a n 2 p p m i n a l l s a m p l e s .

S i l v e r v a l u e s r a n g e f r o m l e s s

t h a n 0 . 3 p p m t o 0 . 7 p p m .

B o t h l e a d a n d z i n c c o n c e n t r a t i o n s a r e

h i g h l y v a r i a b l e a n d s p o r a d i c .

L e a d v a l u e s r a n g e f r o m 1 3 t o 4 0 p p m

a n d t h o s e f o r z i n c r a n g e f r o m 3 5 t o 1 3 0 p p m .

W i t h t h e e x c e p t i o n o f

c o p p e r a n d p o s s i b l y l e a d ,

t h e c o n c e n t r a t i o n o f m e t a l d o e s n o t a p p e a r

t o c o r r e s p o n d t o a l t e r a t i o n i n t e n s i t y .

3 7


51/302

T a b l e 7 . T r a c e m e t a l a n a l y s e s o f t h e C a r a h u a c r a Q u a r t z M o n z o n i t e .

p p m

S a m p l e A g C u

M o

P b

Z n

C H - 1

0 . 7

4 0

1

2 5

6 0

C H - 2

0 . 4

1 3

< 1

3 0

8 0

C H - 3

0 . 3

1 3 1

4 0

6 0

C H - 4

0 . 4

1 7

< 1

1 8

3 5

M B - 3 9 - 8 1

< 0 . 3

1 0

< 1

1 4

8 0


52/302

h

q u a r t z a n d p l a g i o c l a s e a n d o r t h o c l a s e f e l d s p a r s e t i n a n a p h a n i t i c

g r o u n d m a s s .

T h e g r o u n d m a s s c o n s i s t s o f p r e d o m i n a n t l y q u a r t z , s e r i -

c i t e a n d c l a y m i n e r a l s .

C o n t a c t s w i t h t h e E x c e l s i o r P h y l l i t e a r e

s h a r p a n d h a v e a n e a r v e r t i c a l a t t i t u d e i n a l l o u t c r o p s .

I n t r u s i v e b r e c c i a s a r e p r e s e n t i n m a n y p l a c e s w h e r e t h e d i k e s

w e r e f o r c e f u l l y i n j e c t e d i n t o t h e p h y i l i t e . S o m e p o r t i o n s o f t h e

b r e c c i a c o n t a i n u p t o 8 0 p e r c e n t a n g u l a r f r a g m e n t a l d e b r i s c o n s i s t i n g

o f c i a s t s o f p h y l i t t e a n d b u l l q u a r t z .

M a n y o f t h e p h e n o c r y s t s o f

m a g m a t i c q u a r t z a n d f e l d s p a r h a v e b e e n s h a t t e r e d i n t o n u m e r o u s a n g u -

l a r s h a r d s .

I n o u t c r o p , t h e d i k e s h a v e w i d t h s o f u p t o 3 0 m a n d t h e y a r e

t y p i c a l l y b r i g h t w h i t e t o l i g h t g r e e n i n c o l o r . S u p e r g e n e a l t e r a t i o n


53/302

P e t r o g r a p h y a n d P e t r o c h e m i s t r y

T h i s q u a r t z p o r p h y r y i s c h a r a c t e r i z e d b y p h e n o c r y s t s o f e u h e d r a l

q u a r t z a n d h i g h l y a l t e r e d f e l d s p a r , u p t o 3 . 5 n m

i n l e n g t h , s e t i n a n

a p h a n i t i c g r o u n d m a s s o f q u a r t z , s e r i c i t e , a n d c l a y m i n e r a l s w h i c h a t

o n e t i m e m a y h a v e b e e n a g l a s s y g r o u n d m a s s ( u n a l t e r e d s a m p l e s w e r e

n o t f o u n d i n t h e S a n C r i s t o b a l a r e a ) .

P r i m a r y m i n e r a l o g y i n c l u d e d

q u a r t z , o r t h o c l a s e ( s a n i d i n e ? ) , p l a g i o c l a s e f e l d s p a r , b i o t i t e , a n d

i n t e r s t i t i a l g l a s s .

M o d a l a n a l y s e s a r e l i s t e d t n T a b l e 8 .

A l t e r a -

t i o n p r o d u c t s i n c l u d e q u a r t z , s e r i c i t e , c h l o r i t e , p y r i t e , a n d c l a y s .

J a r o s i t e a n d a l u n i t e a r e f o u n d l o c a l l y a n d w e r e p r o b a b l y f o r m e d b y

s u p e r g e n e a l t e r a t i o n a n d o x i d a t i o n o f p y r i t e .

Q u a r t z p h e n o c r y s t s o f m a g m a t i c o r i g i n a r e g e n e r a l l y e u h e d r a l ,

T h e y c o n t a i n m i n u t e


54/302

T a b l e 8 . M o d a l a n a l y s e s ( v o l u m e p e r c e n t ) o f t h e C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y .

M B - 1 3 - 8 1 M B - 1 4 - 8 1 M B - 3 6 - 8 1 M B - 3 7 - 8 1 M B - 4 3 - 8 1

M B - 4 4 - 8 1 M B - 7 8 - 8 1

P o l v R - 2

S C R - 3

Q u a r t z

1 0 . 0

8 . 4 8 . 0 8 . 4

2 3 . 0

4 . 0

1 5 , 2 1 3 . 4 9 . 8


F e l d s p a r

3 0 . 0

2 1 . 6

2 4 . 6

2 2 . 0

2 1 . 6

2 1 . 4 2 3 . 2 2 4 . 2 2 5 . 2


M i c a

2 . 0

2 . 2 2 . 6 0 . 8

3 . 0

2 . 6 4 . 8 2 . 0

3 . 4


G r o u n d m a s s

5 6 . 2

6 2 . 4

6 2 . 8

6 8 . 8

4 3 . 6

6 6 . 2

5 5 . 4 5 3 . 2 5 9 . 8

P y r i t e

1 . 0 1 . 0

2 . 0

t r

1 . 8 2 . 4 2 . 0

A l t e r a t i o n

0 . 8

4 . 2

- - -

8 . 8

4 . 8

v e i n l e t s

J a r o s i t e / - - - - -

6 . 0 - - -

A l u n i t e

1 F e l d s p a r s t o t a l l y r e p l a c e d b y q u a r t z a n d s e r i c i t e ; o r i g i n a l c o m p o s i t i o n i n d e t e r m i n a b l e .

2 M i c a i s n o w 2 M 1 m u s c o v i t e , b u t w a s p r o b a b l y b i o t i t e o r i g i n a l l y .

3 F i n e - g r a i n e d m i x t u r e o f s e c o n d a r y q u a r t z a n d s e r i c i t e .

4 V e i n l e t s m o s t l y c o n t a i n s e c o n d a r y q u a r t z , b u t m i c a , c h l o r i t e , a n d p y r i t e a r e c o m m o n .

S e e A p p e n d i x , T a b l e A l f o r s a m p l e d i s c r i p t i o n s a n d l o c a t i o n s .

4 1


55/302

B i o t i t e a l s o h a s b e e n t o t a l l y a l t e r e d a n d p s e u d o m o r p h i c a l l y

r e p l a c e d b y s e r i c i t e . I t s r e c o g n i t i o n a s a p r i m a r y m i n e r a l i s b a s e d

t e n t a t i v e l y o n g r a n u l a r a g g r e g a t e s o f s p h e n e w i t h i n t h e s e r i c i t e

p s e u d o m o r p h s .

P y r i t e i s p r e s e n t b o t h a s f i n e l y c r y s t a l l i n e d i s s e m i n a t i o n s a n d

i n v e i n l e t s w i t h q u a r t z .

I t w a s a d d e d d u r i n g h y d r o t h e r m a l a l t e r a -

t i o n , a n d c o n s t i t u t e s f r o m 1 t o 2 p e r c e n t o f t h e h o s t .


T h e C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y h a s b e e n p e r v a s i v e l y a l t e r e d a l o n g

v e i n s a n d i n a l l s u r f a c e o u t c r o p s t o a q u a r t z - s e r i c i t e m i n e r a l

a s -

s e m b l a g e .

T h e s e r i c i t e h a s b e e n i d e n t i f i e d a s 2 M 1 m u s c o v i t e f r o m X -

r a y d i f f r a c t i o n p a t t e r n s .

M u s c o v i t e p s e u d o m o r p h i c a l l y r e p l a c e s b i o -

4 2


56/302

g r a d e a l t e r a t i o n p r o d u c t o f s e r i c i t e .

P y r i t e i s t h e o n l y s u l f i d e m i n e r a l f o u n d i n t h e q u a r t z p o r p h y r y .

O n t h e b a s i s o f t e x t u r a l o c c u r r e n c e a n d a b u n d a n c e , t h i s p y r i t e i s

i n t e r p r e t e d t o h a v e f o r m e d b y s u l f u r m e t a s o m a t i s m o f i r o n - r i c h p h a s e s

s u c h a s m a g n e t i t e .

J a r o s i t e a n d a l u n i t e , a s r e p l a c e m e n t s o f d i s s e m i n a t e d p y r i t e ,

w e r e f o u n d i n s e v e r a l s a m p l e s f r o m s u r f a c e o u t c r o p s a b o v e P o l v a r i n

L a k e . B o t h s u l f a t e m i n e r a l s f o r m e d a s t h e r e s u l t o f s e c o n d a r y o x i d a -

t i o n o f p y r i t e d u r i n g l e a c h i n g o f t h e s u r f a c e o u t c r o p s .

E x a m i n a t i o n o f t h e m a j o r o x i d e c h e m i s t r y a n d t h e n o r m a t i v e

m i n e r a l c a l c u l a t i o n s ( T a b l e s 9 a n d 1 0 ) r e v e a l a r a t h e r l y p i c a l p a t -

t e r n f o r i n t e n s e q u a r t z - s e r i c i t e a l t e r a t i o n .

W h o l e s a l e r e m o v a l o f

N a 2 0 , C a O , a n d M g O b y t h e h y d r o t h e r m a l f l u i d s h a s p r o d u c e d a n a l t e r e d


57/302

T a b l e 9 .

C h e m i c a l a n a l y s e s o f t h e C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y .

M B - 1 3 - 8 1

M B - 1 4 - 8 1

M B - 3 6 - 8 1 M B - 3 7 - 8 1 M B - 4 3 - 8 1 M B - 4 4 a - 8 1

M B - 4 4 b - 8 1 P o l v R - 2 S C R - 3

A V E .

S i 0 2

7 3 . 7 5

7 7 . 9 9 7 5 . 8 9

7 7 . 8 5

7 3 . 5 8 7 7 . 9 4

7 8 . 1 9 7 6 . 7 1

7 4 . 8 1 . 7 6 . 3 0

1 1 0 2

0 5 2

0 4 4 0 4 4

0 4 4 0 3 4 0 4 9

0 5 5 0 3 0 0 5 1

0 4 5

A 1 2 0 3

1 7 . 6 0

1 4 . 4 5

1 5 . 4 5 1 5 . 1 1

1 6 . 0 6 1 5 . 6 9

1 4 . 5 8 1 4 . 7 7 1 7 . 1 7

1 5 . 6 5

F e 2 0 3

0 . 8 6 0 . 7 7

1 . 4 9

0 . 3 4

1 . 6 2

0 . 1 1

0 . 5 0 1 . 4 7

0 . 7 0

0 . 8 7

F e O

0 . 9 9

0 . 8 8

1 . 7 0

0 . 3 9

1 . 8 6

0 . 1 3

0 . 5 7 1 . 6 9

0 . 8 0

1 . 0 0

M n O

0 . 0 2

0 . 0 0

0 . 0 3

0 . 0 1 0 . 0 7

0 . 0 1

0 . 0 1

0 . 0 8 0 . 0 6 0 . 0 3

M g O

0 . 5 0 0 . 3 5

0 . 3 4 0 . 3 8

1 . 1 2

0 . 3 6 0 . 3 5

0 . 4 5

0 . 4 1

0 . 4 7

C a O

0 . 0 9 0 . 0 2

0 . 0 2

0 . 0 3 0 . 0 3 0 . 0 2

0 . 0 3 ' 0 . 0 2 0 . 0 3

0 . 0 3

N a 2 0

0 . 5 1

0 . 6 5 0 . 1 8 0 . 7 2

0 . 7 0

0 . 4 8

0 . 5 7

0 . 4 7 0 . 3 2

0 . 5 1

1 ( 2 0

5 . 0 4

4 . 3 8

4 . 3 6

4 . 6 9 4 . 5 5

4 . 7 0

4 . 5 9

3 . 9 8

4 . 9 9

4 . 5 9

0 . 1 3

0 . 0 5 0 . 1 0

0 . 0 6 0 . 0 8

0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 7 0 . 2 0

0 . 0 9

T o t a l

1 0 0 0 1

9 9 9 8 1 0 0 0 0 1 0 0 0 2

1 0 0 0 1

9 9 9 9

1 0 0 0 1

1 0 0 0 1

1 0 0 0 0

9 9 9 9

S G

2 6 9

2 6 8 2 6 9 2 7 1 2 6 5 2 4 7

2 4 2 2 7 5 2 6 1

A l t

q t z - s e r

q t z - s e r q t z - s e r q t z - s e r

q t z - s e r

q t z - s e r q t z - s e r

q t z - . s e r q t z - s e r

+ c h l

A n a l y s e s

b y P e t e r

R . H o o p e r ,

W a s h i n g t o n S t a t e U n i v e r s i t y , P u l l m a n ,

W a s h i n g t o n ,

1 9 8 2 .

Q t z - s e r

q u a r t z - s e r i c i t e

a l t e r a t i o n .

S e e A p p e n d i x ,

T a b l e A l f o r s a m p l e l o c a t i o n a n d d e s c r i p t i o n s .

C . . )


58/302

T a b l e 1 0 .

C I P W n o r m a t i v e m i n e r a l s f o r t h e C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y .

M B - 1 3

M B - 1 4

M B - 3 6

M B - 3 7

M B - 4 3

M B - 4 4 a

M B - 4 4 b

P o l v R - 2

S C R - 3 A v e r a g e

Q u a r t z

5 0 . 7 8 5 6 . 9 0

5 7 . 3 2

5 5 . 3 7

4 9 . 8 2 5 7 . 0 3

5 7 . 0 3

5 7 . 5 2

5 3 . 6 5

5 5 . 0 5

O r t h o c l a s e

2 9 . 8 1

2 5 . 9 1

2 5 . 7 9

2 7 . 7 4

2 6 . 9 1

2 7 . 8 0

2 7 . 1 5

2 3 . 5 4

2 9 . 5 2

2 7 . 1 3

A l b i t e

4 . 3 1

5 . 4 9 1 . 5 2

6 . 0 9

5 . 9 2 4 . 0 6

4 . 8 2

3 . 9 7

2 . 7 0

4 . 3 2

A n o r t h i t e

0 . 4 1 0 . 2 3

0 . 5 5 0 . 2 4

0 . 3 7 0 . 2 9 0 . 3 1

0 . 3 6

1 . 1 5

0 . 4 3

F l y p e r s t h e n e

1 . 5 3

1 . 0 3

2 . 0 7

1 . 2 2 4 . 2 4

1 . 5 4 1 . 4 1

2 . 6 7 1 . 1 9

1 . 8 5

C o r u n d u m

1 1 . 4 1

8 . 7 1

1 0 . 6 3 8 . 9 3

1 0 . 1 1

9 . 9 1

8 . 7 7 9 . 8 1 1 1 . 6 5

1 0 . 0 0

A p a t i t e

0 . 3 1

0 . 1 2 0 . 2 4 0 . 1 4 0 . 1 9

0 . 1 4

0 . 1 7

0 . 1 7

0 . 4 7 0 . 2 2

M a g n e t i t e 1 . 2 5 1 . 1 2

2 . 1 6

0 . 4 9 2 . 3 5 0 . 1 6 0 . 7 3

2 . 1 3 1 . 0 2

1 . 2 7

I l m e n i t e

0 . 9 9

0 . 8 4

0 . 8 4

0 . 8 4 0 . 6 5

0 . 9 3

1 . 0 5

0 . 5 7 0 . 9 7 0 . 8 5

T o t a l 1 0 0 . 3 5

1 0 0 . 3 5 1 0 1 . 1 2 1 0 1 . 0 6 1 0 0 . 5 6 1 0 1 . 8 6 1 0 1 . 1 7

1 0 2 . 8 7 1 0 2 . 3 2

4 5


59/302

4 6


60/302

c l a s e a r e p r o b a b l y a c t u a l l y r e p r e s e n t a t i v e o f s e r i c i t e .

G e o c h e m i c a l d e t e r m i n a t i o n s o f c o p p e r ,

l e a d , z i n c ,

s i l v e r , a n d

m o l y b d e n u m f o r n i n e s a m p l e s o f t h e C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y a r e s h o w n

i n T a b l e 1 1 . T h r e e s a m p l e s a l s o w e r e a n a l y z e d b y s e m i q u a n t i t a t i v e

s p e c t r o g r a p h i c m e t h o d s f o r t r a c e e l e m e n t s a n d m e t a l s ( T a b l e 1 2 ) .

W i t h t h e e x c e p t i o n o f a b u n d a n t p y r i t e , t h e p o r p h y r y i s u n m i n e r a l i z e d

f r o m t h e s u r f a c e t o d e p t h s o f a p p r o x i m a t e l y 2 0 0 m .

H o w e v e r , P a s t o r

( 1 9 7 0 ) h a s s h o w n a s t r o n g c o r r e l a t i o n b e t w e e n w o i f r a m i t e m i n e r a l -

i z a t i o n a n d p r o x i m i t y t o t h e p o r p h y r y .

A l l m e t a l v a l u e s a r e e q u a l t o

o r l e s s t h a n t h e c r u s t a l a v e r a g e f o r l o w - c a l c i u m g r a n i t e s ( T u r e k i a n ,

1 9 7 1 ) .

T h e a p p a r e n t a n d s p o r a d i c d e p l e t i o n s o f c o p p e r , l e a d , m o l y b -

d e n u m , a n d z i n c i n a f e w s a m p l e s a r e n o t u n e x p e c t e d c o n s i d e r i n g t h e

4 7


61/302

T a b l e 1 1 .

T r a c e m e t a l a n a l y s e s o f t h e C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y .

p p m

S a m p l e A g C u

M o

P b

Z n

M B - 1 3 - 8 1

< 0 . 3

1 2

1

1 0

4 0

M B - 1 4 - 8 1

< 0 . 3

7

< 1

4 5

4 5

M B - 3 6 - 8 1

0 . 6 4

2

2 5

8 5

M B - 3 7 - 8 1

< 0 . 3

1 0

2

2 5

8 5

M B - 4 3 - 8 1

< 0 . 3

4 5 < 1

1 8

7 5


62/302

T a b l e 1 2 .

E m m i s s i o n s p e c t r o g r a p h i c a n a l y s e s f o r s e l e c t e d e l e m e n t s i n

t h e C h u m p e Q u a r t z P o r p h y r y .

S a m p l e ( p p m )

E l e m e n t

M B - 1 3 - 8 1 M B - 4 3 - 8 1

M B - 4 4 - 8 1

A g < 0 . 5

< 0 . 5

< 0 . 5

B

1 0 0

5 0

1 0

C u

2 0

7 0

5

M n

2 0 0

1 0 0 0

7 0

4 9


63/302

s u r v e y c o n d u c t e d i n t h e a r e a a b o v e P o l v a r i n L a k e t h a t a l t e r a t i o n i s

n o t c o n f i n e d j u s t t o v e i n s e l v a g e s , b u t i s p e r v a s i v e l y w i d e s p r e a d

t h r o u g h o u t a l l r o c k e x p o s u r e s i n t h i s a r e a .

T w o t y p e s o f h y d r o t h e r m a l a l t e r a t i o n c a n b e r e a d i l y d i s t i n -

g u i s h e d i n o u t c r o p s o n t h e b a s i s o f m e g a s c o p i c e x a m i n a t i o n s .

T h e

f i r s t , a n d m o s t c o n s p i c u o u s , i s t h e q u a r t z - s e r i c i t e a l t e r a t i o n a s -

s e m b l a g e .

T h i s z o n e i s e x t r e m e l y w e l l - d e v e l o p e d a d j a c e n t t o a n d

a b o v e t h e

C h u m p e

Q u a r t z P o r p h y r y p l u g

a n d d i k e

s y s t e m .

T h e

E x c e l s i o r

P h y l l i t e

a l o n g

t h e r i d g e a b o v e a n d t o

t h e

s o u t h o f

t h e

P o l v a r i n

G l a c i e r h a s b e e n c o n v e r t e d t o a m i x t u r e o f q u a r t z , s e r i c i t e , k a o -

u n i t e , a n d p y r i t e .

T h i s a l t e r a t i o n p r o d u c e d a c o n s p i c u o u s c h a n g e

f r o m a n o r i g i n a l d a r k b l a c k t o a b r i g h t w h i t e c o l o r a t i o n ( s e e F i g .

8 ) .

T h e z o n e o f q u a r t z - s e r i c i t e a l t e r a t i o n i s r o u g h l y e l l i p t i c a l i n

5 0


64/302

5 1


65/302

I y .

. - ' ,

' :


66/302

t h e c h l o r i t e t o f o r m s e r i c i t e i s t h e a p p a r e n t c a u s e o f t h e c o l o r

c h a n g e f r o m b l a c k t o w h i t e t h a t i s o b s e r v e d u p o n e n t e r i n g t h e q u a r t z -

s e r i c i t e z o n e ( P a s t o r , 1 9 7 0 ) .

V e i n l e t

Petrology and Genesis of Carbonate-Hosted Pb-Zn-Ag Ores_San Cristobal.

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