Jurassic magmatism and copper metallogeny in the northern upper Magdalena Valley
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Resumen
La metalogénesis del cobre en arcos magmáticos del Fanerozoico ha sido ampliamente debatida, particularmente el papel que la diferenciación magmática, la temporalidad del sistema magmático y las condiciones de oxidación. El distrito metalogénico de Natagaima (sur de Colombia) preserva un registro magmático Jurásico bien expuesto que culminó en sistemas hidrotermales mineralizantes. Se integraron datos petrográficos y geoquímicos con química e isotopía en circón para construir un modelo petrogenético de este magmatismo y su relación con las mineralizaciones de cobre existentes. Las relaciones de campo revelan intrusivos subvolcánicos a plutónicos alterados cortando hospedando brechas y venas con cobre. Esto es comparable con otras localidades coetáneas del centro-sur de Colombia, incluyendo el pórfido de Cu–Mo de Mocoa. La geocronología U–Pb en circón (LA-ICP-MS) muestra un sistema magmático de larga duración con abundantes antecristales y componentes heredados, que se desarrolló entre 186,8 ± 2,4 y 167,4 ± 2,2 Ma (2σ). El empobrecimiento en Nb, P, y Ti, acoplado con La, Th y Ba enriquecidos, es consistente con firmas de arco magmático. Las relaciones elevadas de Sr/Y, La/Yb y la tendencia decreciente Dy/Yb indican diferenciación magmática a traves de una corteza moderadamente engrosada, dominada por fraccionamiento de anfíbol y limitada plagioclasa. El εHf(t) en circón (-6,5 a +8,4) refleja heterogeneidad isotópica de fuentes Jurásicas influenciadas por basamento Paleoproterozoico. La química de circón indica condiciones relativamente oxidantes (ΔFMQ -1 a +2), fértiles para pórfidos de cobre en los intrusivos tempranos y tardíos. Adicionalmente, una fase porfirítica temporalmente intermedia y menos oxidada, presenta condiciones no fértiles marcadas por anomalías negativas de Eu consistentes con fraccionamiento de plagioclasa. Estos resultados sugieren que el distrito de Natagaima preserva un sistema magmático verticalmente complejo, influenciado por asimilación variable, capaz de generar mineralizaciones tipo pórfido de cobre durante el magmatismo de arco jurásico de varios millones de años dentro de una corteza engrosada. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
Copper metallogenesis in Phanerozoic arcs has been widely debated, particularly regarding the role of magmatic differentiation, crustal residence times, and magmatic redox conditions. The Natagaima metallogenic district (southern Colombia) preserves a well-exposed Jurassic magmatic record that culminates in a hydrothermal mineralizing system. Petrographic analyses and whole-rock geochemistry were integrated with zircon trace element data and isotopic compositions to construct a petrogenetic model for this magmatism and its relationship to copper mineralization.
Fieldwork reveals an altered suite of subvolcanic to plutonic intrusions cross-cutting volcaniclastic sequences and hosting copper-bearing breccias and veins, comparable to other coeval localities in central–southern Colombia, including the Mocoa Cu–Mo porphyry (12.7 billion pounds of copper equivalent). New LA-ICP-MS U–Pb zircon data indicate a long-lived magmatic system with abundant antecrysts and inherited components, developed between 186.8 ± 2.4 and 167.4 ± 2.2 Ma (2σ). Pronounced depletion of Nb, P, and Ti is coupled with La, Th, and Ba enrichment is consistent with arc-related signature. Elevated Sr/Y and La/Yb ratios and a decreasing Dy/Yb trend indicate magmatic differentiation through moderately thickened and polybaric continental crust, dominated by amphibole fractionation with limited plagioclase involvement.
Zircon εHf(t) values (-6.5 to +8.4), reflect isotopic heterogeneity related heterogeneous Jurassic sources influenced by Paleoproterozoic basement components. Zircon oxybarometry indicates relatively oxidized conditions across lithologies (∆FMQ -1 to +2), whereas REE systematics identify fertile porphyry copper signatures in the oldest and youngest pulses. A less-oxidized, temporally intermediate pulse displays strong negative Eu anomalies consistent with enhanced plagioclase fractionation. These results suggest that the Natagaima district preserves a vertically complex magmatic system influenced by variable crustal assimilation, capable of generating porphyry copper-style mineralization during multi-million-year arc magmatism within a Jurassic thickened crust.
Descripción
ilustraciones, algunas a color, mapas