Les relations volcanisme, plutonisme et minéralisation dans la ceinture de fer du Chili : la région d'El Algarrobo

Volcanic-plutonic relationships and mineralization in the chilean iron belt : the case of El Algarrobo area

• Auteur / Autrice : Jean-Jacques Menard
• Direction : Robert Brousse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences naturelles
• Date : Soutenance en 1988
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

Volcanisme

Magmatisme

Chili

Sols -- Teneur en fer

Mots clés libres

Gisements de fer

Résumé

Entre les latitudes 25°30'S et 31°S, la Ceinture de fer du Chili, première minéralisation importante de l'orogénèse andine, compte plus de 40 gisements exploitables, alignés parallèlement à l'axe de la fosse du Pérou-Chili. Celui d'El Algarrobo a été choisi comme exemple d'étude. En contexte de subduction, le magmatisme se manifeste par : Un volcanisme bimodal, néocomien, dans un arc insulaire, qui met en place d'importantes coulées andésitiques s. 1, ultérieurement métamorphisées par des plutons. Aux contacts sont logées les plus importantes réserves de la Ceinture. Une série plutonique, calco-alcaline, dont les termes intermédiaires, les plus anciens et les plus abondantes actuellement à l'affleurement, sont des diorites à CPx-OPx. Elles cristallisent sous des f. 02 croissantes et seront ultérieurement débitrices du fer concentré dans la minéralisation. Le minerai est constitué de magnétite associée,localement, à de la trémolite, de l'apatite et des sulfures (pyrite chalcopyrite). Après la solidification des plutons (850-900°C), une phase fluide supercritique enrichie en H+ et Cl- par contamination avec des eaux secondaires, lessive Fe (dès 700°C) puis Ca et Mg (entre 500 et 600°C) aux dépens des minéraux de la paragénèse primaire (faciès 1): oxydes ferrotitanés, CPx, OPx et plagioclases calciques. Les éléments chimiques sont transportés sous forme cationique, associés à des anions C1-, jusqu'à l'encaissement plus froid où ils sont concentrés. En raison du lessivage centrifuge des différents cations, la minéralogie résiduelle des plutons (épidiorites) est une suite de paragenèses rétromorphiques (faciès 2 à 5). En corollaire, l'encaissant évolue,Le plutonisme peu profond (4 km, basique à intermédiaire, sec, sous contrôle structural, subissant une altération sodique, est le facteur primordial dans l'élaboration de gisements de fer en domaine de subduction. Par opposition, l'altération potassique de magmas hydratés, évoluant en système fermé, conduit à la formation des porphyry coppers

Located between 25°30’5and 31°S latitudes, the Chilean Iron Belt constitutes the first important mineralization episode of the Andean orogeny. It is made up of more than 40 deposits of economic interest, aligned along the axis of the Peruvian-Chilean Trough. El Algarrabo area has been chosen for a case study. The magmatic formations, emplaced in a subduction environment, are characterized by: A bimodal volcanism, Neocomian in age, emplaced in an island­ arc, with large volumes of andesitic s. 1. Lava flows, lately metamorphosed by cooling plutons. The major deposits of the Belt are located at their contacts. A plutonic suite, markedly calc-alkaline, with a development of intermediate rock types. The oldest and most abundant, at the present erosion level, are cpx-opx bearing diorites, which have crystallized under increasing f. 02, and which could ultimately liberate their iron during mineralization processes. The iron deposit is composed of magnetite, locally associated with tremolite, apatite and sulphides (pyrite-chalcopyrite). During the cooling, after the consolidation of the plutons (850-900°C), the super-critical fluid phase is exsolved and contaminated by external waters. This would result in a H+ and Cl- enrichment and in the sequential leaching of Fe (at less than 700°C), then Ca and Mg (between 500 and 600°C) from minerais of the primary magmatic assemblage (facies 1): iron-titanium oxides, clinopyroxenes, orthopyroxenes and calcic plagioclases. The metallic elements are carried in a cationic form, associated with C1- anions, toward the cooler wall-rocks where they are concentrated and precipitated. As a consequence of the centrifugal Sense of cationic leaching, residua parageneses in the plutons (epidiorites) are concentrically zoned, resulting from a sequence of retromorphic assemblages (facies 2 to 5). Correlatively, wall-rocks have evolved as skarns under conditions of the greenschist amphibolite facies boundary (450°C). Plutonic magmas, emplaced at shallow levels (4 km), yielding a basic to intermediate composition, crystallizing from a dry melt and controlled by regional structures, constitute the major factor of the iron deposition in a subduction domain. On the opposite, potassic alteration of hydrous magmas, evolving as closed systems, would promote porphyry-copper deposition processes.

Entre las latitudes 25°30'S y 31°S, la franja ferrifera chilena, primera mineralizacion en importancia de la orogénesis andina, esta compuesta por mas de 40 yacimientos explotables, alineados paralelamente al eje de la fosa Peru-Chile. El yacimiento de ''El Algarrobo'' fue eligido camo ejemplo. En este contexto de subduccién, el magmatismo se manifiesta por: metamorfisadas ulteriormente por plutones al contacta de los cuales se alojan las reservas mas importantes de la franja. Une serie plut6nica, calco-alcalina, cuyos miembros intermedios, los mas antiguos y los mas abundantes, son dioritas de OPx-CPx que cristalizan bajo f. 02 crecientes, y van a ser, ulteriormente, la fuente del hierro de la mineralizaciôn. La mena esta compuesta con magnetita asociada localmente a tremolita, apatito y sulfuros (pirita-calcopirita). Después de la solidificaciôn de los plutones (850-900°C), una fase fluida supercr!tica enriquecida en H+ y C1- por contaminaciôn con aguas secundarias, lesiva Fe (desde 700°C) y después Ca y Mg (entre 500 y 600°C) a partir de los minerales de la paragénesis primaria (facies 1): oxidos ferrotitaniferos, CPx, OPx y plagioclasas câlcicas. Los elementos qu!micos estan transportados en forma cati6nica asociados a aniones C1-, hasta la roca encajonante mas fr!adonde son concentrados. Con el lesivaje centrifuga de los diferentes cationes, la mineraloga residual de los plutones (epidioritas) es una serie de paragénesis retromorficas (facies 2 a 5) Paralelamente, la roca encajonante evoluciona, tal camo un skarn, bajo las condiciones al limite entre las facies de los esquistos verdes y anfibolitas (450°C). El plutonismo poco profundo (4 km), bâsico a intermedio, seco, asociado a un control estructural, afectado por una alteracion sodica, es el'factor primordial en la elaboracion de los yacimientos de hierro, en un contexto de subduccion. En oposicion, la alteracion potasica de magmas hidratados, cristalizando en sistema cerrado, conduce a la formacion de porfidos cupriferos. Alabras claves Franja ferrifera, magmatismo calco-alcalino, control estructural, dioritas, epidioritas, magnetita, tremolita, apatito, metasomatismo sodico, hidrotermalismo, HCl, porfidos cupriferos.