Post-Early Cretaceous Mississippi Valley-type Zn-Pb Mineralization in the Bongara Area, Northern Peru: Fluid Evolution and Paleo Flow from Fluid Inclusion Evidence

Exploration and Mining Geology, Vol. 18, 2009

N.I. Basuki and E.T.C. Spooner

Abstract The Bongara area, northern Peru, contains Zn-Pb mineralization with characteristics typical of Mississippi Valley-type (MVT) systems. The northwest–southeast-trending late Triassic–Jurassic carbonate host rocks of the Pucará Group were locally replaced by early (D1) and late (D2) dolomite. Fluid inclusion microthermometric data from dolomite and sphalerite are typical of MVT ore fluids (78° to 187°C; ~15–23 wt.% CaCl2 equivalent), and do not show apparent covariation between temperature and salinity.

Homogenization temperature data from D1 and D2 dolomite show a decrease from northern (mean Th = 138°C) to central (mean Th = 126°C) to southern areas (mean Th = 102°C), suggesting fluid flow from north to south. Assuming a geothermal gradient of ~30°C/km and an average surface temperature of ~20°C, the lower temperature limits might approximate the ambient host-rock temperatures, whereas the upper temperature limits may represent minimum temperatures of a deeper aquifer, probably at a maximum depth of ~6000 m. The lower temperature limits are also similar to the estimated temperatures if dolomitization and mineralization took place in the Late Cretaceous at ~2000–3000 m depth, probably during the formation of the Peruvian fold and thrust belt near the present day Peru–Ecuador border.

Fluid inclusion data show that the fluids in each studied location had relatively uniform temperatures and salinities during dolomitization and mineralization. A significant salinity drop and a slight temperature decrease are observed during late calcite precipitation, suggesting mixing of brines with dilute, cooler fluids.
Keywords: Pucara Group, Northern Peru, MVT, Fluid inclusions, Peruvian orogenic event
Résumé La région de Bongara, dans le nord du Pérou, contient des minéralisations qui présentent des caractéristiques typiques des systèmes de type Mississippi Valley (MVT). Les roches carbonatées encaissantes du Groupe de Pucara d’âge Triasique Supérieur à Jurassique d’orientation nord-ouest – sud-est ont été localement remplacées par de la dolomite précoce (D1) et tardive (D2). Les données de microthermométrie des inclusions fluides provenant de la dolomite et de la sphalérite sont typiques des fluides associées aux MVT (78°–187°C; ~15–23 % poids équivalent CaCl2) et ne semblent pas présenter de covariance entre la température et la salinité.

Les données de température d’homogénéisation provenant des dolomites D1 et D2 décroissent en allant du nord (Th moyenne = 138°C) au centre (Th moyenne = 126°C) puis au sud (Th moyenne = 102°C), suggérant que ces fluides ont circulé du nord vers le sud. En assumant un gradient géothermique de ~30°C/km et une température moyenne à la surface de ~20°C, la température la plus basse pourrait constituer une approximation de la température ambiante de l’encaissant alors que la température la plus haute pourrait représenter la température minimale d’un aquifère plus profond, lequel aurait été situé à une profondeur maximale de ~6000 m. Les limites inférieures de température sont également comparables aux températures estimées si la dolomitisation et la minéralisation ont eu lieu au Crétacé Supérieur à une profondeur de ~2000–3000 m, en supposant qu’ils ont eu lieu durant la formation de la ceinture de plis et de failles de chevauchement Péruvienne près de la frontière actuelle entre le Pérou et l’Équateur.

Les données d’inclusions fluides montrent que les fluides présents à chacune des localités étudiées présentait des températures et des salinités relativement homogènes au cours de la dolomitisation et de la minéralisation. Une baisse de salinité importante combinée à une faible baisse de température ont été notées durant la précipitation de la calcite tardive, ce qui suggère le mélange des saumures à des fluides moins salins et plus froids.