ESTUDIO GEOLOGICO DEL YACIMIENTO SAN PEDRO SUR, EN SANTA CRUZ - CAJAMARCA

ANA CECILIA CERDN VSQUEZ

Universidad Nacional de Cajamarca. Km 3.5 Carretera Cajamarca Baos del Inca

Facultad de Ingeniera. Escuela Acadmico Profesional de Ingeniera Geolgica e - mail: ana.cerdan@buenaventura.pe

RESUMEN

El Yacimiento San Pedro Sur, se ubica dentro del proyecto La Zanja; en los andes occidentales del Norte del Per, entre los lmites de los distritos de Puln y Tongod, pertenecientes a las provincias de Santa Cruz y San Miguel de Pallaques, Departamento de Cajamarca. El Yacimiento presenta forma elongada en direccin WNW-ESE cuyas dimensiones son: 500 x 200 m, y en profundidad los lmites son irregulares llegando hasta 100 m como promedio. La estratigrafa de la zona est conformada por secuencias volcnicas piroclsticas Palegeno Negeno de composicin intermedia a cidas, pertenecientes a la formacin Llama del Grupo Calipuy. El Zoneamiento de las alteraciones hidrotermales, han definido un ncleo central de slice; con halos de arglica avanzada, que va gradando hacia arglica intermedia, pasando finalmente a una dbil propitilizacin; estas alteraciones y posterior mineralizacin, estn asociadas a la presencia de estructuras de brecha tectnica hidrotermal, tobas cristalolticas porosas y facies ignimbrticas. Todas ellas asociadas a un marcado control estructural N60-80, que han favorecido la alteracin, el fracturamiento y la diseminacin de mineralizacin de oro.

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN Como objetivo general de esta tesis es Estudiar la geologa y los controles geolgicos favorables para el emplazamiento de la mineralizacin dentro del sistema epitermal de alta sulfuracin del yacimiento San Pedro Sur. Dentro de los objetivos especficos a lograr son los siguientes: Determinar los controles geolgicos y geoqumicos que se

encuentran asociados a las ocurrencias de Au. Estudiar y conocer los controles estructurales. Determinar la naturaleza de la alteracin hidrotermal. Determinar los ensambles de minerales principales y afines

que acompaan la presencia del Au. Determinar las Correlaciones de Pearson. Comprender la gnesis del Yacimiento. Presentar el estudio y sus resultados como tesis para optar el

ttulo Profesional de Ingeniero Gelogo.

HIPTESIS.

San Pedro Sur es un yacimiento aurfero epitermal de alta sulfuracin; cuya ocurrencia es favorecida por variables geolgicas independientes: litolgicos, estructurales, geoqumicos y mineralgicas; asociadas a altas concentraciones de Au.

EL YACIMIENTO SAN PEDRO SUR

El yacimiento de oro diseminado de San Pedro Sur est ubicado en el sector Noroeste de los Andes Peruanos (Figura N 1), en las provincias de San Miguel de Pallaques y Santa Cruz de Succhubamba, departamento de Cajamarca y a 48 km al NW de la mina Yanacocha .

Figura N 1: Ubicacin del Yacimiento Minero la Zanja en el Norte del Per

Departamento de Cajamarca. Fuente: Roger Cabos 2007 ESTRATIGRAFA DEL YACIMIENTO SAN PEDRO SUR Geolgicamente el depsito se encuentran desarrollados dentro de un vulcanismo Palegeno - Negeno, de composicin andestica a dactica correlacionable con la formacin Llama del Grupo Calipuy. La secuencia estratigrfica local estara conformada por una gruesa secuencia de depsitos piroclsticos: la unidad piroclstica inferior esta compuesta de tufos de cristales los cuales se caracterizan por presentar escasos fragmentos lticos y desarrollo de crstales de cuarzo primario entre 5-10%. Suprayacindola se tienen tufos cristalolticos de composicin dactica a andestica con facies de tufos ignimbriticos. Se caracterizan por presentar fragmentos lticos de composicin variable, ojos de cuarzo y matriz volcnica soldada. La textura eutaxtica es variable presentando fiammes y pmez achatados. Sobreyaciendo a las rocas anteriores se observan tufos lticos de grano grueso, estos tufos se caracterizan por presentar lticos de hasta 10cm, son polimcticos y donde la presencia de clastos de color marrn es la principal caracterstica que define esta litologa como una unidad nica. Con una distribucin areal ms ampla y lateral, se observan lavas a lo largo de todo el distrito. Intruyendo a toda la secuenca volcnica ocurren cuerpos subvolcnicos (domos) intra y post mineralizacin, principalmente de composicin andestica, con textura porfirtica, de grano medio a grueso (figura 2).

GNESIS DEL YACIMIENTO SAN PEDRO SUR

Se ha esbozado una hiptesis sobre la gnesis del Centro volcnico San Pedro y su relacin con las zonas de mineralizacin alrededor de esta estructura: 1. Desarrollo del Vulcanismo Llama en el distrito: Durante el Mioceno medio un intenso Vulcanismo calcoalcalino se desarroll en los bordes de los arcos magmticos continentales. La composicin de estas emisiones volcnicas es intermedia variando entre dacitas y andesitas. 2. Localizacin de los focos de actividad volcano - magmtica: Los sistemas estructurales desarrollados durante la orogenia andina, fueron alineados bajo direcciones preferenciales teniendo en cuenta las direcciones de los elipsoides de esfuerzos, de esta manera, centros eruptivos locales fueron alineados a lo largo de los sistemas compresivos NW-SE, uno de stos centros volcnicos correspondi al de San Pedro. 3. Centros volcnicos locales y el desarrollo de la actividad hidrotermal temprana: El centro volcnico de San Pedro s convirti en una zona de debilidad cortical, a travs de las cuales soluciones hidrotermales comenzaron a introducirse en el sistema, formando la alteracin primaria: silicificacin masiva y argilizacin avanzada.

4. Resurgimiento la actividad volcnica en San Pedro Sur con manifestacin de domos calcoalcalinos: La convergencia de estructuras de rumbo andino NW-SE con estructuras de distensin antiandino NE-SW, crearon la inestabilidad del sistema donde intrusiones menores comenzaron a edificarse. La actividad hidrotermal prosigui caracterizndose por intensa silicificacin sobreimpuesta por alteracin arglica avanzada.

5. Colapso del centro volcnico San Pedro: Zonas de baja presin litosttica como diatremas y la actividad resurgente de una zona central provocaron el hundimiento de una gruesa columna volcnica. 6. Tectonismo local: La interaccin del sistema NW-SE con los sistemas secundarios NE-SW produjeron tambin una zona de cizallamiento y fracturamiento en el margen del centro volcnico San Pedro, siendo el esfuerzo compresivo mayor manifestado por

la direccin predominante de los sistemas de fracturas y tectnica NW-SE. 7. Desarrollo de la mineralizacin primaria: Mineralizacin primaria (pirita - enargita) asociada a varias generaciones de slice: estructuras y brechas tecto-hidrotermales, canales de slice masiva, a veces acompaada de algo de porosidad y vetillas de slice gris cortando a las anteriores. En algunos casos los contactos con domos actan como trampas mineralgicas permitiendo la precipitacin de soluciones ricas en Au, al no poder traspasar las rocas prcticamente impermeables de los domos.

8. Lixiviacin y oxidacin con enriquecimiento supergnico de Au: La lixiviacin y oxidacin se desarrolla a travs de las fracturas y brechas desarrollando una zona cercana a la superficie con intensa limonitizacin. El Au libre tiende a ser reconcentrado en los espacios abiertos, ste evento contina hasta el modelado final.

9. Reacomodo estructural: Ocurrencia de los sistemas secundarios N-S y NE-SW, formacin de piritas y alunitas tardas (fase de vapores calientes). 10. Formacin de domos tardos: Incipiente alteracin hidrotermal.

11. Sellamiento del sistema: "capping" de slice calcednica y brechas freatomagmticas (C Alcaparrosa, San Pedro Norte). 12. Interrupcin del ciclo eruptivo del vulcanismo Llama: Depositacin de tufos y piroclsticos de fragmentos gruesos, con ocurrencias lvicas de andesitas prstinas, son evidencias de emisiones telescopizadas de centros eruptivos distales del Vulcanismo Porculla.

13. Erosin y modelado final.

RESULTADO DE LA INVESTIGACIN. CONTROL ESTRUCTURAL DE LA MINERALIZACION

Tectnicamente, el yacimiento San Pedro Sur se localiza entre las deflexiones de Cutervo y Cajamarca, evidencindose en el rea una tectnica Andina polifsica que fue muy favorable para la mineralizacin de Au y otros metales base. Estructuralmente el distrito corresponde a la subprovincia tectnica de Santa Cruz; el control estructural de mayor importancia por su papel en la construccin de los rasgos geolgicos de escala regional, es el sistema NO-SE que tiene gran difusin en el Norte del pas y que corresponde a un reacomodo distensivo de la epirognesis andina, asociadas a fracturas distensivas NE-SO (Quiroz, A. 1997). Los principales prospectos y depsitos del Proyecto La Zanja se encuentran ubicados alrededor de una depresin volcnica-tectnica denominada San Pedro, que corresponde a una debilidad cortical favorecida por la interseccin del esfuerzo andino y el sistema distensivo antiandino. El control principal de la mineralizacin en San Pedro Sur est asociado a un marcado control estructural ONO-ESE; el lineamiento N 60 - 80 O evidenciado de varias formas: Por un intenso fracturamiento paralelo al borde de la

depresin San Pedro y por la forma elongada en esta direccin del depsito SPS.

Figura N 2: Columna estratigrfica volcnica del

yacimiento San Pedro Sur - Escala Grfica ( Fuente :O. Rodrguez 2003, Modificado W.Amaya 2005)

Posibles Intrusivos Hipabisales

Domos de Composicin andestica textura porfirtica de grano medio a grueso, presentan bandeamiento de flujo. 11.91+/- 0.06 Ma; edad de fenocristales de biotita de una lava andestica a corta distancia expuesta al Sur de San Pedro Sur (733223, 9243,363N).

Tufo de cristales los cuales se caracterizan por presentar escasos fragmentos lticos y cristales de cuarzo primario entre 5 10%.

Tufo cristalolticos con facies ignimbrticas; se caracterizan por presentar fragmentos lticos de composicin variable, ojos de cuarzo y matriz volcnica soldada. La textura eutaxtica es variable presentando fiames y pmez alargados. Constituyen el horizonte favorable para mineralizacin de oro. Potencia 200m.

Tufos lticos de grano grueso, se caracteriza por presentar lticos de hasta 10 cm. De dimetro, son polimcticos, una caracterstica principal de ellos es la presencia de clastos gruesos de color marrn. Potencia 200 m.

Lavas frescas de composicin andestica y textura porfirtica de grano fino. Potencia de 30m

FANEROZOICO

600m-

700m

400m-

500m

CENOZOICO

NEOGENO

MIOCENO

VOLCNICO

LLAMA

VOLCNICO

LLAMA

SU PERIOR

VOLCNICO

LLAMA

I NF ER IOR

FANEROZOICO

EON ERA PER. EPO UNI. PISO POT. COLUMNA ESTRATIGRFICA

FANEROZOICO

600m-

700m

400m-

500m

CENOZOICO

NEOGENO

MIOCENO

VOLCNICO

LLAMA

VOLCNICO

LLAMA

SU PERIOR

VOLCNICO

LLAMA

I NF ER IOR

FANEROZOICO

EON ERA PER. EPO UNI. PISO POT. COLUMNA ESTRATIGRFICAEON ERA PER. EPO UNI. PISO POT.EON ERA PER. EPO UNI. PISOEON ERA PER. EPO UNI.EON ERA PER. EPOEON ERA PER.EON ERAEON ERA PER. EPO UNI. PISO POT. COLUMNA ESTRATIGRFICA

VOLCNICO

LLAMA

SU PERIOR

VOLCNICO

LLAMA

SU PERIOR

P O R C U L L A

El alineamiento de los domos: San Pedro, Pampa Verde, Campana y Campadn.

Fallas y sistemas de fracturamiento, con desarrollo de brechas con relleno de mineral.

Anomalas geoqumicas en superficie orientadas en esta direccin.

Anomalas geofsicas y resistividad que muestran orientacin en este sentido.

Generalmente las zonas de ms altas leyes de oro ocurren asociadas a estructuras tecto-hidrotermales y venillas de slice gris. Estas estructuras generaron zonas ms permeables y tambin fueron los conductos donde posiblemente hubo mayor concentracin de oro. Otro sistema notorio aunque de menor magnitud es el sistema NE-SO que, en muchos casos, limita la continuidad de las estructuras principales NO, tal como se observa con la falla El Cedro que segmenta el depsito San Pedro Sur de Pampa Verde; estos bloques mineralizados han sufrido un basculamiento esclonado mostrando diferentes niveles de erosin, la misma que limita a estos yacimientos tanto en el aspecto mineralgico como de oxidacin del mismo; as, en San Pedro Sur el limite entre xidos y sulfuros tienen un promedio de 80m. En resumen consideramos que el desarrollo de estructuras brechadas, zonas de intenso fracturamiento, vetilleo de slice gris y cuarzo-limonitas, constituyen las mejores zonas mineralizadas en el yacimiento San Pedro Sur.

CONTROL LITOLOGICO Otro factor importante del control de la mineralizacin de oro es litolgico. El tufo cristaloltico con facies de tufo ignimbrtico, favorecido por una buena permeabilidad y porosidad, es una de las rocas ms importantes y ms receptivas para los fluidos hidrotermales; las rocas porfirticas (domos) son las menos permeables (Turner, S., 1997) y no son favorables a la alteracin ni a la mineralizacin aurfera. Los fluidos mineralizantes tuvieron un mejor desarrollo dentro de esta secuencia de tufos cristalolticos debido posiblemente a la disturbacin tectnica que soportaron, mientras que los domos andesticos se muestran como rocas menos permeables y poco favorables para la mineralizacin. Tambin ocurre mineralizacin por debajo de rocas estriles, las manifestaciones de sta se refleja como pequeas estructuras de brecha y venillas con mineral que atraviesan a los domos.

CONTROL MINERALGICO Segn el resultado de observaciones de campo, estudios de mineraloga realizado por Donald Noble. Pb.D. (Agosto, 2003), para BVN S.A.A; se han reconocido en el depsito SPS por lo menos 5 estadios paragenticos, los que estn caracterizados por los Siguientes tipos de fluidos y ensambles minerales: Fluidos de cido sulfato que producen alteracin de alunita + py, aparentemente sin introduccin de oro, Fluidos de baja a media sulfidizacin que han destruido alunita, producen alteracin slice vuggy en la cual se deposita el ensamble de mineralizacin Py+Cpy+oro nativo, principal estado de mineralizacin de oro con altos contenidos de Au (22 g/t), Enriquecimiento de slice muy saturada; fluidos de alta sulfidizacin que depositaron volumetricamente menor cantidad de venillas grises irregulares (slice calcednica) de alta sulfuracin, que contienen Py+en+cv+cp con cerca de 1.5 g/t, algunos han sido cortados por roca enriquecida con oro y contienen (Py+Cp+Au), Los fluidos de sulfuracin media, depositaron cristales de cuarzo euhedrales acompaado por abundante py y menor tetrahedrita + galena presentes en fracturas y delgadas venillas abiertas con contenido de plata y Au en pocas cantidades. Fluidos con muy baja fugacidad de oxgeno que depositaron py acompaada por carbn en

fracturas. El carbn ha sido reconocido por Lew Gustafson en SPN en zonas de cizalla y como partculas dentro de venillas negras, no se tiene informacin de la ocurrencia del carbn en SPS. La mineralizacin pirtica de carbn, la cual no est presente en el contenido de roca de los 4 primeros estadios, esta considerada provisionalmente como el ltimo estadio por la susceptibilidad del carbn a ser destruido por otros tipos de fluidos hidrotermales.

CONTROL GEOQUMICO Para determinar la afinidad del Au con otros elementos, se ha recurrido al anlisis de leyes, resultado de pruebas metalrgicas que muestran los sondajes de las secciones en estudio. El anlisis nos indica que la geoqumica superficial y la geoqumica a profundidad muestran cierta divergencia, puesto que en los minerales encontrados a poca profundidad han sido alterados debido al intemperismo. Para determinar el grado de relacin del oro con otros elementos qumicos: Ag, As, Ba, Bi, Cu, Fe, Hg, Mo, Pb, Sb, Zn y Te; se han elaborado anlisis estadsticos cuyos datos de muestras de sondajes correspondiente a las lneas 2700 y 2750, han sido ingresados al programa geoestadstico spss. Los resultados obtenidos muestran valores entre -0.52 a 1, donde los valores positivos menores e iguales a 1; ejemplo: 0.80, 0.40, etc. indican elementos afines con el Au y los valores negativos: -0.06, -0.52, muestran incompatibilidad con el Au; Sin embargo, es importante mencionar que los cuadros de correlacin muestran algunos elementos con valores anmalos, lo cual no necesariamente significan que estn asociados al Au, puesto que lo pueden estar; como no.

Es elemental indicar, que para la realizacin de dichos cuadros estadsticos, ha sido conveniente recurrir a resultados de pruebas metalrgicas que han definido zonas de xidos y mixtos en distintos sondajes.

Del anlisis realizado en zonas de xidos en secciones mencionadas, se ha determinado la afinidad del Au con el Bi, Te, Sb, y Hg; mientras que en la zona de mixtos muestra una afinidad Cu, Zn, Sb, Te, As, Bi y Hg.

CONTROL DE ALTERACIN El yacimiento San Pedro Sur (SPS), corresponde a una zona central silicificada con presencia de brechas tecto-hidrotermales, con intensa limonitizacin, canales de slice porosa y slice masiva, controladas por fallas subverticales. Esta alteracin grada a arglica avanzada de cuarzo-alunita-caoln, los ensambles perifricos comprenden alteracin arglica (caoln-illita-esmectita) y propiltica en los mrgenes del sistema. El oro se encuentra en partculas submicroscpicas contenidas en la matriz de brechas silceas, principalmente emplazadas a lo largo de fracturas, formando estructuras como la veta Mariela de SPS, con valores de hasta 12 g/t Au, asociadas con cuarzo, xidos de Fe (limonitas, goetitas, jarositas y hematitas). En la zona de mixtos el oro est presente como inclusiones en la pirita, enargita, arsenopirita y ocasionalmente en covelita. Las dataciones realizadas en San Pedro Sur (SPS-340-Al), evidencian que la mineralizacin primaria corresponde al Mioceno con 15.33 0.11 Ma. (Noble D.C., 2003) y la edad de superficies de erosin, el cual incorpora 61.2% de 39Ar, arrojando una edad de 15.61 0.12 Ma - depsito San Pedro

Sur; correlacionable con la formacin Porculla del grupo Calipuy (Donald C. Noble, Ph. D - 2003). Tambin el oro se presenta finamente diseminado en rocas silceas, principalmente dentro de los tufos cristalolticos, brechas tecto-hidrotermales con fuerte alteracin silcea y en menor proporcin en zonas perifricas slico-arglico avanzada.

RECURSOS

Las reservas geolgicas de mineral en SPS en xidos y mixtos medidas con sondajes actualizados suman un total de: 21, 327 TM (657 156.94 Oz) con 0.71 g/t Au con las variables de Au US $1425 y una extraccin del 66%.

COMPARACIN Y DISCUSIN El YacimientoSan Pedro Sur, es un centro tpico de mineralizacin epitermal de oro de alta sulfuracin, emplazados en rocas silicificadas y fracturadas. En este caso, se trata de un yacimiento pequeo pero importante en el contexto geolgico minero nacional, pues estn relacionados a un trend aurfero en la regin de Cajamarca. Los controles estructurales NO-SE andinos y regionales, asociados a fracturas antiandinas NE-SO, son los ms importantes en los yacimientos de la regin. Estructuras locales N60 - 80 O, controlan la mineralizacin en el yacimiento San Pedro Sur, con etapas de alteracin, mineralizacin y oxidacin erosin final. Tambin son importantes los controles litolgicos, principalmente los tufos cristalolticos. La mineralizacin asociada a brechas tecto-hidrotermales, venillas de slice gris, zonas de fuerte fracturamiento y feeders, son los que contienen las mejores concentraciones de oro. Otros prospectos, an en etapa de exploracin, complementan el rea de inters minero en todo el distrito de La Zanja.

CONTRASTACIN CON LA HIPTESIS Del conjunto de variables analizadas para determinar los factores que han contribuido al emplazamiento de los minerales presentes en San Pedro Sur, las mismas que han sido mencionadas en el planteamiento de la hiptesis, se ha determinado que efectivamente el principal control de mineralizacin es el estructural, dado que el yacimiento se encuentra en un rea que presenta gran cantidad de fallas, tanto de distensin (por estar en el borde de una estructura circular - caldera), como de compresin, con direccin predominante NW; produciendo aperturas por las que han ascendido los flujos, formando brechas tecto-hidrotermales. Cabe mencionar que han sido vitales otras variables como por ejemplo la litologa, que gracias a caractersticas de permeabilidad, propias de la roca, han contribuido al alojamiento de importantes minerales como el Au. Este anlisis se hizo a partir de los resultados obtenidos en el presente estudio, tales como: diagrama de rosas, estereogramas, cuadros geoestadsticos (anlisis del Au Vs. profundidad, correlacin de Pearson, porcentaje de representatividad de las unidades litolgicas, y de alteracin presente en las secciones 2700 y 2750).

CONCLUSIONES El principal control para la mineralizacin del yacimiento San Pedro Sur, lo constituye el control estructural, deducido por: las fallas y sistemas de fracturamiento (N60-80W, NE Y NS), tendencia de las anomalas geoqumicas del Au, la geometra del

cuerpo mineralizado; as como la direccin paralela a estructuras principales en profundidad.

Las estructuras han generado zonas de mayor debilidad que han servido de conductos para el emplazamiento de soluciones mineralizadas, asociadas a estructuras silicificadas: brechas hidrotermales y tectohidrotermales en direccin NW. Estas estructuras generaron zonas ms permeables y tambin fueron conductos con mayor concentracin de oro. La roca husped ms favorable para la mineralizacin lo constituyen los tufos cristalolticos, debido a su permeabilidad y porosidad (10 Ma). Las alteraciones ms dominantes en superficie y a profundidad son: la slice moderada, arglica avanzada (qz-aln), y en menor porcentaje la arglica intermedia con menor concentracin de Au. Las afinidades geoqumicas en el yacimiento San Pedro Sur, reflejan un tipo especfico de ocurrencia de anomalas asociadas al Au, propia de depsitos de alta sulfuracin.

En los resultados de anlisis de correlacin de las secciones 2700 y 2750, se encontr que el Au muestra mayor afinidad por los elementos: Cu, Bi, As, Hg, Sb y Te. En el Yacimiento San Pedro sur se ha determinado; primero, que el Au esta asociado a niveles de xidos de hierro, con valores de Au