Mineralogical and fluid characterization of the Providencia, Las Verticales and Carla deposits in Segovia-Remedios mining district, Colombia

Abstract

El Distrito Minero Segovia-Remedios (DMSR) se localiza en el flanco oriental de la Cordillera Central de Colombia, en el departamento de Antioquia. Este distrito es ampliamente reconocido por su significativa mineralización aurífera, siendo uno de los más relevantes a nivel nacional. En los sistemas Providencia, Las Verticales y Carla, dentro de este distrito, el análisis petrográfico identifica tres eventos hidrotermales distintos: el evento 1 se caracteriza por la presencia de pirita (Py), marcasita (Mrc), pirrotina (Po), galena (Gn), calcopirita (Ccp) y cuarzo lechoso (Qz), con la Py formándose a partir de la transformación de la Mrc y la Po. Un evento de cizalla separa el evento 1 del evento 2, lo que provoca una Py altamente fracturada y un Qz con textura de mosaico. En el evento 2, el ensamblaje mineral consiste en pirita (Py), esfalerita (Sp), galena (Gn) y oro (Au), con calcopirita (Cpp) y arsenopirita (Apy). El evento 3 se caracteriza por la mineralización de carbonatos (Cb). Este análisis petrográfico también sugiere que los ensamblajes minerales de los eventos 1 y 2 pertenecen a un sistema de baja sulfuración, distinguido por la presencia de arsenopirita, esfalerita rica en hierro, galena y pirrotina.

La microtermometría sugiere que la evolución general de los fluidos en los sistemas de Providencia, Las Verticales y Carla, muestra una tendencia de enfriamiento entre el evento 1 y 2, con las inclusiones fluidas sugiriendo una tendencia de mezcla de fluidos. Por otro lado, a pesar de cierta variabilidad en la salinidad, las inclusiones fluidas sugieren que el mismo sistema de fluidos estuvo presente durante ambos eventos, con una mezcla de fluidos ocurriendo antes de cada evento.

Los análisis de LA-ICP-MS resaltan la importancia del hierro (Fe) en el sistema, especialmente en las etapas de baja sulfuración. El Fe, encontrado en esfalerita rica en Fe y magnetita, juega un papel importante en la precipitación de oro, con altas concentraciones de oro vinculadas a la disponibilidad de hierro. Los datos petrográficos apoyan esta relación entre los ensamblajes minerales y la mineralización aurífera. Además, los resultados de LAICP-MS muestran que los fluidos formadores de mena son una mezcla de fluidos magmáticohidrotermales y salmueras de cuenca, como lo evidencian las concentraciones de rubidio (Rb), sodio (Na) y manganeso (Mn) en los sistemas.

El análisis isotópico de Pb-Pb revela una fuente heterogénea para los fluidos mineralizantes, con contribuciones de la corteza superior y un origen orogénico. La mineralización de oro en el DMSR parece estar asociada con el segundo pulso magmático del Batolito de Antioquia, vinculando la intrusión de diques porfíricos con la precipitación de oro (Texto tomado de la fuente).

The Segovia-Remedios Mining District (DMSR) is located on the eastern flank of the Central Cordillera of Colombia, in the department of Antioquia. It is renowned for its significant gold mineralization, standing out as one of the most important in Colombia. In the Providencia, Las Verticales, and Carla systems within this district, the petrographic analysis identifies three distinct hydrothermal events: Event 1 is characterized by the presence of pyrite (Py), marcasite (Mrc), pyrrhotite (Po), galena (Gn), chalcopyrite (Ccp), and milky quartz (Qz), with pyrite forming from the transformation of marcasite and pyrrhotite. A shear event separates event 1 from event 2, leading to highly fractured pyrite and a mosaic-textured quartz. In event 2, the mineral assemblage consists of pyrite, sphalerite (Sp), galena, and gold, with chalcopyrite and arsenopyrite (Apy). Event 3 is characterized by carbonate mineralization. The petrographic also suggests that both event 1 and event 2 mineral assemblages belong to a low-sulfidation system, distinguished by arsenopyrite, iron-rich sphalerite, galena, and pyrrhotite.

Microthermometry suggests that the overall evolution of fluids in the Providencia, Las Verticales, and Carla systems shows a cooling trend between events 1 and 2, with fluid inclusions suggesting a fluid mixing trend. Despite some variability in salinity, the fluid inclusions suggest that the same fluid system was involved during both events, with fluid mixing occurring prior to each event.

The LA-ICP-MS analyses highlight the importance of iron in the system, particularly in low-sulfidation events. Iron, found in Fe-rich sphalerite and magnetite, plays an important role in gold precipitation, with high gold concentrations linked to the availability of iron. The petrographic data support this relationship between mineral assemblages and gold mineralization. Furthermore, LA-ICP-MS results show that the ore-forming fluids are a mixture of magmatic-hydrothermal fluids and basinal brines, as evidenced by the concentrations of rubidium (Rb), sodium (Na), and manganese (Mn) in the systems.

Isotopic analysis of Pb-Pb reveals a heterogeneous source for the mineralizing fluids, with contributions from the upper crust and an orogenic origin. The gold mineralization in the DMSR appears to be associated with the second magmatic pulse of the Antioquia Batholith, linking the intrusion of porphyritic dikes to the precipitation of gold.