Mineralizaciones de Zn-Pb asociadas a los diapiros de Murguía y Orduña (Cuenca Vasco-Cantábrica)

Abstract

La Cuenca Vasco-Cantábrica (CVC) se formó durante el episodio de rifting del Mesozoico entre las placas Europea e Ibérica (Vergès y García-Senz, 2001). El registro estratigráfico Mesozoico incluye rocas sedimentarias desde el Triásico hasta el Cretácico Superior. Durante el Cretácico Inferior, la intensa actividad tectónica dió como resultado la acumulación de una potente secuencia de sedimentos. En las regiones alrededor de los depocentros, las evaporitas del Triásico generaron estructuras diapíricas (García-Mondéjar et al., 1996), activas desde el Cretácico Inferior hasta el Campaniense. Posteriormente, se reactivaron durante la compresión Alpina (Paleoceno-Eoceno).

En dos de estas estructuras, los diapiros de Murguía y Orduña, existen mineralizaciones de Zn-Pb. Encajan en sedimentos siliciclásticos del Albiense superior (Fm. Valmaseda), y rocas carbonatadas del Cenomaniense superior (Serie Rítmica Cenomaniense) y del Turoniense (Margas de Zuazo, Calizas de Gárate), así como en una franja de rocas carbonatadas en la zona de contacto que tienen afinidad con la litología conocida como cap rock. Las mineralizaciones consisten en filones y cuerpos estratoligados, constituidos por esfalerita, galena, pirita, barita, dolomita, calcita y cuarzo. Se ha reconocido la presencia de materia orgánica (betunes sólidos) asociada espacialmente a los sulfuros en prácticamente todas las localidades. Los fluidos mineralizantes consisten en salmueras de hasta un 26% en peso equivalente de NaCl, con unas relaciones de halógenos compatibles con disolución de halita (Grandia et al., 2003). Los datos microtermométricos de las inclusiones fluidas, la madurez de la materia orgánica y los geotermómetros isotópicos indican temperaturas de formación entre 160 y 200ºC.

Los valores de δ34S en esfalerita y galena (+4,1 a +14,6‰) y barita (+16,2 a +24,3‰) son compatibles con la reducción de los sulfatos evaporíticos del Triásico (+13,5 a +17,4‰). En la pirita, la mayoría de los valores de δ34S están entre +3,4 y +28,8‰. Los carbonatos asociados a la mineralización presentan unos valores δ13C / δ18O menores respecto a los carbonatos marinos de la CVC. Los valores de δ13C más negativos (hasta -14‰) indican una fuente de carbono relacionada con materia orgánica, mientras que la variación de δ18O (de +17,7 a +27‰) se explica mediante la interacción de los fluidos con las distintas litologías encajantes (siliciclástica o carbonatada).

En la zona de contacto del diapiro de Murguía, se ha identificado una franja de carbonatos brechificados, de hasta 50 m de potencia interpretada como un antiguo cap rock. Está constituida principalmente por dolomita, con unos valores de δ13C negativos (hasta -20‰) y una δ18O alrededor de +25‰. Sin embargo, estos valores isotópicos iniciales han sido modificados tras la circulación de los fluidos mineralizantes.

Uno de los rasgos distintivos de las mineralizaciones peridiapíricas es la relación entre la formación del cap rock y los sulfuros Sin embargo, tanto las relaciones texturales entre la materia orgánica y los sulfuros como la composición isotópica de los carbonatos, sugieren que las mineralizaciones no están relacionadas con la génesis del cap rock.

Las relaciones 87Sr/86Sr de las fases carbonatadas varían de 0,70801 a 0,70949 en las mineralizaciones encajadas en carbonatos y de 0,70986 a 0,71202 cuando el encajante es la Fm Valmaseda. Esta relación sugiere que los valores de 87Sr/86Sr en el fluido fueron tamponados por la litología del encajante. Los valores de los isótopos de plomo en galenas son homogéneos, y están dentro del rango de los depósitos MVT encajados en Cretácico de la CVC (Velasco et al., 1996) sugieriendo una fuente de los metales similar a escala de cuenca.

The Basque Cantabrian Basin (BCB) is related to rift systems that developed between the European and Iberian plates during the Mesozoic (Vergès and García-Senz, 2001). The Mesozoic stratigraphic record includes sedimentary rocks from Triassic up to Upper Cretaceous ages. The intense fault activity during the rifting led to the deposition of a very thick succession of sedimentary rocks, mainly during the Early Cretaceous. Evaporite diapirs consisting of Upper Triassic rocks developed in the regions surrounding the depocenter, and were active from Early Cretaceous to Campanian ages. During the Alpine compression (Palaeocene-Eocene) the halokinesis was reactivated.

Stratabound Zn-Pb deposits are known to occur in association with the Orduña and Murguía diapirs, which are located SW of the BCB. The host rocks are sandstones of Upper Albian ages (Valmaseda Formation) and carbonates of Cenomanian and Turonian ages (Rhythmic Cenomanian Series, Zuazo Marls and Gárate Limestones). The mineralizations are also hosted in a carbonated rocks band in the diapiric contact, which are related to the cap rock lithology. The mineralizations consist on veins and stratabound bodies of sphalerite, galena, pyrite, barite, dolomite, calcite and quartz. Organic matter as solid bitumen is ubiquitous and spatially related to sulphide minerals. Sulphide stage fluid was a brine up to 26 wt % NaCl equivalent salinity with halogen ratios compatible with halite dissolution (Grandia et al., 2003). Thermal indicators (fluid inclusion, organic matter data and isotope geothermometry) show formation temperatures between 160ºC and 200ºC.

δ34S values of sphalerite and galena (+4,1 a +14,6‰) and barite (+16,2 a +24,3‰) are compatible with evaporite sulphate reduction of Triassic age (+13,5 a +17,4‰). δ34S of most pyrite samples range between +3,4 and +28,8‰. Carbonates associated to sulphides show lower δ13C / δ18O values than the Mesozoic marine carbonates of the BCB. The low δ13C values (up to -14‰) indicate a carbon source related to organic matter, whereas variantions in δ18O (from +17,7 to +27‰) are explained from fluid interaction with different host rock lithologies (silicilastics and carbonates).

In the Murguia diapir, a brecciated carbonate band (up to 50 m thick) at the contact zone has been interpreted as a cap rock-related lithology. Isotopic composition of carbonates shows δ13C negative values (up to -20‰) and a δ18O of about +25‰. Those original values have been modified to higher δ13C and lower δ18O values after the circulation of hydrothermal fluids, related to ore formation.. However, textural relationship between organic matter and sulphides and carbonate isotope data point to ore precipitation unrelated to cap rock formation. 87Sr/86Sr values of gangue carbonates range from 0,70801 a 0,70949 when host rocks are carbonates and from 0,70986 to 0,71202 when mineralizations are hosted in siliciclastics. This relationship suggests that 87Sr/86Sr ratios in the fluid was buffered by host lithologies, in agreement with the δ18O data conclusions. Pb isotope values in galena are homogeneous and fall within the Cretaceous field defined for other MVT deposits in the BCB (Velasco et al., 1996), pointing to similar source rocks for the metals at basin scale.