El estudio conjunto de los aracnigramas de Tierras Raras de las distintas variedades de fluorita, de la aureola&nbsp;de alteración entorno al Plutón y del propio cuerpo granítico sin alteración evidente en campo, apuntan a la&nbsp;participación de una componente marina durante este evento hodrotermal.The study of REE spider diagrams obteineb from the different fluorite varieties, the altered rocks around&nbsp;theses deposits and from the same granitic body without evident alteration, indicates a paticipation of a&nbsp;marine component during this hydrothermal event

Mantilla Figueroa, L. C

Mesa, A

The study of REE spider diagrams obteineb from the different fluorite varieties, the altered rocks around&nbsp;theses deposits and from the same granitic body without evident alteration, indicates a paticipation of a&nbsp;marine component during this hydrothermal event.El estudio conjunto de los aracnigramas de Tierras Raras de las distintas variedades de fluorita, de la aureola&nbsp;de alteración entorno al Plutón y del propio cuerpo granítico sin alteración evidente en campo, apuntan a la&nbsp;participación de una componente marina durante este evento hodrotermal

Universidad Industrial de Santander: Revistas Institucionales UIS

Boletín de GeologíaVol. 24, No. 39, Enero-Junio de 2002ESTUDIO GEOQUÍMICO DE ELEMENTOS DE TIERRAS RARAS(REE) EN LAS FLUORITAS DE LAS MINAS PALESTINA(MUNICIPIO DE CEPITÁ) Y EL LLANITO (MUNICIPIODE LOS SANTOS) EN EL DEPARTAMENTO DE SANTANDER:APORTE AL CONOCIMIENTO DEL MODELO GENÉTICO.RESUMENEl estudio conjunto de los aracnigramas de Tierras Raras de las distintas variedades de fluorita, de la aureolade alteración entorno al Plutón y del propio cuerpo granítico sin alteración evidente en campo, apuntan a laparticipación de una componente marina durante este evento hodrotermal.Palabras clave: Fluorita, REE, Granito de Pescadero, Macizo de Santander.ABSTRACTThe study of REE spider diagrams obteineb from the different fluorite varieties, the altered rocks aroundtheses deposits and from the same granitic body without evident alteration, indicates a paticipation of amarine component during this hydrothermal event.Key words: Fluorite, REE, Pescadero Granite, Santander Massif.Mantilla Figueroa, L. C1.; Mesa, A2.1 Escuela de Geología. Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga. A. A. 678. Correo electrónico: lcmanti@uis.edu.co2 Instituto Colombiano del Petróleo. ICP.  Piedecuesta (S. S).30Estudio geoquímico de elementos de tierras raras (REE) en las fluoritas de las minas Palestina (Municipio de Cepitá) y el Llanito (Municipio de Los Santos)en el Departamento de Santander: Aporte al conocimiento del Modelo GenéticoINTRODUCCIÓNLos filones de fluorita en el Macizo de Santander semanifiestan principalmente en su flanco suroeste, enáreas de los Municipios de Cepitá (Mina Palestina),Los Santos (Mina El Llanito) y Piedecuesta(corregimientos de Pescadero y Umpalá Mina laEnvidia).La fluorita se presenta en filones en forma de rosario,que pueden alcanzar en algunos lugares hasta 2mtsde espesor. Espacialmente estos filones se encuentranasociados a las zonas marginales del Granito dePescadero, en donde éste se pone en contactodiscordante con la Formación Silgará (FIGURA 1).Un estudio reciente realizado por Mantilla et al.(2001), sugiere a partir de estudios fundamentalmentede microtermométría en Inclusiones fluidas (IF) y delcomportamiento del calcio en la roca huesped, queestas mineralizaciones son el resultado de un eventohidrotermal, que debió tener lugar entre el Cretácicoy el Terciario Temprano, y por consiguiente, no guardaninguna relación con las etapas tardías de lacristalización del Granito de Pescadero (rocahuesped), considerado de edad Tríasico-Jurásico.Con el propósito de conocer más a fondo la naturalezadel fluido hidrotermal y los procesos de interacciónfluido-roca,  se realizaron análisis de REE en lasfluoritas de distinta tonalidad de color, en el Granitode Pescadero y, en las aureolas de alteración quepresenta este plutón entorno a estas mineralizaciones.CONTEXTO GEOLÓGICOLos filones de fluorita estudiados en el presentetrabajo generalmente se localizan hacia los márgenesdel Granito de Pescadero. Entorno a los filones segenera una aureola de alteración fácilmenteidentificable en campo por sus  tonalidades claras,con relación a la roca inalterada.Los filones están compuestos fundamentalmente porcuarzo blanco lechoso a grisáceo (70%),  fluorita(20%), Barita (7%) y Galena (3%). Las fluoritas sepresenta con distintas tonalidades de color: púrpuraso violetas, verde-grisácea (cristales translúcidos) yverde claro.En las mineralizaciones se puede establecer una clararelación entre el color de las fluoritas y su localizacióncon relación al filón. Las fluoritas de color púrpura ovioleta, se confinan más hacia los bordes de losfilones, incluso, forman rellenos en cavidades muypequeñas (entorno a 1-2 cmts) dentro del granitoalterado, casi siempre asociadas a microfracturasvisibles y muy próximas a los filones. Estas fluoritasdan paso a una variedad verde-grisácea que selocalizan un poco más hacia el interior del filón.Seguidamente, se encuentra una fluorita verde clara,muy abundante con relación a las anteriores, la cualconstituye el relleno central y más abundante en losfilones.La disposición de estas variedades de fluoritas alinterior del filón, sugiere un relleno de tipo sintaxial,lo cual indica que las primeras fluoritas que seformaron son las de variedad púrpura, mientras quelas más tardías son de tonalidades verde claro.MATERIALES Y MÉTODOSEn este trabajo se analizó el contenido de REE de lastres variedades de color de fluorita, del Granito dePescadero sin alteración evidente y, de la aureola dealteración entorno a los filones. Estas muestras fueronrecolectadas principalmente en el área de la Mina elLlanito y en menor medida de la Mina Palestina(FIGURA 1). Estos análisis se realizaron en elInstituto Colombiano del Petróleo (ICP), utilizandoun espectrómetro ICP-MS marca Perkín Elmer ELAN6000, siguiendo el estandar certificado tipoMultielemento ICP-MS, No. 2, lote 15-80AS.GEOQUÍMICA· Consideraciones preliminaresTodas los REE tienen propiedades químicassemejantes, debido al hecho que todas ellas formaniones trivalentes estables de tamaño similar. Además,son un grupo de elementos de muy baja movilidaddurante los procesos de alteración a baja temperatura.31Mantilla Figueroa, L. C.; Mesa, A.CONVENCIONESB A T O L I T O  D E  M O G O T E SC A R R E T E R AF A L L AM I N AF O R M A C I O N  S I L G A R AG R A N I T O  D E  P E S C A D E R ON E I S  D E  B U C A R A M A N G AF O R M A C I O N  R O S A B L A N C APESCADEROUMPALACEPITA0 1  KmMINAPALESTINAMINA ELLLANITORIO CHICAMOCHAFALLA DE BUCARMANGA0 20 KmBUCARAMANGAPESCADEROCEPITAFIGURA 1. Localización del área de estudio.32Estudio geoquímico de elementos de tierras raras (REE) en las fluoritas de las minas Palestina (Municipio de Cepitá) y el Llanito (Municipio de Los Santos)en el Departamento de Santander: Aporte al conocimiento del Modelo GenéticoPor estas razones, los REE resultan ser de gran utilidadpara estudiar distintos procesos petrogenéticos(Rollinson, 1996).Las concentraciones de los REE en las rocas seexpresan corrientemente normalizadas a unosestándares de referencia. Debido a que los meteoritoscondríticos representan composiciones relativamenteno fraccionados (primordiales) del sistema solar, estematerial se utiliza, entre otros,  para establecer el gradode fraccionamiento de los REE en una muestradeterminada. En el presente estudio, se utilizó comoestándar de normalización el Condrito C1.· ResultadosEl contenido de REE, tanto en la roca huesped comoen las tres variedades de fluorita, se presentan en laTABLA 1.Los aracnigramas de REE obtenidos (FIGURA 2),corresponden a variedades prácticamente puras. Lavisualización sucesiva de los procesos que semencionarán más adelante, resulta difícil, si en laetapa de preparación se generan mezclas entre losdistintos tipos de fluorita.Los grados de fraccionamiento de las muestras y losvalores de las anomalías de Ce y Eu calculados, semuestran en la TABLA 2.El grado de fraccionamiento calculado para la muestradel Granito de Pescadero sin alteración esaproximadamente (La/Yb)N=9.56, mientras que sucorrespondiente muestra alterada sufre un grado defraccionamiento mayor (La/Yb)N=26.48. Para lasmuestras de fluorita, este valor es de 15.58, 3.16 y8.78, para fluoritas púrpuras, verde-grisácea y verdesclaras, respectivamente.El fraccionamiento de las Tierras Raras ligeras(LREE) y pesadas (HREE) para el Granito dePescadero sin alteración son (La/Sm)N=3.97 y (Gd/Yb)N=1.65 respectivamente. No obstante, para suanálogo alterado, estos valores son: (La/Sm)N=4.01y (Gd/Yb)N=3.88, lo que indica una mayorfraccionamiento para estos últimos.Las fluoritas púrpuras presentan valores defraccionamiento de LREE y HREE de (La/Sm)N=17.17 y (Gd/Yb)N=1.28. Para las fluoritasverdes-grisáceas estos valores son: (La/Sm)N=3.83  y(Gd/Yb)N=1.49 y para las tonalidades verdosas claras(La/Sm)N=5.88 y (Gd/Yb)N=8.03. Esto indica que lasfluoritas púrpuras o violetas presentan el mayor gradode fraccionamiento de LREE y, contrariamente elmenor grado de fraccionamiento en HREE.Asimismo, es importante señalar que hay unincremento del grado  de fraccionamiento de HREE,desde las tonalidades púrpuras a las verdes claras.Elementos de Tierras RarasLa Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb LuGSA 24.0 49.0 5.5 19.2 3.9 0.93 3.6 0.51 3.0 0.59 1.7 0.26 1.8 0.26GCA 11.8 15.0 2.76 9.4 1.9 0.20 1.5 0.08 0.40 0.08 0.26 0.05 0.32 0.06Fvio 2.4 0.7 0.16 0.4 0.09 0.02 0.17 0.02 0.14 0.03 0.11 0.02 0.11 0.02FVgr 2.2 1.48 0.30 1.1 0.37 0.13 0.9 0.17 1.3 0.32 0.9 0.10 0.50 0.06FVcl 82 6.9 5.2 4.4 0.9 0.29 6.5 0.26 1.75 0.40 1.1 0.12 0.67 0.07TABLA 1. Contenido en ppm de REE analizados mediante ICP-MS. GSA: Granito sin alteración evidente; GCA: granito con alteraciónevidente; FVio= Fluorita violeta o púrpura, FVgr= Fluorita Verde-grisácea y FVcl= fluorita verde clara.33Mantilla Figueroa, L. C.; Mesa, A.La anomalía de Europio y de Cerio, respecto alcondrito C1, se calculó siguiendo la propuesta enRollinson, (1996), es decir, para el caso del Europio,la relación correspondiente sería la siguiente: EuN/[(SmN).(GdN)], mientras que para el Cerio, estacorrespondería a la relación: CeN/(LaN).(PrN)]. Así,la anomalía del Europio es negativa para todas lasmuestras, con valores de 0.76 y 0.36 para el granitosin y con alteración, respectivamente. Las fluoritaspúrpuras, verde-grisáceas y verdes claras, presentanvalores de 0.6, 0.69 y 0.37, respectivamente.Los valores de las anomalías de Ce muestran que elGranito de Pescadero sin alteración evidente encampo, presenta una anomalía positiva de 1.05(valores mayores de 1, corresponden a anomalíaspositivas), mientras que una muestra análoga conalteración, desarrolla una anomalía negativa con unvalor de 0.36.Las  anomalías negativas de Cerio resultaron sercomunes para todas las variedades de fluorita, convalores de 0.28, 0.45 y 0.26, para las de color púrpura,verde-grisácea y verde claro, respectivamente. Estoindica que la anomalía negativa es más pronunciadaen las fluoritas verde clara y púrpura, mientras queen las fluoritas verde-grisácea la anomalía esligeramente menor, comparada con las anteriores.INTERPRETACIÓNSegún el análisis del patrón de REE en el Granito dePescadero sin alteración evidente en campo, resultamuy clara la presencia de una anomalía negativa enEu (EuN/[(SmN).(GdN)] = 0.76), la cual, debe serinterpretada como relacionada con la evolución delos fundidos magmáticos (en donde hay nucleaciónprevia de plagioclasa), que por cristalizaciónfraccionada dieron lugar a las variedadescomposicionales de los cuerpos plutónicos Tríasico-Jurásicos presentes en el Macizo de Santander (entrelos cuales esta el Granito de Pescadero).El Patrón de REE de la aureola alterada del Granitode Pescadero, entorno a las mineralizaciones defluorita, presentan un mayor fraccionamiento, tantode LREE como de HREE, lo cual implicanecesariamente la presencia de un importante procesoque ha afectado la química de la roca(empobrecimiento de REE) y por consiguiente, hafacilitado un mayor fraccionamiento, especialmentede sus HREE ((Gd/Yb)N = 3.88). Adicionalmente, estamuestra desarrolla una anomalía negativa en Ce (CeN/[(LaN).(PrN)]=0.64), que proporciona un criterio muyvalioso para considerar la naturaleza del fluido, talcomo se aborda a continuación.Posiblemente la característica más importante delpatrón de REE del agua de mar es su pronunciadaanomalía negativa en Ce, la cual es la expresión desus bajas concentraciones (Elderfiel y Greaves, 1982;DeBaar et al., 1985; DeBaar, 1991). Por otro lado,resulta igualmente importante indicar que el Eu,también presenta una anomalía negativa, pero menospronunciada que la del Ce. Otro rasgo importante,claramente visible en una proyección de tipo ‘Shale-Normalizada’, es el enriquecimiento gradual de laconcentración de REE, desde las Tierras Raras ligerasa las Tierras Raras pesadas.TABLA 2. Valores de los grados de fraccionamiento y de las anomalías de Eu y Ce (el subíndice N significa valor normalizado a condrito C1).(La/Yb)N (La/Sm)N (Gd/Yb)N EuN/√[(SmN).(GdN)] CeN/√[(LaN).(PrN)]GSA 9.56 3.97 1.65 0.76 1.05GCA 26.48 4.01 3.88 0.36 0.64Fviol 15.58 17.17 1.28 0.5 0.28FVgr 3,16 3.83 1.49 0.69 0.45FVcl 8.78 5.88 8.03 0.37 0.2634Estudio geoquímico de elementos de tierras raras (REE) en las fluoritas de las minas Palestina (Municipio de Cepitá) y el Llanito (Municipio de Los Santos)en el Departamento de Santander: Aporte al conocimiento del Modelo GenéticoPor las anteriores consideraciones, resulta evidenteque el patrón de REE en la aureola alterada del Granitode Pescadero es el resultado de la interacción delgranito con agua marina. Esto, es lo que explica lapresencia de la anomalía negativa en Ce (CeN/[(LaN).(PrN)]= 0.64) y la anomalía negativa en Eu máspronunciada (EuN/[(SmN).(GdN)]= 0.36). El grado demovilidad de los distintos elementos de REE, en elcontexto de la interacción fluido/roca, igualmenteexplican las diferencias de los grados defraccionamiento, señalados en la TABLA 2.Todos los patrones de REE de las fluoritas, entre otrascaracterísticas, mantienen la pronunciada anomalíaen Cerio, lo cual sugiere nuevamente una componentemarina durante la formación de estos depósitos. Larazón por la cual el valor CeN/[(LaN).(PrN)] resultamayor en las fluoritas verdes-grisáceas, con relacióna las de color púrpura y de estas con relación a lasFIGURA 2. Aracnigramas de REE, obtenidos para muestras del Granito de Pescadero (sin- y con alteración)y las tres variedades de color de fluorita identificadas en campo (Púrpura, Verde-grisácea y Verde Clara).0,4110100200LaCePrNd SmEuGdTbDyHoErTmYbLuSample/C1 ChondriteGranito Sin AlteraciónGranito Con AlteraciónFluorita Verde PúrpuraFluorita Verde grisáceaFluorita Verde Claraverdes claras, parece indicar una tendencia hacia elequilibrio composicional entre el agua marina y laroca (mayor desde las fluoritas verdes-grisáceas a lasfluoritas verdes claras), manifiesta en la soluciónderivada de estos.El creciente aumento del contenido de REE desde lasfluoritas púrpuras a las fluoritas verdes claras, pasandopor las fluoritas verdes-grisáceas, sugieren unaumento en la intensidad de la interacción fluido-roca,en donde además resulta evidente un mayor controldel plutón, como fuente para las REE presentes enlas fluoritas.Lo anteriormente mencionado, sumado al desarrollosintaxial del filón, a la variación del contenido de Caen la roca caja (Mantilla et al., 2001) y al aumento envolumen de fluoritas verdes claras con relación a lasotras dos variedades, parece explicarse en un contexto35Mantilla Figueroa, L. C.; Mesa, A.de aperturas y rellenos sucesivos, acompañado de uncreciente empobrecimiento del calcio (y seguramenteflúor, necesario en la formación sucesiva de mayorcantidad de fluoritas) y de un mayor grado deinteracción entre el agua de mar y el plutón. Esteúltimo aspecto, es lo que debió controlar la crecientetendencia hacia el equilibrio composicional de lasolución derivada entre el fluido y la roca. Este hecho,seguramente fue favorecido por una mayor duraciónen tiempo del proceso y un mayor desarrollo de planosde anisotropía, que permitían mayor paso de agua.En cuanto al transporte de REE en los fluidoshidrotermales, es posible que haya tenido lugar enforma de complejos anión-metal, probablemente,cloro-complejos.La presencia de ligandos aniónicos adecuados paraformar complejos capaces de transportar los REE,fueron los que permitieron la movilidad de estoselementos, principalmente desde el plutón, hasta lascavidades donde precipitaron las fluoritas.Debido al desconocimiento de la edad precisa deformación de las mineralizaciones de fluorita, soloqueda suponer, a partir de las consideracionesanteriores, que ésta pudo haber tenido lugar durantelas invasiones marinas del cretáceo, lo cual resultalógico, debido a que es el único intervalo de tiempoque registra depósitos marinos en esta parte de laCordillera Oriental.Fabre (1987) propone que durante el CretáceoTemprano el área de estudio formaba parte de unapaleo-elevación del lecho marino (Paleo Macizo deSantander), que terminó controlando la depositaciónde sedimentos en dos cuencas: Magdalena-Tablazo,hacia al oeste y Cocuy, hacia el este.Las anteriores consideraciones permiten suponer quela elevación del Paleo Macizo de Santander pudo serrespuesta a eventos deformacionales de escalamacroscópica, a la misma composición de sus rocasconstituyentes o al desarrollo de eventos termales enéste, los cuales favorecían el levantamiento delmismo. En cualquiera de los casos, esta paleo-elevación debió sufrir un fracturamiento, a través delos cuales pudo haberse infiltrado el agua marina, queuna vez calentada, terminó interactuando másintensamente con la roca caja y condicionar laformación de los depósitos de fluorita.CONCLUSIONESLas filones de fluorita de las Minas el Llanito yPalestina, localizadas en el área del Cañón delChicamocha, son el resultado de eventos sucesivosde apertura y relleno de cavidades, en los cuales sehan formado distintas variedades  de fluorita. Segúnla textura sintaxial del filón, es posible establecer quelas fluoritas violetas (púrpuras), son las más antiguas,seguidas por aquellas de tonalidades verde-grisáceay verde claro.Los aracnigramas de REE normalizados al condritoC1, muestran que las tres variedades de fluorita y lamuestra del granito alterado entorno a lamineralización, presentan semejanzas entre sí,principalmente por la presencia de anomalíasnegativas en Ce y Eu. Esto sugiere que en el procesode alteración hidrotermal, durante el cual se formaronlos filones de fluorita, hubo una participaciónimportante de aguas marinas.AGRADECIMIENTOSEste trabajo ha sido financiado por la DirecciónGeneral de Investigaciones de la UniversidadIndustrial de Santander y por el Instituto Colombianodel Petróleo, a través del proyecto codificado como5401 y 13040-E94007, respectivamente.REFERENCIASDeBaar, H. J. W. (1991). On cerium anomalie in theSargasso Sea. Geochim. Cosmochim. Acta 55, pp.2981-2983.DeBaar, H. J. W., Bacon, M. P., Brewer, P. G., Bruland,K. W. (1985). Rare earth elements in the Pacific andAtlantic Oceans. Geochim. Cosmochim. Acta 49, pp.1943-1959.36Estudio geoquímico de elementos de tierras raras (REE) en las fluoritas de las minas Palestina (Municipio de Cepitá) y el Llanito (Municipio de Los Santos)en el Departamento de Santander: Aporte al conocimiento del Modelo GenéticoElderfield, H., Greaves, M. J. (1982). The rare earthelements in seawater. Nature, Vol. 296. pp. 214-219.Fabre, A. (1987). Tectonique et générationd’hydrocarbures: Un modèle de l’evolucion de laCordillère Orientale de Colombie et du bassin desLlanos pendant le Crétacé et le Tertiaire. Archivesdes Sciences de Genève,  Vol. 40, pp. 145-190.Mantilla Figueroa, L. C., Quintero A. C., Mesa, A.,García, R. C., Bartels, M. H. (2001). Estudio de losfluidos hidrotermales asociados a las mineralizacionesde Fluorita. Sector Cepitá-Pescadero, Macizo deSantander. Boletín de Geología UIS, Vol. 23. No. 38,pp. 61-67.Rollinson, H. (1996). Using geochemical data:evaluation, presentation, interpretation. Longmanedits. p. 352.Trabajo recibido: febrero 5 de 2002Trabajo aceptado: mayo 8 de 2002

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