Mineralizaciones de Sn-Ta-Nb-Li-Be-Cs en el área de Ponte Segade (Norte de Galicia)

Tesis con mención internacionalEl objetivo de esta tesis es caracterizar unas mineralizaciones de elementos escasos, desconocidas hasta el momento, situadas en el área de Ponte Segade (Norte de Galicia). El área de estudio está en el extremo septentrional de la Zona Centroibérica del Macizo Varisco Ibérico dentro del Dominio del ¿Ollo de Sapo¿. La mineralización es de Sn, Ta, Nb, Li, Be, Cs y As, y está en leucogranitos moscovíticos sincinemáticos que llevan asociadas pegmatitas y filones de cuarzo. Las rocas encajantes de estos granitos son, principalmente, gneises glandulares, esquistos y metagrauvacas de la Formación ¿Ollo de Sapo¿. Estos materiales están afectados por las tres fases de deformación varisca y un metamorfismo que alcanza la isograda de la cianita-estaurolita. El estudio de campo, mineralógico y petrológico de las rocas graníticas indica la presencia de tres facies de leucogranitos (leucogranitos s.s., leucogranitos albitizados I y leucogranitos albitizados II), así como dos tipos de pegmatitas asociadas (pegmatitas zonadas y pegmatitas bandeadas). A partir de la geoquímica de roca y mineral se establecen dos tendencias evolutivas por cristalización fraccionada en el sistema granítico de Ponte Segade, que se encuentran separadas por la falla de Os Sarillos. Al norte de la falla se ha definido una tendencia que partiría de los leucogranitos s.s. a los leucogranitos albitizados I y a las pegmatitas zonadas. Este sistema, emplazado en el nivel cortical más profundo, está enriquecido en elementos HFSE (Sn, Ta, Nb, W). Mientras que al sur, la evolución se iniciaría probablemente en unos leucogranitos no aflorantes, similares a los leucoganitos s.s., que evolucionarían a los leucogranitos albitizados II y, finalmente, a las pegmatitas bandeadas. Este sistema, emplazado en un nivel cortical más somero, es más rico en elementos LILE (Rb, Li, Be, Cs). Las mineralizaciones de elementos escasos se presentan en tres de las litologías descritas, leucogranitos albitizados, pegmatitas y filones de cuarzo. En leucogranitos albitizados I la mineralización es, principalmente, de casiterita, berilo y arsenopirita. En leucogranitos albitizados II y pegmatitas bandeadas la mineralización es de elbaíta y montebrasita. En las pegmatitas zonadas la mineralización principal es de casiterita, berilo, óxidos de Ta-Nb y arsenopirita. La mineralización de los filones de cuarzo está constituida por casiterita, berilo, óxidos de Ta-Nb, arsenopirita, y un pequeño porcentaje de sulfuros de Fe, Zn, Cu y Bi. En general, los óxidos de Ta-Nb son columbita-tantalita, wodginita y microlita. La paragénesis de óxidos de Sn-Ta-Nb y el estudio de inclusiones fluidas indican la existencia de dos etapas en esta mineralización. La primera etapa es la más importante volumétricamente y está presente en pegmatitas y filones de cuarzo. Esta se relacionaría con la circulación de un fluido acuoso carbónico, que tanto en las pegmatitas como en los filones de cuarzo registra una fuerte variación de presión entre 2500 y 800 bares (pegmatitas), y 2100 y 720 bares (filones de cuarzo), a temperaturas en el entorno de 515 ± 10 ºC. Esta variación de presión se justifica por eventos cíclicos de sobrepresión de volátiles, fracturación y desgasificación. La segunda etapa de mineralización, se identifica sólo en los filones de cuarzo, y se relaciona con la circulación de un fluido acuoso salino con concentraciones elevadas de Sn y Ta de acuerdo con los análisis de LA-ICP-MS en las inclusiones fluidas. Las condiciones mínimas de P-T reconocidas para esta etapa indican presiones inferiores a 500 bares y temperaturas de 260 ± 20 ºC. El estudio de isótopos estables (O, H, S) apoya que los fluidos implicados en la mineralización principal de elementos escasos tienen origen magmático. La mineralización de elementos escasos de Ponte Segade es el resultado de la evolución de un sistema granítico, con una zonación espacial coherente con el modelo de distribución de yacimientos de estaño en función de la profundidad de Varlamoff (1978). Palabras clave: columbita-tantalita, elementos escasos, leucogranito, pegmatita, orógeno varisco. RESUMEN (en Inglés) The aim of this thesis is to characterize a rare-element mineralization that has recently been discovered in Ponte Segade district (Northern Galicia). This is located in the northernmost part of the Central Iberian Zone, within the Ollo de Sapo Domain, of the Iberian Variscan Massif. The rare-elements present in this mineralization are Sn, Ta, Nb, Li, Be, Cs together with As. The metal-bearing paragenesis occurs in synkinematic muscovite-rich leucogranites and associated pegmatites and quartz veins. The main host-rocks of the granites are augen-gneisses, schists and metagraywacke, all of them belonging to the Ollo de Sapo Formation. These lithologies were affected by the three major phases of the Variscan deformation and the metamorphic grade reaching the kyanite-staurolite isograde. From field work together with mineralogical and petrological studies, three facies of leucogranite (leucogranite s.s., albitized leucogranite I and albitized leucogranite II) together with two types of pegmatite (zoned pegmatite and layered aplite-pegmatite) are distinguished. From the whole rock and mineral geochemistry, two trends of magmatic evolution are established in the Ponte Segade granitic system separated by the Os Sarillos Fault. To the north of the fault the leucogranites s.s. evolved to form albite-rich leucogranites I. The latter then evolved to form zoned pegmatites. This system, which intrudes in a deeper structural level, is rich in HFSE elements. To the south of the fault, the magmatic evolution may begin from non-outcropping granite, similar to the leucogranite s.s. This could evolve to form the albite-rich leucogranites II and the layered aplite-pegmatites. This system, which intruded in a structurally lower level, is rich in LILE elements. The rare-element bearing mineralization is present in three of the described lithologies, the albitized leucogranites, the pegmatites and the quartz veins. In the albitized leucogranites I, the mineralization is mainly cassiterite, beryl and arsenopyrite. In the albitized leucogranites II and layered aplite-pegmatites, it is elbaite and montebrasite. In the zoned pegmatites, it is cassiterite, Ta-Nb oxides and arsenopyrite. The mineralization of the quartz veins is cassiterite, beryl, Ta-Nb oxides, arsenopyrite, together with a low percentage of Fe-Zn-Cu-Bi sulphides. The Ta-Nb oxides are mainly columbite-tantalite, wodginite and microlite. The paragenetic relationship of the Sn-Ta-Nb oxides and the fluid inclusion study support two stages for the Sn-Ta-Nb mineralization. The first stage is the more important and occurs in pegmatites and quartz veins. It is related to the circulation of an aqueous-carbonic fluid that records a strong pressure variation between 2500 and 800 bars (pegmatites) and 2100 and 720 bars (quartz veins) at temperatures of around 515 ± 10 ºC. This may be due to volatile overpressure, fracturing and degassing. The second stage has only been recognized in the quartz veins. It is related to the circulation of a low to medium-salinity aqueous fluid. This fluid shows high contents in Sn and Ta according to LA-ICP-MS analysis in the fluid inclusions. The P-T conditions for this stage are lower than 500 bars of pressure at temperatures of around 260 ± 20 ºC. The stable isotope study (O, H, S) supports a magmatic origin for the fluids involved in the main rare-element bearing mineralization. The rare-element mineralization of Ponte Segade is the result of the magmatic evolution of a granitic system. It shows a spatial zonation at different structural levels similar to that proposed by Varlamoff (1978) for tin deposits and associated mineral deposits. Key words: columbite-tantalite, rare-element, leucogranite, pegmatite, Variscan orogen