Mineralogy and geochronology of Nb-rutile, columbite-tantalite and REE minerals, associated with anorogenic granites from the Mesoproterozoic in eastern Colombia: evidence for their origin and implications for the dating of pegmatites and mineralizing events in the NW of the Amazonian Craton

Abstract

En la parte más NW del Cratón Amazónico en Colombia se confirmó la presencia de mineralizaciones de Sn, Ti, Nb-Ta y REE, U-Th relacionadas a diques pegmatíticos, greisen y venas de cuarzo en rocas del Granito de Parguaza en el Departamento del Vichada y en la zona fronteriza con Venezuela y mineralizaciones de Ti, Nb-Ta, REE, U-Th relacionadas a diques pegmatíticos del Complejo Mitú en el Departamento del Guainía. Hasta el momento, un total de 6 localidades fueron reconocidas, descritas y muestreadas, las primeras 3 en el Departamento del Vichada y las últimas en el Guainía, nombradas a continuación de norte a sur: LOC (1) Cerro San Roque, LOC (2) Cachicamo, LOC (3) Cerro Hormiga, LOC (4) Cerro Espina, LOC (5) San José, LOC (6) Barranquilla. Esta investigación permitió caracterizar en detalle y obtener las edades radiométricas U/Pb mediante LA-ICP-MS de casiterita, rutilo-(Nb,Ta), columbita-tantalita, monacita y xenotima de depósitos coluviales y especialmente en la localidad (5) de diques pegmatíticos in situ, así como la caracterización mineralógica y datación de materiales complementarios de la misma naturaleza. La caracterización de los minerales seleccionados se realizó utilizando diferentes técnicas (microscopia en luz reflejada y transmitida, MEB-EDX, FRX, ICP-MS, DRX, EPMA) y permitió establecer en general la cercanía de estos a su fuente de aporte principal, también la geoquímica de elementos de tierras raras en monacita y los contenidos de W en casiterita, rutilo-(Nb,Ta), columbita-tantalita revelaron un origen magmático de afinidad granítica-pegmatítica, a su vez los contenidos Sn en columbitas permiten establecer una huella química entre la columbita-tantalita de las localidades (5 y 6) con contenidos hasta de 300 ppm y la columbita-tantalita de Venezuela con hasta 40.000 ppm, además del enriquecimiento de estas en elementos de tierras raras pesados. Los contenidos de U encontrados en los minerales varían desde 500 ppm en rutilo-(Nb,Ta),10.000 ppm en monacita, 50.000 ppm en columbita y hasta más de 330.000 ppm en los minerales de uranio de la localidad 4. Estos minerales con mayores contenidos de U y Th son naturalmente radiactivos permitiendo la datación radiométrica utilizando el sistema isotópico U-Th-Pb. Mediante LA-ICP-MS se midieron las relaciones isotópicas U-Th-Pb y se determinaron edades de cristalización de 1485 ± 9 Ma en casiteritas de LOC (1) de 1512 ±12 Ma en rutilo-(Nb,Ta) de LOC (2), de 1481 ± 10 Ma en casiteritas de (LOC-3); de 1485 ± 5 Ma en columbita-tantalita y 1384 ± 17 Ma en monacita de Venezuela; de 1342 ± 27 Ma en rutilo-(Nb,Ta), 1346 ± 18 Ma en monacita y de 1381 ± 8 Ma para xenotima de LOC (4); de 1377 ± 11 Ma en rutilo-(Nb,Ta), 1525 ± 5 Ma en monacita y 1557 ± 3 Ma en columbita de LOC (5) y de 1411 ± 5 Ma, en rutilo-(Nb,Ta) 1522 ± 16 Ma en monacita y 1540 ± 4 Ma en columbita-(Fe) en LOC (6). Las edades obtenidas permiten establecer al menos 3 eventos mineralizantes con edades cercanas a 1340, 1400 y 1500 Ma que se encuentran dentro del rango de 1560-1346 Ma que abarca gran parte del Mesoproterozoico especialmente los periodos Calimico y Ectásico, donde se reconocen a nivel local y regional importantes eventos magmáticos representados por, granitos con edades de (1600-1500 Ma) cerca de los ríos Inírida, Guainía y Cuyari, y el Granito de Parguaza en Venezuela, y granitos de textura rapakivi en el Orinoco-Vichada y de Matraca y Danta en el río Inírida con edades entre (1411-1340 Ma). (Texto tomado de la fuente).

In the most NW part of the Amazon Craton in Colombia, the presence of Sn, Ti, Nb-Ta and REE, U-Th mineralizations related to pegmatic dikes, greisen and quartz veins in rocks of the Parguaza Granite in the Department of Vichada and in the border area with Venezuela and Ti, Nb-Ta, REE, U-Th mineralizations related to pegmatic dikes of the Mitú Complex in the Department of Guainía are confirmed. So far, a total of 6 localities have been recognized, described and sampled, the first 3 in the Department of Vichada and the last ones in Guainía, named below from north to south: LOC (1) Cerro San Roque, LOC (2) Cachicamo, LOC (3) Cerro Hormiga, LOC (4) Cerro Espina, LOC (5) San José, LOC (6) Barranquilla. This investigation allowed to characterize in detail and obtain the radiometric U/Pb ages by LA-ICP-MS of cassiterite, rutile-(Nb,Ta), columbite-tantalite, monazite and xenotime from colluvial deposits and especially in the locality (5) of in situ pegmatitic dikes, as well as the mineralogical characterization and dating of complementary materials of the same nature. The characterization of the selected minerals was performed using different techniques (reflected and transmitted light microscopy, SEM-EDX, XRF, ICP-MS, XRD, EPMA) and allowed to establish in general the proximity of these to their main source of contribution, also the geochemistry of rare earth elements in monazite and the W contents in cassiterite, rutile-(Nb,Ta), columbite-tantalite revealed a magmatic origin of granitic-pegmatitic affinity, in turn the Sn contents in columbites allow to establish a chemical fingerprint between the columbite-tantalite of localities (5 and 6) with contents up to 300 ppm and the columbite-tantalite of Venezuela with up to 40,000 ppm, in addition to the enrichment of these in heavy rare earth elements. The U contents found in the minerals vary from 500 ppm in rutile-(Nb,Ta), 10,000 ppm in monazite, 50,000 ppm in columbite and up to more than 330,000 ppm in the uranium minerals from locality 4. These minerals with higher U and Th contents are naturally radioactive, allowing radiometric dating using the U-Th-Pb isotopic system. U-Th-Pb isotopic ratios were measured by LA-ICP-MS, and crystallization ages of 1485 ± 9 Ma were determined for cassiterites from LOC (1), 1512 ± 12 Ma for rutile-(Nb,Ta) from LOC (2), and 1481 ± 10 Ma for cassiterites from (LOC-3); 1472 ± 12 Ma for columbite-tantalite and 1384 ± 17 Ma for monazite from Venezuela; 1342 ± 27 Ma for rutile-(Nb,Ta), 1346 ± 14 Ma for monazite and 1381 ± 8 Ma for xenotime from LOC (4); of 1377 ± 11 Ma in rutile-(Nb,Ta), 1525 ± 5 Ma in monazite and 1549 ± 5 Ma in columbite of LOC (5) and of 1411 ± 5 Ma, in rutile-(Nb,Ta) 1522 ± 16 Ma in monazite and 1530 ± 11 Ma in columbite-(Fe) in LOC (6). The ages obtained allow to establish at least 3 mineralizing events with ages close to 1340, 1400 and 1500 Ma that are within the range of 1560-1346 Ma that covers a large part of the Mesoproterozoic especially the Calymmian and Ectasian periods, where important magmatic events are recognized at local and regional level, represented by granites with ages (1600-1500 Ma) outcropping into the Inírida, Guainía and Cuyari rivers, the Parguaza Granite in Venezuela, and rapakivi texture granites in the Orinoco river and with the Matraca and Danta in the Inírida river with ages between (1411-1340 Ma).