Fe Skarn, Iron Oxide Cu-Au, and Manto Cu-(Ag) Deposits in the Andes Cordillera of Southwest Mendoza Province (34°–36°S), Argentina

Exploration and Mining Geology, Vol. 16, No. 3-4, 2007

M.B. Franchini, R.E. de Barrio, M.J. Pons, I.B. Schalamuk, F.J. Rios, and L. Meinert

Abstract Several Fe, Fe-Cu, and Cu-Ag prospects hosted by Mesozoic carbonate-rich sedimentary rocks that were intruded by diorite stocks define an approximately 20 × 200 km belt along the Andes Cordillera of southwest Mendoza province, Argentina (34°–36°S). This belt includes the Hierro Indio and Vegas Peladas Fe skarns, Las Choicas, and several other Cu-(Ag) prospects

The main features of the Fe skarns include: association with mantle-derived middle Miocene (~15–11 Ma) diorite stocks and sills; widespread alteration including epidote ± amphibole ± magnetite endoskarns, and zoned garnet (Grs0–66 Adr32.5–100) ± magnetite ± pyroxene (Di24–50 Jo2–9 Hd74–41) exoskarns formed from oxidized, saline, high-temperature brines (530º–660ºC; 60–70 wt.% NaCl equiv.); and magnetite-hematite orebodies associated with quartz ± epidote ± calcite ± actinolite formed at lower temperatures (290º–436ºC) from saline fluids (32–50 wt.% NaCl equiv.) of magmatic origin.

West of the Fe skarn belt, the Valle Hermoso district covers more than 300 km2 and hosts several poorly known Cu-(Ag) prospects (estimated 30 Mt with 1.5% Cu and 20 g/t Ag). These prospects share many characteristics with the iron oxide copper-gold-type systems and manto-type Cu deposits of northern and central Chile. One of the prospects (Las Choicas) is located at the apex of a regional 015°-trending anticline, along the contact of stratified calcareous sandstone and limestone (Neocallovian-Oxfordian) with a diorite pluton. This pluton has positive Ta and Nb anomalies (on normalized diagrams) and a high Ti content, features uncommon in Miocene diorites associated with Fe skarns and of magmas derived from sub-arc mantle sources. Alteration at Las Choicas includes early widespread chlorite + calcite ± albite ± scapolite ± ilmenite or titanite ± apatite, and local actinolite ± hematite ± biotite alteration of diorite and sedimentary rocks along contacts. Later Cu mineralization (1%–10% Cu) is associated with calcite ± albite ± quartz alteration in fractures, vein networks, and crackle breccias. Mineralization is zoned from bornite ± chalcopyrite ± millerite with Zn, As, Mo, Ag, and U anomalies in the main orebody, through chalcopyrite-rich breccias with Zn anomalies, and chalcopyrite ± tetrahedrite vein networks with Sb, As, Ag, and Zn anomalies in the uppermost zone, to a Cu-depleted pyrite-rich envelope with Co anomalies, and finally to late, barren calcite veins in distal zones.
Keywords: Fe skarns, manto Cu deposits, IOCG deposits, late Miocene, calc-alkaline diorite plutons, Cordillera Principal, southwest Mendoza
Résumé Une série de plusieurs indices de Fe, Fe-Cu, et Cu-Ag dans des roches sédimentaires carbonatées Mésozoïques recoupées par des stocks de diorite forment une ceinture d’environ 20 × 200 km le long de la Cordillère des Andes dans la partie sud-ouest de la province de Mendoza, en Argentine (34°–36°S). Cette ceinture comprend les gîtes de fer de type skarn Hierro Indio et Vegas Peladas, Las Choicas et plusieurs autres indices de Cu-(Ag).

Les principales caractéristiques de ces skarns ferrifères sont : l’association avec des sills et des stocks de diorite dérivés du manteau au Miocène moyen (~15–11 Ma); une altération importante comprenant des endoskarns à épidote ± amphibole ± magnétite, et des exoskarns à grenats zonés (Grs0–66 Adr32.5–100) ± magnétite ± pyroxène (Di24–50 Jo2–9 Hd74–41) formés par des saumures oxydées à haute salinité et à haute température (530º–660ºC; 60–70 % poids NaCl équiv.); et des corps minéralisés constitués de magnétite et d’hématite associés à du quartz ± épidote ± calcite ± actinolite formés à basse température (290º–436ºC) par des fluides salins d’origine magmatique (32–50 % poids NaCl équiv.).

À l’ouest de cette ceinture de skarns ferrifères, on trouve le district de Valle Hermoso, lequel couvre plus de 300 km2 et contient plusieurs indices mal connus de Cu-(Ag) (estimés à 30 Mt à une teneur moyenne de 1.5% Cu et de 20 g/t Ag). Ces indices partagent plusieurs caractéristiques des systèmes de type oxyde de fer-cuivre-or des gîtes de Cu de type manto du nord et du centre du Chili. Un de ces indices (Las Choicas) est situé à l’extrémité d’un anticlinal régional de direction N015°, le long d’un contact entre des grès calcareux interlités avec des calcaires (Neocallovien- Oxfordien) et un pluton de diorite. Ce pluton présente des anomalies positives en Ta et en Nb (sur un diagramme normalisé) et un contenu élevé en Ti, ces caractéristiques sont inhabituelles chez les diorites du Miocène associées aux skarns ferrifères et aux magmas dérivés d’une source mantellique sous-jacente à un arc. L’altération à Las Choicas comprend une zone de chlorite + calcite ± albite ± scapolite ± ilménite or titanite ± apatite précoces largement distribuée, et une altération locale de la diorite et des roches sédimentaires en actinolite ± hématite ± biotite le long des contacts. La minéralisation en Cu (1%–10% Cu) est plus tardive et associée avec une altération en calcite ± albite ± quartz dans des fractures, des réseaux de veines, et des brèches de dislocation. La minéralisation présente une zonalité comprenant le corps minéralisé principal constitué de bornite ± chalcopyrite ± millerite accompagné de teneurs anomales en Zn, As, Mo, Ag, et U, une brèche riche en chalcopyrite accompagnée d’anomalies en Zn, un réseau de veines de chalcopyrite ± tétrahédrite avec des anomalies en Sb, As, Ag, et Zn dans la zone supérieure, une enveloppe pyriteuse appauvrie en Cu et anomale en Co et finalement une zone distale marquée par des veines de calcite stériles.