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Propuesta de estructura geológica para el depósito gigante desulfuros masivos volcanogénicos de Río Tinto, Faja Pirítica Ibérica

Proposal of a structural setting for the giant volcanogenic massive sulphide deposit of Río Tinto, Iberian Pyrite Belt

Emilio J. González-Clavijo (1) y Alejandro Díez-Montes

(1) IGME- Oficina de Salamanca. Azafranal, 48 � 1º A. 37001-Salamanca. e.clavijo@igme.es; al.diez@igme.es

ABSTRACT

New field reconnaissance around the Río Tinto Mine led to a better structural knowledge on the area.The improved map support a different geological evolution on this sector determined by an earlier extensionalevent, which probably conditioned the mineralization processes. Later compressive poly-cyclic Variscan eventsdeveloped thin-skinned tectonics.

Key words: Structure, detachment, thin-skinned, Variscan, Río Tinto.

Geogaceta, 48 (2010), 203-206 Fecha de recepción: 15 de febrero de 2010ISSN: 0213-683X Fecha de revisión: 21 de abril de 2010

Fecha de aceptación: 28 de mayo de 2010

Introducción

A pesar del importante papel históri-co y económico desarrollado por la minade Río Tinto, los artículos sobre la geolo-gía del área han sido escasos. Los traba-jos pioneros de Williams (1934) ofrecie-ron un primer bosquejo de la geología dela mina y alrededores, siendo mejoradospor Navarro Vázquez y Ramírez Copeirodel Villar (1972) y por García Palomero(1980).

La estructura tradicionalmente pro-puesta para la región es sencilla. Consisteen un tren de pliegues poco aplastados yvergentes para el S, con ejessubhorizontales y orientados E-W. Desta-can como estructuras mayores un gransinclinal con un domo anticlinal menor ensu núcleo, que es donde se encuentra lamina. Estas estructuras deforman a unasecuencia continua de edades DevónicoSuperior a Carbonífero Inferior, que con-tiene un Complejo Vulcano Sedimentariointercalado, el cual tiene hacia su techolos depósitos de sulfuros masivospolimetálicos.

Posteriormente se propuso unatectónica pelicular para este sector de laZona Sudportuguesa (ZSP) (GonzálezClavijo et al., 1994; Quesada, 1998);como ya había sido identificada en la par-te portuguesa (Silva et al., 1990). Este es-tilo tectónico ha sido validado para todala corteza de la ZSP mediante estudios desísmica de reflexión profunda (Simancaset al., 2003).

Nuevos trabajos de campo en las par-tes accesibles de las labores mineras y desus alrededores, complementados por es-tudios fosilíferos (Pereira y González-Clavijo, 2007), microestructurales ygeoquímicos, permiten ofrecer un nuevoesquema estructural, que permitirá mejo-rar los modelos genéticos del yacimientominero.

Estratigrafía y edades

Las tres grandes unidades de la se-cuencia estratigráfica general definidapor Schermerhorn (1971) están presen-tes en la zona. El Grupo Filita-Cuarcita(GPQ) basal aparece en la banda S delmapa. Concordantemente sobre éste sedispone el Complejo Vulcano-Sedimentario (CVS) que junto con elbatolito plutónico de la Sierra Norte(BSN) forman parte de una seriemagmática del t ipo Tonali ta-Trondhjemita-Granodiorita (Díez Mon-tes y Bellido Mulas, 2008). En esta zonael CVS se divide, de modo simplificado,en una Unidad Básica inferior de com-posición basáltica / andesitas basálticas(con pillow lavas locales). Sobre ellauna Unidad Ácida de dacitas y riolitasque forma domos, criptodomos y depó-sitos de brechas y tobas, además de sillsriolíticos (Boulter, 1993). Localmente asu techo hay una unidad epiclásticadacítica, sobre la que se disponen lossulfuros masivos en los cuerpos situadosal N (Peña de Hierro) y S (Valle, bajo la

localidad de Río Tinto) del gransinforme, aunque las masas principalesde Río Tinto (San Dionisio y Filón S)reposan directamente sobre la UnidadÁcida. La unidad superior del CVS hasido denominada Serie de Transición(García Palomero, 1980); presenta espe-sor reducido y varias litologías: pizarrasnegras, pizarras con nódulos fosfatados,cherts de color crema y púrpura, pizarrasmoradas y epiclastitas. La unidad másalta de la región se ha denominado tradi-cionalmente Grupo Culm (GC), pues susecuencia turbidítica sinorogénica esmuy semejante a estas facies en el restode Europa.

Las edades de estas unidades han sidoestablecidas mediante estudios depalinomorfos (Pereira y GonzálezClavijo, 2007 y referencias en él). La par-te más alta del GPQ tiene edades delFameniense alto. Las edades obtenidaspara el CVS son principalmente en las pi-zarras negras de la Serie de Transición(próximas a las masas minerales) dandouna edad del Fameniense más alto, peropizarras negras intercaladas cerca de labase del CVS en la sección del río Jaramahan dado edades Tournaisiense bajo(Rodríguez et al., 2002). Esto prueba ladiacronía del CVS y de lasmineralizaciones. Finalmente, el GC pre-senta fauna de casi todo el Viseense. Elcarácter sinorogénico del GC está confir-mado por los palinomorfosresedimentados del Fameniense alto en-contrados en una muestra de edad

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Viseense inferior del sector de la mina dePeña de Hierro.

Las edades radiométricas obtenidasmediante U/Pb en circones tanto en lazona (Barrie et al., 2002), como en locali-dades próximas (Dunning et al., 2002),indican que el CVS y el BSN son de edadTournaisiense en este sector.

El grado del metamorfismo regionales muy bajo, aunque las intensas y ex-tensas alteraciones relacionadas con losprocesos mineralizantes dificultan el re-conocimiento de las litologías en am-plios sectores.

Estructura geológica

La principal estructura es un despe-gue extensional situado en la base delGC, claramente observable en CortaAtalaya, la clásica labor a cielo abiertode la mina. Este despegue se encuentraplegado con desarrollo de foliacióntectónica de plano axial (S1). En la parteS se puede deducir la existencia de estedespegue por la ausencia de algunas uni-dades (sector entre Río Tinto y Nerva).También el «flanco N del Domo de RíoTinto» es una estructura de este tipo.Este despegue había sido propuesto porQuesada (1998) para toda la ZSP, al con-siderar que los horst y graben desarrolla-dos durante la extensión pre-orogénicahabrían condicionado, al invertirse du-rante la compresión varisca, la geome-tría de las primeras unidades imbricadasy que este conjunto de unidades inferio-res, compuesto por el GPQ y el CVS,habría actuado como un contrafuerte so-bre el que habría deslizado otra unidadestructural superior compuesta única-mente por el GC. Esta estructura se haidentificado también en Tharsis (Tornoset al., 1998). Durante la fase de com-presión cortical, estas dos unidades su-perpuestas se pliegan y son afectadasconjuntamente por cabalgamientosvergentes también al S, pero másverticalizados y responsables de lasprincipales características estructura-les. Uno de ellos es la banda de estruc-turas que levanta la parte N de la zonaestudiada, exponiendo el CVS y dejan-do en el bloque de muro (al S) una am-plia zona de GC, bajo el que aparece denuevo, más al S y en la zona de Río Tin-to, el CVS y el GPQ. En bandas junto aestos cabalgamientos tardíos se genera,principalmente en el bloque de techo,una foliación de crenulación (S2) quebuza hacia el S.

Así pues la banda central ocupadapor el GC no es un sinclinal simple, sino

que dentro de ella un cabalgamiento creaun antiformal stack, en el cual aflora elCVS ácido y las masas de sulfuros. En élse diferencian 3 escamas imbricadasprincipales, que contienen de inferior(S) a superior (N): A) un conjunto depliegues apretados desarrollados en laUnidad Ácida, los sulfuros masivos y laSerie de Transición. Los ejes de estospliegues llegan a cabecear hasta 40º alE, colaborando al extraño aspectogeológico de la Corta Atalaya. Los ma-teriales de la Unidad Ácida están total-mente invadidos por un sistema devetillas de cuarzo y sulfuros y presen-tan alteración intensa, constituyendo elsistema de alimentación de los sulfurosmasivos suprayacentes. La unidadestructuralmente intermedia (B) estáconstituida por la Unidad Ácida, al E,con brechas volcánicas en su extremoE, que hacia el W pasan a una UnidadÁcida también con características desis tema de a l imentación ( feederstockwork). Su parte occidental presen-ta una secuencia estratigráfica de sedi-mentos alternantes en bancos métricoscon paraconglomerados de cantoscentimétricos de materiales diversos, in-cluyendo pirita masiva, y otros bancosde arenas epiclásticas y pizarras negras.Hacia el E estos materiales han sufridouna intensa s i l ic i f icación ycloritización, llegando a constituir unaroca masiva verde, que fue denominadapor Williams (1934) cloritita. Al mi-croscopio estas rocas únicamente con-servan los fenocristales de cuarzo enuna matriz compuesta principalmentepor cuarzo y clorita. Como accesoriosson frecuentes el circón y mineralesopacos (pirita). Geoquímicamente seproduce un empobrecimiento de Ca, Nay K, y un enriquecimiento en Al, Fe yMg. La unidad imbricada superior (C),está constituida por la Unidad Ácida delCVS y presenta vetillas y alteracionespropias del sistema alimentador sólo ensu tercio más oriental. En este sector lapiritización asociada a la red de vetillases tan intensa que invade la roca decaja, convirtiéndola en una roca «masi-va» de pirita de grano grueso, que llegóa formar masas explotables (Lago,Salomón, Vulcano). En la parte occi-dental de la estructura se observan al-gunas complejidades en escamas meno-res que contienen materiales de la partealta del CVS.

Tanto el antiformal stack como lazona de Río Tínto están cortados por di-versas fallas tardías, de dirección domi-nante NW-SE, destacando la que en su

extremo W oculta la exposición superfi-cial de la estructura al hundir el labio oc-cidental.

Discusión y conclusiones

Esta estructura corresponde a unatectónica pelicular en tres episodios prin-cipales sucesivos. La existencia de undistrito volcánico tan voluminoso exigeun fenómeno distensivo importante quefavorezca el ascenso de los magmas. Lasfallas normales que formaron los grabensque permitieron preservar los sulfuros enambiente protegido y reductor, se invir-tieron al comienzo de la orogenia Variscaen este sector, condicionando su geome-tría y peculiaridades. La estructura deunidades imbricadas así creada, formó uncontrafuerte sobre el que deslizó poste-riormente el GC sinorogénico. Toda estapila de unidades estructurales continuóbajo un régimen compresivo varisco, con-forme su frente orogénico avanzaba hacialas zonas más externas. Así se formaronlos pliegues abiertos que afectan al des-pegue basal del GC y los cabalgamientosde segunda fase, que en algunos casos se-rán reactivaciones de cabalgamientos an-teriores.

La foliación milonítica subparalela aS1 que se ha identificado en algunos sec-tores indica movimiento subhorizontal ysentido dextro y refleja el caráctertranspresivo de la colisión. Esto ocasio-na el desplazamiento hacia el E de lasunidades imbricadas superiores respectode las inferiores dentro de la mina.

Reconstruir la paleogeografíapreorogénica resulta difícil dada la inten-sa deformación penetrativa, las alteracio-nes y la falta de capas guía. Pero se pue-den aventurar algunos aspectos.

La unidad intensamente cloritizada haofrecido palinomorfos del Tournasiensemás alto en su parte occidental no altera-da. La explicación más plausible es quela escama imbricada B contenga en suparte occidental una fracción de una uni-dad lateral y superior al CVS, y algo másmoderna que él. Esta unidad detrítica confuerte componente volcánico y fragmen-tos centimétricos de sulfuros masivos ten-dría pues un origen intracuenca. En losmodelos clásicos la zona cloritizada ocu-pa la zona central del sistema alimentadorinferior a los sulfuros masivos, pero tam-bién hay una extensa zona clorítica ysericítica lateral y superior (Ohmoto,1995). Por tanto, la escama B involucraparte del CVS inferior al depósito mine-ral, incluyendo brechas volcánicas queindicarían proximidad a un domo

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Propuesta de estructura geológica para el depósito gigante de sulfuros m

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Fig. 1.- Mapa estructural del sector de la Mina de Río Tinto (Faja Pirítica Ibérica � Zona Sudp.

Fig. 1.- Structural map of the Rio Tinto Mine area (Iberian Pyrite Belt - South Portuguese Zone).

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riolítico, y sedimentos contemporáneos oligeramente más modernos depositadoslateralmente o sobre el edificio volcáni-co.

El sistema de fallas tardías (NW-SE)dominante, junto con su conjugado (NE-SW), son muy abundantes en la zona y, lasmás importantes de ellas, coincidenespacialmente con las grandes masas desulfuros. Aunque son fallas tardías por susrelaciones de corte, podrían haber sido lasprincipales fallas extensionales que con-trolaron el vulcanismo y lasmineralizaciones. Dada su orientación ha-brían actuado como estructurales lateralesdurante la tectónica pelicular, mientras queotras orientadas más favorablemente sehabrían transformado en estructuras fron-tales. Las estructuras laterales tendrían, fi-nalmente, rejuegos tardíos que explicansus relaciones geométricas actuales.

Agradecimientos

Este trabajo es una síntesis de aspec-tos parciales de diversos proyectos delIGME. Los comentarios de C. Quesada yJ. Brandão Silva han colaborado en la me-jora de este trabajo.

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