Composición isotópica de azufre en sulfuros y de azufre y oxígeno en anhidrita masiva en el yacimiento de ZN-PB-AG-IN-SN-CU de Ayawilca, Pasco, Perú

Abstract

Los yacimientos de tipo Cordillerano se desarrollan típicamente en las zonas periféricas y someras de sistemas tipo pórfido Cu(-Mo), o bien se superponen a estilos de mineralización de mayor temperatura durante el retraimiento térmico del sistema. En estos sistemas, los estudios isotópicos constituyen un excelente medio para trazar el origen de los fluidos hidrotermales asociados a la mineralización polimetálica y el origen de los metales. El depósito de Zn-Pb-Ag-In-Sn-Cu de Ayawilca en Pasco, Perú, aloja una mineralización de tipo Cordillerana con un recurso indicado de 19.0 Mt con 7.2 % Zn, 0.2 % Pb y 16.8 g/t Ag, un recurso inferido de 47.9 Mt con 5.4 % Zn, 0.4 % Pb y 20 g/t Ag, y un recurso inferido adicional de 8.4 Mt con 1.0 % Sn. Se han descrito 2 estilos de mineralización polimetálica: mantos de reemplazamiento y vetas. Ambos estilos están hospedados predominantemente en rocas carbonatadas del Grupo Pucará y en menor medida, en rocas detríticas del Grupo Goyllarisquizga. El presente estudio tiene como objetivo reevaluar las condiciones físico-químicas durante la mineralización, trazar el origen del S en los fluidos asociados a la mineralización económica y discutir el origen de niveles de anhidrita masiva hallados cerca del yacimiento. A partir de relaciones texturales y geoquímica mineral, se determinó que la mineralización de sulfuros durante el estadio A (predominantemente, pirrotina y esfalerita rica en Fe) comenzó a relativamente baja fugacidad de azufre (10-11-10-9 atm) en condiciones reductoras (fugacidad de oxígeno máxima entre 10-31 y 10-30 atm). Durante la etapa A, el sistema experimentó un descenso en la fugacidad de oxígeno hasta valores de 10-34 a 10-33 atm, probablemente como resultado de un eficiente tamponamiento por re-equilibrio químico entre los fluidos oxidantes y dolomías del Grupo Pucará y las subyacentes pizarras carbonosas del Grupo Excelsior. El posterior sellado de las estructuras mineralizadas y el agotamiento de la capacidad reductora de la roca caja durante el estadio A favoreció la evolución del sistema a un estado de sulfuración intermedia (estadios B – predominantemente pirita y marcasita – y C – predominantemente esfalerita con bajo a moderado Fe, galena, sulfosales de Ag, carbonatos Mn-Fe, caolinita, dickita y sericita). Se realizó termometría isotópica en pares minerales (sulfuros) en mantos de reemplazamiento y vetas. Las temperaturas resultantes son incoherentes y reflejan desequilibrio isotópico. El rango de valores de δ34S (-0.4 +6.2 ‰) en sulfuros es comparable con el de otros yacimientos polimetálicos (Providencia, Casapalca, Pasto Bueno, Cerro de Pasco, Colquijirca, San Cristóbal, Morococha, Galera), en los que el δ34S abarca un rango estrecho de valores casi en su totalidad positivos y/o cercanos al 0 ‰. El enriquecimiento en 34S determinado para el S total en los fluidos hidrotermales responsables de la mineralización de sulfuros en los mantos de reemplazamiento durante el estadio A en Ayawilca (+0.8 a +5.1 ‰) sugiere la participación de azufre predominantemente de origen magmático, con una posible contribución menor de S de origen evaporítico. La anhidrita masiva (seguramente ubicada estratigráficamente en la base del Grupo Pucará) en Ayawilca presenta composiciones de δ34S (+13.2 a +16.0 ‰) dentro del rango del sulfato marino en el Triásico-Jurásico, mientras que sus valores de δ18O (+10.9 a +13.7 ‰) son sistemáticamente menores. Dicho empobrecimiento en 18O es compatible con cierto grado de intercambio isotópico entre secuencias evaporíticas marinas del Triásico-Jurásico y fluidos con un δ18O considerablemente menor (p.ej. fluidos de origen meteórico, magmáticos y/o de circulación profunda). La anhidrita masiva en la base del Grupo Pucará pudo haber actuado como un sello impermeable, por lo menos de forma local, focalizando los fluidos mineralizantes a lo largo del contacto litológico entre los grupos Excelsior y Pucará. Sin embargo, la importancia de este control litológico en la mineralización de Ayawilca todavía tiene que evaluarse a escala regional ya que la presencia de niveles de anhidrita no ha sido detectada de forma continua a lo largo del yacimiento.