1. Ciencia

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GEOQUÍMICA DE ELEMENTOS MAYORES Y TRAZA DE
LAS ROCAS ÍGNEAS ASOCIADAS A LA
MINERALIZ ACIÓN DE NI-Cu-EGP DE AGUABLANCA
(BADAJOZ)
R. PIÑA (1), R. LUNAR (1), F. GERVILLA (2 )
y
L . ORTEGA (1)
(1) Dpto. Cris talografía y Mineralogía, Fac. de Ciencias Geológicas, U. Complu tense de Madrid, 2 8 040 Madrid
(2 ) Inst. Andaluz de Ciencias de la Tierra, Fac. de Ciencias, U. de Granada, 1 8 002, Granada
INTRODUCCIÓN
El yacimiento de Aguablanca (Zona de Ossa-Morena
del macizo Ibérico) es una mineralización de sulfuros
magmáticos formada durante la orogenia HerCÍnica (338.6
± 0.8 M . a . Romeo et al., 2004). Esta mineralización es in­
usual por dos motivos: (a) aparece en forma de una bre­
cha magmática subvertical, y (b) está relacionada con el
desarrollo de un arco magmático de tipo andino. Esta si­
tuación geológica contrasta con la de la mayoría de las
mineralizaciones de este tipo, en donde los sulfuros apa­
r e c en en niveles e s p e cí fi c o s de intru s i o n e s m á f i c a s
estratificadas asociadas a procesos de rifting.
La brecha mineralizada, situada en el borde Norte de la
intr u s i ó n de A g u a b l a n c a , c o m p r e n d e f r a g m e n t o s
máficos-ultramáficos sin mineralizar englobados e n una
matriz de composición fund amentalmente gabronorítica
con cantidades variables de sulfuros de Fe-Ni-Cu . Los
fragmentos identificados incluyen peridotitas (dunita,
(orto- y
harzburgita, wehrlita), piroxenitas
clinopiroxenitas), gabros (gabro s.s., gabronorita, norita,
gabro anfibólico) y anortositas. Los fragmentos represen­
tan acumulados ígneos, formados en diferentes estadios
de la evolución de un complejo máfico-ultramáfico oculto
mediante procesos de diferenciación magmática (Tornos
et al., 2001 ; Piña et al., 2004 y 2006a) . En el exterior de la
brecha, las rocas no mineralizadas d e la intrusión de
Aguablanca son principalmente gabronoritas y, en menor
m e d i d a, c u a r z o - d i o r i t a s , dioritas, g a b r o s, noritas y
piroxenitas.
E n e s t e t i p o de y a c i m i e n t o s, la g é n e s i s de la
mineralización está estrechamente ligada a la génesis y
evolución de las rocas ígneas encaj antes, por lo que es ne­
cesario estudiar detalladamente éstas últimas, con el fin
de elaborar un modelo metalogenético válido. En este tra­
b aj o, se p r e s entan l o s d at o s c o r r e s p o n d i e n t e s a l a
geoquímica de elementos mayores, menores y traza de:
(a) l o s f r a g m e n t o s , (b) l a m a t r i z g a b r o n o r í t i c a
mineralizada, y (c) las rocas n o mineralizadas d e l a intru­
sión de Aguablanca . Estos datos, junto con los existentes
sobre la petrografía y química mineral (Piña et al., 2004 y
2006a; Piña, 2006), permiten contrastar las relaciones
genéticas entre los distintos grupos de rocas y el contexto
geodinámico en el cual se desarrolló la mineralización.
CARACTERÍSTICAS GEO QUÍMICAS
Los análisis de las muestras (13 procedentes de los frag­
mentos, 5 de la matriz gabronorítica mineralizada y 5 de
las rocas no mineralizadas de la intrusión de Aguablanca
incluyendo gabronoritas, cuarzo-dioritas y dioritas) se
obtuvieron con un espectrómetro de masas (ICP-MS) en
el laboratorio comercial Activation Laboratories U d .
(ACTLABS) situado e n Ancaster (Ontario, Canadá) .
Fragmentos máficos-ultramáficos
Muestran un amplio rango composicional en los ele­
mentos mayores de acuerdo con sus extensas variaciones
modales de olivino, piroxeno, plagioclasa y anfíbol obser­
vadas. El contenido en Si0 2 oscila entre 37.86 y 49.82 % en
peso, el A12 03 entre 0 . 72 y 3 1 .83 % en peso, el MgO entre
2.50 y 39.89 % en peso, el Fe 2 03 entre 2.53 y 15.21 % en
peso y el CaO entre 1 .51 y 22.80 % en peso. El contenido
en MnO es siempre inferior a 0 . 36 % en peso y el Ti02 apa­
rece en concentraciones bajas, generalmente inferiores a
1 . 3 % en peso. El contenido en álcalis varía entre 0.27 y
0.80 % en peso en los fragmentos peridotíticos y entre 4 . 02
y 7.22 % en peso en los fragmentos de anortosita. Las
composiciones más primitivas corresponden a los frag­
mentos peridotíticos, con valores de Mg# [Mg/(Mg+Fe)]
de 0 . 72, 0 . 69 Y 0 . 75 para la dunita, wehrlita y harzburgita,
respectivamente . Hay un aumento general de las concen­
traciones de Si02, A12 03, Ti0 2 y álcalis a medida que dis­
minuye el contenido de MgO.
Con la excepción de los fragmentos de harzburgita y
gabronorita, todas las muestras están enriquecidas en los
elementos litófilos de alto radio iónico (LILE: Rb, Ba, Th,
U) respe cto a l o s elementos de alto p o tencial ióni c o
(HFSE: Nb, Ta) y presentan fuertes anomalías positivas d e
P b (Fig. 1 ) . La anomalía positiva de T i e n una gabronorita
está relacionada con la presencia de ilmenita, mientras
que las anomalías positivas d e Sr de la anortositas y
g a b r o n o r i t a s s o n d e b i d a s a l fr a c c i o n a m i e n t o d e
plagioclasa. L a wehrlita y harzburgita tienen marcadas
anomalías positivas de Zr y Hf, consistente con sus mayo­
res contenidos en Zr ( 1 78 ppm para la wehrlita y 320 ppm
para la harzburgita) en comparación con el resto de frag­
mentos (generalmente < 89 ppm) . Este aspecto es muy
poco común, ya que el Zr suele concentrarse en las rocas
más diferenciadas a causa de su comportamiento incom­
patible durante el fraccionamiento del olivino y piroxeno.
Este aspecto, que no se observa en otros elementos incom­
patibles como Sr, Rb o Ba, podría reflejar la presencia de
c i r c o n e s h e r e d a d o s t r a s la a s i m i l a c i ó n de m a t e r i a l
cortical. L o s circones, a causa d e s u elevada densidad, s e
habrían comportado igual que l o s olivinos concentrándo­
se junto a ellos.
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-Q- Gabro s . s . - plg cum .
--.- Gabro s.s. - plg int.
-I::r- Gabronorita
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0. 1
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Harzburg ita
-<>- Gabro a nfibólico
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Yb
Lu
Figura 1 : Diagrama m u ltielemental del con tenido de elementos traza normalizado a los valores del manto primitivo de Sun
McDonough (1 989) para los fragmentos.
m e n t o s m a y o r e s s i m i l a r . Con r e s p e c t o a e s t a s
gabronoritas, las dioritas y cuarzo-dioritas no
mineralizadas de l a intrusión de Aguablanca tienen com­
posiciones más evolucionadas, con mayores contenidos
en Si02, A12 03' Ti0 2, Na2 0, K2 0, B a, Sr, Rb, Zr y RE E, Y
menores de MgO, MnO, Ni, Cr y Co.
Las concentra ciones de elementos traza incompatibles
normalizadas al m anto primitivo están dentro del rango
observado para los fragmentos (Fig. 2), pero los patro­
nes de distribución son mucho más homogéneos que el
exhibido por éstos de acuerdo con sus menores variacio­
nes modales. Todas las muestras están enriquecidas en
LILE y LREE con respecto a los HFSE y HREE, muestran
pronunciadas anomalías negativas de Nb y Ta, y mode­
radas anomalías positivas de Sr asociadas a la presencia
de plagioclasa (Fig. 2). Las relaciones (La/Lu)N oscilan
entre 3 . 78 y 9 . 3 . Aunque la plagioclasa es aparentemente
Los fragmentos tienen contenidos variables de REE (61 71 ppm) que reflejan diferentes cantidades de material
intercumulus y anfíbol. Todos están enriquecidos en tie­
rras raras ligeras (LREE: La, Ce, Pr y Nd) respecto a las
tierras raras pesadas (HREE : Dy, Ho, Er, Tm, Yb y Lu)
(Fig. 1 ) con relaciones (La/Lu)N oscilando entre 2.7 y 7.7
(las anortositas tienen relaciones m ayores, entre 18.6 y
57.9). Las gabronoritas y anortositas presentan anomalías
p o s i t i v a s de Eu i n d i c a t i v a s de la a c u m u l a c i ó n d e
plagioclasa como fase cumulus .
Matriz gabronorítica mineralizada y rocas no
mineralizadas de la intrusión de Aguablanca
L a s gabronoritas de la matriz mineraliz a d a y l a s
gabronoritas no mineraliza d a s d e la intrusión de
Aguablanca presentan u n rango composicional de ele-
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Rocas no m inera lizadas
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Figura 2 : Diagrama multielemen tal de elemen tos traza compatibles, normalizado a los valores del manto primitivo de Sun &
McDonough (1 989) para gabronoritas con mineralización diseminada de la matriz y rocas sin mineralización de la intrusión de
Aguablanca. El campo sombreado represen ta el rango de los fragmentos máficos-ultramáficos de la brecha.
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Ba
U
K N b Ta La Ce Pb
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P
r S
Nd Z r Hf Sm E
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una fase cumulus en muchas de las gabronoritas, y en
las dioritas y cuarzo-dioritas, los patrones de distribu­
ción care cen de anomalía positiva de Eu (Fig. 2 ) . Esto
podría ser indicativo de que estas rocas presentan com­
posiciones muy cercanas al líquido del cual se formaron.
Además, ya que el coeficiente de reparto del Eu entre la
plagioclasa y el fundido es inferior a 1 ( 0 . 1 , Bindeman
et al., 1 9 98), la presencia en estas rocas de cantidades re­
lativamente altas de minerales intercumulus (anfíb ol,
flogopita y cuarzo) pudo prevenir el desarrollo de las
anomalías p ositivas de Eu (Cesare et al., 2002 ) .
-
CONSIDERACIONES FINALES
Las gabronoritas mineralizadas de la matriz y la mayo­
ría de los fragmentos muestran un enriquecimiento siste­
mático en LILE y LREE respecto a HFSE y HREE, además
de pronunciadas anomalías positivas de Pb, y negativas
de Nb y Ta. Además, los rangos composicionales de los
silicatos primarios de los fragmentos se solapan con los
de la matriz mineralizada (Piña, 2006; Piña et al., 2006a) .
Estos datos sugieren que, muy probablemente, los fundi­
dos de los acumulados del complejo diferenciado (fuente
de los fragmentos) fueron co-genéticos con los de la ma­
triz mineralizada y se formaron a partir de un mismo
magma parental .
En l o r e f e r e n t e a l a r e l a ci ó n e n t r e l a s r o c a s n o
mine r a l i z a d a s d e l a intrusión d e A g u a b l a n c a y l a s
gabronoritas mineralizadas de la matriz de l a brecha, va­
rias evidencias sugieren que estas rocas podrían haberse
formado a partir de un mismo magma parental y que po­
drían pertenecer a una misma serie magmática que evolu­
cionó mediante procesos de diferenciación magmática: (a)
la similitud entre los patrones de distribución de los ele­
mentos traza incompatibles, (b) la similitud entre los ran­
gos composicionales de los silicatos primarios de ambos
grupos de gabronoritas (Piña, 2006; Piña et al., 2006a), y
(e) la tendencia de diferenciación existente según el orden
gabronorita -7 diorita -7 cuarzo-diorita, reflej ada por un
aumento progresivo en el contenido de elementos incom­
patibles (Ba, Sr, Zr, REE, etc. .. ) y una disminución de los
compatibles (Cr, Ni) .
La geoquímica de los fragmentos, de las gabronoritas
mineralizadas y de las rocas no mineralizadas de la in­
trusión de Aguablanca es indicativa de que estas rocas
se formaron a partir de magmas generados en zonas de
subducción que han sufrido algún grado de contamina­
ción cortical (Perfit et al., 1 980; Zhou et al., 2004) . Esta
inte r p r e t a c i ó n e s consi stente con: (a) la asimilación
cortical de rocas sedimentarias ricas en S, responsable de
las causas de la saturación en S del magma silicatado, tal
y como sugirieron Casquet et al. ( 1 998) a p artir de los
isótopos de S y Piña et al. (2006b) a partir del estudio de
las relaciones SISe, (b) el elevado contenido en Zr de al­
gunos fragmentos peridotíticos, probablemente reflej o
de la presencia de circones heredados por asimilación
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cortical, y (e) el contexto geodinámico regional en el cual
se desarrolló la mineralización, un arco magmático de
tipo andino. No obstante, el descubrimiento de un cuer­
po profundo ( 1 5-20 km de profundidad) en forma de sill,
interp retado como una intru sión máfica-ultramáfi ca
estratificada emplazada en una etapa extensiva interme­
d i a a d o s e t a p a s c o m p r e s iv a s d u r ante l a o r o g e n i a
Hercínica tras el ascenso de u n a pluma mantélica (entre
355 y 335 M . a . ) (Simancas et al., 2003), plantea la posibi­
lidad de que la mineralización de Aguablanca este aso­
ciada a un episodio extensivo dentro d e la oro genia
H e r c í n i c a c o m o es c a r a c t e r í s t i c o en e s t e t i p o d e
mineralizaciones .
A GRADECIMIENTOS
Los autores agradecen a Río Narcea Recursos S.A. las fa­
cilidades dadas para el muestreo y los trabajos realizados
en la mina. Este estudio ha sido financiado con el Proyecto
BTE2003-03599 del Ministerio de Educación y Ciencia.
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