EVOLUCIN TECTNICA Y METALOGENTICA DE LA LITOSFERA DEL SURDEL PER: RESULTADO DE LA ACRECIN DE BLOQUES ALCTONOS

Vctor Carlotto, Luis Cerpa, Harmuth Acosta, Rildo Rodriguez

INGEMMET, Av. Canad 1470 San Borja, Lima, vcarlotto@ingemmet.gob.pe

1. RESUMENLa corteza del sur del Per est formada por diferentes bloques estructurales

yuxtapuestos, cada uno de los cuales tiene su propia evolucin sedimentaria,

tectnica, magmtica y metalogentica. Los lmites de estos grandes bloques estn

marcados por complejos sistemas de fallas NO-SE, en algunos casos tambin por

unidades magmticas mesozoicas y cenozoicas, y adems por depsitos minerales.

Estos bloques estructurales condicionaron la paleogeografa mesozoica, la que a su

vez control la evolucin andina. Los estudios isotpicos de rocas cenozoicas mficas

potsicas a ultrapotsicas proveen la existencia de dos bloques litosfricos mantlicos

profundos diferentes, que en la regin de Cusco coincide con los lmites del rift Permo-

Trisico. La identificacin de dos bloques litosfricos diferentes bajo el Altiplano del sur

del Per es un argumento adicional a la hiptesis de acrecin de varios terrenos

alctonos de diferentes orgenes amalgamados bajo la Cordillera Oriental y el Altiplano

antes de la deformacin andina y probablemente durante la orogenia Sunss (1,000

Ma), similar al origen del macizo de Arequipa. Estos bloques han controlado la

evolucin y el emplazamientos de los yacimientos minerales, definiendo varias franjas

metalogenticas, como las franjas de prfidos del Paleoceno-Eoceno o los epitermales

del Oligo-Mioceno del sur del Per.

2. OBJETIVOSLos resultados de los nuevos proyectos de investigacin geolgica llevados a cabo por

INGEMMET en los ltimos aos, ms la informacin existente, han permitiendo

elaborar el nuevo Mapa Metalogentico del Per a escala 1:1000,000 del cual ya se

tienen dos versiones, 2007 y 2008, y que viene siendo actualizado constantemente. La

estrategia de trabajar por unidades geolgicas, nos da un conocimiento regional cada

vez ms completo de la evolucin tectono-sedimentaria y magmtica de cada unidad,

que es complementado con el estudio de yacimientos minerales incluyendo los nuevos

descubrimientos. Los resultados de nuestras investigaciones estn mostrando que el

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substrato de los Andes del sur de Per se ha formado por la unin de varios bloques

de corteza o litsfera que han venido de otros continentes por la tectnica de placas y

han chocado (acretado) a la margen de Sudamrica hace muchos millones de aos,

formando el continente Gondwana y mas tarde el continente sudamericano. Estas

acreciones no solo han tenido efectos en la formacin de los Andes, sino tambin en la

ubicacin de los depsitos minerales, ya que los limites o suturas de los bloques

acretados son controles que ayudan a mejorar las exploraciones regionales y la

bsqueda de yacimientos ciegos controlados por estructuras tectnicas regionales. En

este contexto, los objetivos de este trabajo son mejorar y actualizar el Mapa

Metalogentico que est realizando el INGEMMET, sobre todo definiendo y ubicando

las grandes estructuras, las que a su vez definirn mejor los dominios geotectnicos y

por lo tanto las franjas metalogenticas. La aplicacin de los mapas metalogeneticos

es proporcionar a los exploradores una mejor visin de la distribucin espacial y

temporal de los diversos yacimientos metlicos, que les permitir orientar

adecuadamente sus exploraciones precisando reas de inters econmico, y

reevaluar zonas anteriormente exploradas.

Fig.1 Bloques que forma el substrato de los Andes del Sur del Per

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3. DOMINIOS ESTRUCTURALESEl sur del Per est clsicamente definido por los siguientes dominios morfo-

estructurales:

- La Cordillera Occidental que expone formaciones silicoclasticas y carbonatadas,

marinas y continentales, que corresponde al relleno sedimentario de la cuenca

occidental mesozoica denominada cuenca Arequipa.

- El Altiplano Occidental que funcion en el mesozoico como un alto estructural (Alto

Cusco-Puno), que separaba la cuenca Arequipa de la cuenca oriental, que durante el

Cenozoico recibi ms de 10, 0000 m de sedimentos continentales rojos.

- El Altiplano Oriental y borde sur de la Cordillera Oriental, que muestra una cobertura

sedimentaria mesozoica correspondiente a la cuenca oriental sur peruana.

4. LOS SUBSTRATOS O BASAMENTOS DEL SUR DEL PEREl basamento del sur del Per est compuesto por bloques litosfricos precmbricos.

Hasta el momento se conocen tres grandes bloques: El macizo de Arequipa, y otros

dos 2, uno bajo el Altiplano Oriental y otro bajo el Altiplano Occidental (Fig. 1).

El Macizo de Arequipa El Macizo de Arequipa est bien expuesto a lo largo de la costa del sur del Per,

donde est compuesto por gneises y esquistos asociados con intrusivos de granitos

rojos y dioritas gnisicas. Este macizo constituye el basamento de la cuenca Arequipa.

El Macizo de Arequipa ha tenido una evolucin compleja, policclica, magmtica y

metamrfica desde el Proterozoico temprano hasta el Paleozoico. Esta evolucin

incluye: a). Rocas mostrando protolitos de 1,900 Ma afectadas por metamorfismos

entre 1,900 y 1,800 Ma (Dalmayrac et al. 1977; Cobbing et al., 1977); b). Rocas

mostrando edades de protolitos mesoproterozicos y edades de metamorfismos entre

1,200 y ~1,000 Ma (Wasteneys et al., 1995; Loewy et al., 2004). La edad del

metamorfismo (Martignole & Martelat 2003) que va de 1,064 45 Ma a 956 50 Ma,

confirma que un protolito antiguo de 1,900 Ma fue rejuvenecido alrededor de los 1,000

Ma durante un evento regional tectnico y metamrfico de alto grado, relacionado con

la orogenia Sunsas o Grenville. Por otro lado, datos disponibles de istopos de plomo

del basamento de Arequipa muestran valores bajos de 206Pb/204Pb variando de 16.083

a 18.45, 207Pb/204Pb de 15.606 a 15.636 y 208Pb/204Pb de 36.712 a 38.625, tpicos de un

terrane (bloque alctono) antiguo de alto grado (Mamani et al., 2007). Esos datos

combinados con istopos de Pb de las rocas volcnicas cenozoicas delinean el

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dominio de Arequipa, caracterizado por un basamento con firma de Pb desde 16S a

21S (Fig. 3) bajo una espesa cobertura de rocas paleozoicas y cenozoicas. Es decir,

para Mamani et al. (2007) el lmite norte del Macizo de Arequipa est en los 16S

donde coincide con el sistema de fallas Iquipi de direccin casi E-O. Para la mayora

de autores, sin embargo, el lmite norte de este macizo est al norte de Paracas y

coincide con la prolongacin del sistema de fallas Abancay-Andahuaylas-Totos.

Este problema de lmites plantea la interrogante que si el Macizo de Arequipa es una

sola unidad o est compuesto por varios bloques litosfricos. En base a los datos

isotpicos y tectnicos, pensamos en la segunda alternativa. As tendramos un primer

bloque denominado: Atico-Mollendo-Tacna, que va desde la falla Iquipi hasta la

frontera con Chile, delimitado al este por el sistema de fallas Cincha-Lluta e Incapuquio

(Fig. 1). El segundo bloque denominado Puquio-Caylloma tiene como lmite norte el

sistema de fallas Abancay-Andahuaylas-Totos, por el oeste el sistema de fallas

Cincha-Lluta e Incapuquio y por el este, el sistema de falla Condoroma-Caylloma-

Mollebamba que define un alto estructural meso-cenozoico. El tercer bloque

denominado Andahuaylas-Yauri, limita con los sistemas de Condoroma-Caylloma-

Mollebamba, al oeste y Cusco-Lagunillas-Maazo al este. En consecuencia, la historia

geolgica de Macizo de Arequipa comienza con la colisin, hace 1,000 Ma, entre

Laurentia y Amazonia que se dio con la participacin de varios bloques a lo largo de la

zona de sutura colisional.

Los substratos del Altiplano Occidental y Altiplano OrientalEstudios mineralgicos, petrolgicos, geoqumicos y geocronolgicos del magmatismo

cenozoico del Altiplano sur peruano (Carlier et al., 2005) revelan una variedad de

rocas shoshonticas, calco-alcalinas, cidas, peraluminosas y metaluminosas

asociadas a rocas alcalinas potsicas (P) y ultrapotsicas (UP). Esta variedad, as

como la distribucin espacial de este magmatismo implican que la litsfera profunda

bajo los Andes del sur est constituida por un mosaico de bloques litosfricos de

diferentes orgenes. En efecto, las rocas (P) y (UP) derivan de la fusin parcial de

rocas del manto litosfrico. Los datos mineralgicos, geoqumicos, isotpicos y

geocronolgicos permiten distinguir las siguientes asociaciones de rocas (P) y (UP). El

primer grupo, mayormente compuesto de lamproitas con flogopita, de edad oligocena

y ubicado en el Altiplano Oriental (Fig. 1), demuestra la presencia, bajo este dominio,

de un manto harzburgtico, metasomatizado, Paleoproterozoico a Arcaico (TDM =

1130-2485 Ma; Nd = -5.0 to -11.4; 87Sr/86Sri = 0.7100-0.7159). Bajo el Altiplano

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Occidental, la litosfera profunda corresponde a un manto lerzoltico metasomatizado

ms joven (TDM = 837-1259 Ma; Nd = +0.6 a 6.3; 87Sr/86Sri = 0.7048-0.7069) comoest indicado por la ocurrencia de un segundo grupo de lavas (P) y (UP) oligocenas y

miocenas, ricas en diopsido.

5. BLOQUES LITOSFRICOS Y FRANJAS METALOGENTICASAntes de ver las implicancias metalogenticas, repasemos que hasta ahora hemos

mencionado 5 bloques que hacen parte del substrato del sur del Per, las que iremos

describiendo y relacionando con las franjas metalogenticas (Fig. 2).

BLOQUE ATICO-MOLLENDO-TACNAEn este bloque tenemos 2 franjas que son propias de este dominio, mientras que las

otras 4 pasan al bloque Puquio-Caylloma, que sern igualmente descritas en esta

parte. El rasgo estructural mas importante es el sistema de fallas NO-SE Islay-Ilo que

delimita varias franjas metalogenticas. Para una mayor coherencia mantendremos la

numeracin y nomenclatura del Mapa Metalogentico del Per (Quispe et al., 2008).

IV. Franja de Prfidos Cu-Mo del Jursico medio: est limitado por el sistema defallas NO-SE Islay-Ilo y fallas menores NE-SO y N-S. Los depsitos ms relevantes

son Ta Mara y La Llave, con edades de mineralizacin entre 166 y 155 Ma.

V.- Franja de Cu-Fe-Au (IOCG) del Jursico medio-superior: se localiza a lo largode la Zona Costera, en el Complejo Basal de la Costa. El control estructural es el

sistema de fallas Islay-Ilo. Este dominio termina en la falla Iquipi, para luego aparecer

ms al norte en el dominio Puquio-Caylloma, donde se tienen los depsitos de

Marcona, Mina Justa con edades de mineralizacin entre 165 y 160 Ma. En el bloque

Atico-Mollendo-Tacna, destaca Rosa Mara que tiene una edad de 160 Ma.

VIII. Franja de Cu-Fe-Au (IOCG) del Cretcico inferior: se encuentra dividido en dossegmentos: Paracas-Acari y Locumba-Sama, que corresponden a los bloques Puquio-

Caylloma y Atico-Mollendo-Tacna, respectivamente. Los depsitos se relacionan con la

actividad magmtica de ~115 y 112 Ma; y los controles de mineralizacin son fallas

NO-SE y NE-SO. En el segmento norte destacan Tanguche, Ral-Condestable,

Monterrosas, Eliana y Acar. Entre Locumba y Sama, los depsitos estn relacionados

con la actividad magmtica de ~124 Ma y de ~112 Ma, siendo los depsitos ms

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importantes Licona y Hierro Morrito. En general, para los dos dominios, los eventos de

mineralizacin se dan entre 115 y 100 Ma.

IX. Franja de Au-Pb-Zn-Cu relacionados con intrusivos de Cretcico superior: sepresenta entre Saramarca, Nazca y Ocoa, sin embargo aparentemente esta podra

quedar restringida hasta la falla Iquipi y alrededores donde estn los intrusivos. En el

dominio Puquio-Caylloma, las estructuras mineralizadas de cuarzo-oro-sulfuros se

encuentran hospedadas en granitoides del Cretcico sup. del batolito de la Costa. Los

principales depsitos son Orin, Caravel, Ishihuinca, Calpa y San Juan de Chorunga.

X. Franja de Prfidos de Cu-Mo del Cretcico superior: puede ser divida en dos yseparada por la falla Iquipi. La mineralizacin est relacionada con intrusivos del

Cretcico superior del batolito de la Costa y controlada por fallas NO-SE de los

sistemas Conchao-Cocachacra, Cincha-Lluta e Incapuquio. Los principales depsitos,

en el norte, son Marcahui, Durazno, Puquio, Cuco, Aguas Verdes (skarn), Lara,

Tibillos, y en el sur, Zafranal y Angostura. Las edades de mineralizacin varan entre

80 y 68 Ma, siendo aparentemente ms antiguas al norte.

XIII. Franja de Prfidos de Cu-Mo y depsitos polimetlicos relacionados conintrusivos del Paleoceno-Eoceno: se halla en el flanco oeste de la CordilleraOccidental y agrupa a los depsitos de Cu-Mo de gran tonelaje. Los intrusivos

relacionados con la mineralizacin son dioritas, granodioritas y monzonitas, cuyo

emplazamiento est controlado por el sistema de fallas Incapuquio. Esta franja registra

dos pocas metalogenticas: la primera del Paleoceno (62 y 55 Ma), representada por

Cerro Verde y Toquepala; y la segunda del Eoceno (54 y 52 Ma), caracterizada por

Cuajone y Quellaveco. Esta franja es una de las ms importantes, por la presencia del

sistema de fallas Incapuquio y Cincha-Lluta, que limitan dos bloques ltosfricos,

teniendo un rol preponderante en el control de yacimientos de clase mundial.

BLOQUE PUQUIO-CAYLLOMAEste bloque que es bien caracterstico en la Cordillera Occidental del sur, pasa al

centro del Per. Sin embargo, se debe tener en cuenta que a la altura de Toto-Paras-

Pisco hay una estructura regional casi E-O denominada Abancay-Andahuaylas-Totos

que es el lmite norte de la cuenca mesozoica de Arequipa y tambin del Macizo de

Arequipa. En el bloque Puquio-Caylloma resaltan las franjas epitermales asociadas al

arco volcnico cenozoico del sur del Per.

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XXI. Franja de Epitermales de Au-Ag y depsitos polimetlicos consuperposicin epitermal del Mioceno: est controlada al noreste por el sistemaCondoroma-Caylloma-Mollebamba, mientras que al oeste el limite sera principalmente

litolgico y corresponde a la superposicin de los arcos volcnicos oligocenos y

miocenos. Al sureste, en la zona de Puno, esta franja se superpone al dominio

Andahuaylas-Yauri. Agrupa a depsitos epitermales de Au-Ag (Pb-Zn-Cu) tipo alta,

baja e intermedia sulfuracin. Se les puede dividir en dos pocas de 18 a 13 Ma y 12 a

8 Ma. Resaltan los depsitos Au-Ag de alta sulfuracin de Chipmo-Orcopampa (18

Ma), Poracota y posiblemente Arasi. Asimismo, destacan los epitermales de Au-Ag

(Pb-Zn) de baja sulfuracin de Calera, Caylloma y Selene (13 Ma).

XXIII. Franja de Epitermales de Au-Ag del Mio-Plioceno: limita al oeste con elsistema de fallas Incapuquio y al este se superpone, en parte al dominio anterior y en

parte est controlada por el sistema de fallas Condoroma-Caylloma-Mollebamba, en el

dominio volcnico de la cordillera. La mineralizacin est relacionada con actividad

magmtica mio-pliocena. La mineralizacin Au-Ag es epitermal de alta sulfuracin

(entre 7 y 1 Ma), con excepcin de Arcata que es Ag-Au de baja sulfuracin (5.4 Ma).

Los epitermales Au-Ag de alta sulfuracin son Tucari, Santa Rosa, Pucamarca, Pico

Machay, Corihuarmi, Huamanrazo, Ccarhuaraso, Palla Palla y Baos del Indio.

XIV. Franja de Au-Cu-Pb-Zn relacionados con intrusivos del Eoceno: se presentaentre el sur de Huancavelica y Ayacucho (14-15) y corresponde a vetas N-S, E-O y

NO-SE de cuarzo-oro-sulfuros, las que estn relacionadas con stocks tonalticos y

granodiorticos del Eoceno, emplazados al lmite oeste del arco volcnico y el batolito

de la Costa. Los depsitos ms importantes son El Encanto, Zorro Plateado, Jatun

Pata, Melchorita, entre otros.

BLOQUE ANDAHUAYLAS-YAURICorresponde a la regin donde se ubica el batolito Andahuaylas-Yauri, en el borde

norte de la Cordillera Occidental, intruyendo rocas sedimentarias del borde norte de la

cuenca Arequipa. El batolito ha sido controlado por dos grandes sistemas de fallas

regionales Condoroma-Caylloma-Mollebamba y Cusco-Lagunillas-Maazo. Aqu se

tiene la franja de prfidos, que al sureste, se halla superpuesta por la franja epitermal.

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XV. Franja de Prfidos-Skarns de Cu-Mo (Au, Zn) y depsitos de Cu-Au-Fe delEoceno-Oligoceno: el batolito Andahuaylas-Yauri se ha emplazado entre 50 y 30 Ma,en dos etapas, una principal con gabros y dioritas y otra menor con prfidos,

separadas en tiempo por el inicio de la deformacin andina, en 43 Ma (Carlotto, 1998).

Los intrusivos intermedios a cidos han generado la mineralizacin Cu-Mo (Au),

mientras que en el contacto con calizas del Albiano-Turoniano forman cuerpos de

skarn de Cu-Zn. Los intrusivos ms bsicos estn relacionados con las

mineralizaciones de Fe-Cu-Au, que se presentan a manera de cuerpos en el contacto

con calizas; y vetas de Au-Cu en los intrusivos. Los depsitos ms importantes son

Tintaya, Katanga, Las Bambas, Cotabambas, Morosayhuas, Antapacay, Haquira, Los

Chancas, Antillas, Trapiche y otros. Las edades de mineralizacin van de 42 a 30 Ma.

BLOQUE ALTIPLANO OCCIDENTALEl Altiplano Occidental est separado del bloque Andahuaylas-Yauri por el sistema de

fallas Cusco-Lagunillas-Maazo y del Altiplano Oriental por el sistema de fallas Urcos-

Sicuani-Ayaviri. En este dominio se tiene la franja de Cu estratoligado que

anteriormente estaba integrado en la franja de prfidos del batolito.

Franja de depsitos de Cu tipo Capas Rojas del Eoceno-Oligoceno: El AltiplanoOccidental, en el mesozoico, constitua el Alto Cusco-Puno que separaba la cuenca

Arequipa de la cuenca Oriental. En el Terciario, este alto, recibe la sedimentacin de

ms de 10,000 m de capas rojas de areniscas y conglomerados fluviales y lutitas

lacustres. Resaltan las areniscas del Grupo San Jernimo y los conglomerados de la

Formacin Anta del Eoceno-Oligoceno, ya que tienen mineralizacin de Cu tipo Red

Bed. La procedencia del cobre estara en relacin con los prfidos de Cu que se

formaban en el batolito, al sur, y luego erosionadas y depositadas en estas capas rojas

(Loza, 2004). Los depsitos ms importantes se ubican en Tambomachay, Ushpa,

Tipn, Zurite, Anta en Cusco y Giovanna, Gilda, San Juan de Herca en Sicuani. Al

sureste, esta franja se halla superpuesta por la franja de epitermales.

BLOQUE ALTIPLANO ORIENTALCorresponde al Altiplano Oriental y parte del borde sur de la Cordillera Oriental. Sus

lmites, al suroeste, es con el Altiplano Occidental mediante el sistema de fallas Urcos-

Sicuani-Ayaviri; en tanto que noreste corresponde a la prolongacin del sistema de

fallas de la Cordillera Real de Bolivia. La geofsica profunda muestra que este sistema

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pone en contacto dos bloques litosfricos profundos al medio de la Cordillera Oriental

(Dorbath et al., 1993).

XIX. Franja de depsitos de Sn-Cu-W relacionados con intrusivos del Oligoceno-Mioceno y Epitermales de Ag-Pb-Zn: la mineralizacin Sn-Cu-W est relacionadacon stocks peraluminosos tipo S, que varan de monzogranitos a granodioritas. Los

granitoides forman parte de la Cordillera Real de Bolivia, las que estn controladas por

fallas del mismo nombre. Los stocks cortan a pizarras y cuarcitas del Ordovcico. El

principal depsito es San Rafael, pero destacan otros menores como Palca 11 y Santo

Domingo. Las edades de mineralizacin estn entre 25 y 22 Ma, sin embargo, en

Bolivia, el depsito Cerro Rico de Potos registra una edad de ~14 Ma. Por otro lado,

asociado a los eventos volcnicos de 25 y 14 Ma, se tienen epitermales de Ag-Pb-Zn

(Au) de intermedia a baja sulfuracin y vetas Sb; siendo el depsito ms

representativo el de Corani.

6. CONCLUSIONESLa corteza del sur del Per est formada por diferentes bloques estructurales

yuxtapuestos, cada uno de los cuales tiene su propia evolucin sedimentaria,

tectnica, magmtica y metalogentica. Se han determinado 5 bloques, 3 de los

cuales forman el Macizo de Arequipa y los otros dos son parte del Altiplano. Estos

bloques se han acretado al borde de Sudamrica hace unos 1,000 Ma. Los lmites de

estos grandes bloques estn marcados por complejos sistemas de fallas, en algunos

casos tambin por unidades magmticas y adems por depsitos minerales

asociados. Estos bloques estructurales condicionaron la paleogeografa mesozoica,

que a su vez control la evolucin andina y por lo tanto la distribucin de depsitos

minerales tan complejo como el mismo substrato. En consecuencia, la identificacin de

estos lmites o grandes estructuras, permite definir mejor los dominios geotectnicos,

por lo tanto, las franjas metalogenticas, tal como se ha descrito en este trabajo.

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Fig.3 Mapa metalogentico del sur del Per mostrando las grandes fallas que delimitan los bloques litosfricos

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