1 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA Instituto de Geociências e Ciências Exatas Câmpus de Rio Claro HUGO RUBÉN MAMANI HUACHACA ELEMENTOS ESTRUTURAIS RELACIONADOS COM A MINERALIZAÇÃO DO EOCENO – OLIGOCENO ENTRE MOLLEBAMBA E SANTO DOMINGO REGIÃO DE APURIMAC, SUL DO PERU Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto de Geociências e Ciências Exatas do Câmpus de Rio Claro, da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, como parte dos requisitos para obtenção do Título de Mestre em Geociências. Orientador: Prof. Dr. Luiz Sérgio Amarante Simões Rio Claro (SP) 2014 Huachaca, Hugo Ruben Mamani Elementos estruturais relacionados com a mineralização do Eoceno – Oligoceno entre Mollebamba e Santo Domingo região de Apurimac, Sul do Perú / Hugo Ruben Mamani Huachaca. - Rio Claro, 2014 105 f. : il., figs., tabs., fots. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista, Instituto de Geociências e Ciências Exatas Orientador: Luiz Sergio Amarante Simões 1. Geologia estrutural. 2. Análise cinemática. 3. Inflexão de Abancay. 4. Falha de Mollebamba. I. Título. 551.8 H874e Ficha Catalográfica elaborada pela STATI - Biblioteca da UNESP Campus de Rio Claro/SP 2 HUGO RUBÉN MAMANI HUACHACA ELEMENTOS ESTRUTURAIS RELACIONADOS COM A MINERALIZAÇÃO DO EOCENO – OLIGOCENO ENTRE MOLLEBAMBA E SANTO DOMINGO REGIÃO DE APURIMAC, SUL DO PERU Comissão Examinadora ____________________________________ Prof. Dr. Luiz Sérgio Amarante Simões DPM/IGCE/UNESP ____________________________________ Prof. Dr. Carlos Humberto da Silva DPM/IGCE/UNESP ____________________________________ Prof. Dr. George Luiz Luvizotto UFMT Rio Claro, 17 de Junho de 2014 Aprovado Resultado: _____________________________________ 3 DEDICATORIA Para minha família, e uma mostra de meu amor e compromisso. 4 AGRADECIMENTO Agradeço a Deus, por permitir-me culminar a presente monografia, a pessoas que olharem acrescentar o projeto e colaboraram direta e indiretamente, a Mining Peru LLc pela ajuda nos trabalhos do campo. Meu agradecimento a meu amigo e Professor Dr. Luiz Simões, por ser como o pai que de fato precisei para realização desse trabalho de dissertação. Aos professores do Instituto de Geociências e Ciências Exatas – UNESP, que colaboraram para a execução desta dissertação, particularmente os Profs. Nelson Angeli, Antônio Carlos Artur, Norberto Morales, Washington Barbosa Leite, Daniel Marcos Bonotto pelas sugestões e incentivo, e também aos Profs, George Luiz Luvizotto e Guillermo Navarro, pelas sugestões por ocasião do exame de qualificação, e sim esquecer a Dr. Prof. Carlos Humberto da Silva. Aos colegas e amigos Alex Rodox, pela oportunidade e espírito de equipe, e a Victor Lipa, Denin, Hansten Pocay pelo apoio nas primeiras etapas no Brasil. Aos amigos da pós-graduação durante o mestrado, geólogos Leonardo Castello, Leandro Viera pela amizade e constante encorajamento, meu agradecimento para Rosa Angela. Gostaria de externar os meus sinceros agradecimentos as pessoas que de uma maneira ou de outra contribuíram para o desenvolvimento deste trabalho, aos amigos da UNESP dos quais recebi muito apoio e confiança: Abbu, Camila, Felipe, Tassi e Bruna, Obama, João, Bruce, Igor, Suzi, Enrique, Eric no Canada, Sammy, Cibeli, Iata, Favio, Juliano, Landerline, Batatinha, Rafael, Bombom e Igor. Aos colegas e amigos em Perú Ivar Alcocer, Heller Bernabe, William Martinez, Agapito Sanchez, Roberto Zegarra, Newton Machaca, Rolando Apaza. Finalmente, quero expressar a minha enorme gratidão aos membros da minha família, por aceitarem pacientemente todos os meus períodos de ausência e pelo amor incondicional que me dedicam especialmente meu avo (Clemente). 5 RESUMO A área de estudo se localiza nos Andes Centrais, ao sul da Deflexão de Abancay, Peru, inserida na província metalogenética (Andahuaylas-Yauri) relacionada ao Batólito de Abancay, que hospeda depósitos do tipo pórfiro-skarn de Fe-(Cu-Au) e depósitos filoneanos de Au. É constituída por sequências clásticas e carbonatadas de idades mesozóicas, intrudidas por plutons e stocks de monzonito e granodiorito que, por sua vez, são sobrepostos por rochas vulcânicas oligomiocênicas relacionadas com mineralização auroargentífera na porção sudeste da região. Neste trabalho apresenta-se um estudo do quadro geológico regional aliado à análise do padrão estrutural da região entre Sabaino e Santo Domingo, com a caracterização da cinemática de sistemas de falhas de cinco setores dessa área, onde ocorrem mineralizações, abrangendo medidas de 119 falhas mesoscópicas com estrias, a partir das quais obteve-se os tensores de esforços relacionados com o estágio sin-mineralização. Três dos setores estudados (Chama, Cocorpiña, Huaychulo) estão associados a falhas reversas de direção NNE, enquanto no setor Santo Domingo os veios mineralizados estão condicionados por falhas normais NE, indicando processos tectônicos diversificados para o controle estrutural destes depósitos. Para as mineralizações nos Setores Chama, Cocorpiña e Huaychulo assume-se o período de 40 a 32 Ma, pois estão associadas ao segundo estágio de intrusão do Batólito de Abancay. No setor Mollebamba a mineralização está associada a pórfiro de Cu-Au, (Ponto Trapiche) cuja idade deve corresponder a 29.17 Ma. No setor Santo Domingo os veios auríferos provavelmente são contemporâneos aos veios da jazida Selene datada em 14.62 Ma. O estudo ao longo da área permite identificar, como principais estruturas um Sistema de Dobras NS, que indica uma fase compressiva envolvendo encurtamento aproximadamente E-W, e duas grandes dobras registradas na área, Anticlinal Chapi Chapi e Sinclinal Huillullu, que possuem planos axiais paralelos à Falha Mollebamba (WNW) e provavelmente estão relacionadas com o evento responsável pela formação dessa falha. A geometria e cinemática da Falha Mollebamba e do Sistema de Dobras Chapi Chapi indicam que estas estruturas estão associadas ao processo deformacional do deslocamento anti-horário do eixo do orógeno no Andes Centrais, relacionado à Inflexão de Abancay, ocorrido durante o período Eoceno médio a Oligoceno. São produtos de um sistema compressivo, com esforço principal (σ1) WNW, provavelmente em regime transpressivo. As dobras e os deslocamentos associados a esse sistema transpressivo afetam mais intensamente as rochas cretáceas do que as oligocênicas, indicando deformação mais intensa após o final do Cretáceo e antes do final do Oligoceno. Tal situação conduziu ao desenvolvimento de importante discordância angular registrada na área entre estes dois conjuntos de rochas. Palavras-chave: Análise cinemática. Inflexão de Abancay. Falha de Mollebamba. 6 ABSTRACT The study area is located in the Central Andes, south of the Abancay deflection, Peru, is inserted in the (Andahuaylas-Yauri) metallogenic province related to this Abancay batholith, which hosts porphyry-type deposits of skarn Fe-(Cu-Au) and load Au Deposits. It is constituted by clastic and carbonate sequences of Mesozoic age, intruded by granodiorite monzonite plutons and stocks that are overlain by oligomiocenic volcanic rocks related with epithermal gold and silver mineralization in the southeastern part of the region. This paper presents a study of the regional geological setting combined with the analysis of structural pattern in the region between Sabaino and Santo Domingo, with the kinematics characterization of five sectors in the area, where mineralization occurs controlled by fault systems. The analysis includes measures of 119 mesoscopic faults with striations, from which was obtained the stress tensor associated with the sin-mineralization stage. Three of the studied sectors (Chama Cocorpiña, Huaychulo) are associated with reverse faults of NNE, while in Santo Domingo sector the mineralized veins are conditioned by normal faults NE, pointing to diverse tectonic processes for the structural control of these deposits. For mineralization in the sectors Chama, Cocorpiña and Huaychulo is assumed the period 40-32 Ma, as they are associated with the second stage intrusion of Abancay batholith. In Mollebamba sector, the mineralization is associated with porphyry Cu-Au (Trapiche Point) whose age corresponds to 29.17 Ma. In the Santo Domingo sector, the auriferous veins are probably contemporary with the veins of the Selene deposit of age 14.62 Ma. The main large structures identified in the area are a NS fold system, which indicates a compressive phase involving shortening approximately EW, and another system represented by two large folds, the Chapi Chapi Anticline and Huillullu Syncline, which have axial planes parallel to the Mollebamba Fault (WNW) and are probably related to the event responsible for the formation of this fault. The geometry and kinematics of Mollebamba Fault and the Chapi Chapi Fold System indicate that these structures are associated with the deformation process of the anti-clockwise offset in the axis of the orogen in the Central Andes, related to the Abancay deflection, occurred during the Middle Eocene to Oligocene. These structures are related with a compressional system, with a WNW main stress (σ1), probably in transpressional regime. The folds and displacements associated with this transpression system affect more intensely the Cretaceous rocks than the Oligocene rocks, indicating significant deformation after the late Cretaceous and before the end of the Oligocene. This situation leads to the development of important angular unconformity in the area between these two sets of rocks. Keywords: Kinematics analysis. Abancay deflection. Mollebamba Fault. 7 LISTA DE FIGURAS Página Figura 1.1: Localização da área de estudo, escala 1/1000000 ................... 14 Figura 2.1: Mapa geológico regional de Antabamba 29-q Pecho (1981) .... 16 Figura 2.2: Mapa com os principais traços estruturais e as ocorrências dos principais corpos intrusivos que correspondem ao Batólito de Abancay com a localização dos cinco setores ..................... 18 Figura 3.1: Principais Domínios Tectônicos da América do Sul Segundo Cordani et al. (2000) ................................................................. 21 Figura 3.2: a) Imagem Topográfica do océano Pacifico e os Andes na borda do continente Sul-Américano b) Principais características tectônicas do Andes Centrais tomado de Rosenbaum (2005) ................................................................... 22 Figura 3.3: Esquema tectônico da Deflexão de Abancay tomado de Roperch (2006). Mapa geológico simplificado do 1/1,000000 (INGEMMET), sobre imagem MDT ........................................... 24 Figura 4.1: Mapa geológico da área de estudo em escala 1:100000. Depois Pecho (1981), Valdivia e La torre (2003) e Bustamante (2008) .................................................................... 28 Figura 4.2: Olhando ao sudeste, observa-se sistema de dobras com planos axiais de direção NW, na porção noroeste se encontram associadas com mineralização em veios do ouro (quartzo-pirita-calcopirita) ......................................................... 30 Figura 4.3: Coluna estratigráfica da área de estudo modificada de INGEMMET (1981), adaptado por Mamani (2013) ................... 32 Figura 4.4: Olhando para o Norte, perto do povoado do Sabaino, se vêem estruturas mineralizadas de direção N-S, encaixadas em os arenitos da Formação Soraya como atitude do N20W/25SW, afeitados por falhas que controlam os veios de quartzo paralelos de atitude N10E/65SE ............................................... 34 Figura 4.5: Olhando ao sudeste próximo a povoado de Antabamba, observa-se a disposição de Afloramentos, das sequências calcárias da Formação Ferrobamba do Cretáceo Médio sotoposta em discordância pelas rochas vulcânicas do Grupo Tacaza do Oligoceno ................................................................ 36 Figura 4.6: Unidades litoestratigráficas no setor Sabaino.. ......................... 42 Figura 5.1: Imagem satélite, mostrando os principais elementos estruturais da área de estudo: Falha Mollebamba, Falha Matara, Anticlinal Chapi Chapi ................................................. 44 Figura 5.2: Mapa Geológico indicando as principais estruturas e área de estudo, a localização dos setores estudados (retângulos) e os pontos do levantamento Geológico ........................................... 46 Figura 5.3: Seção estrutural transversal A-B (Localização no mapa da Figura 5.2). Mostrando o estilo do dobramento na zona central e a relação entre as camadas do cretáceo em discordância angular com as formações vulcânicas do Mioceno Fonte (Este Trabalho)................................................. 48 Figura 5.4. Calcários em Camadas da Formação Chuquibambilla deformadas, localizadas sobre o traço da falha Mollebamba ... 50 8 Figura 5.5: Possíveis orientações de planos de falhas, que podem ocorrer associados à zona de Falha Mollebamba, considerado-se vetores compressivos ao modelo de Riedel (1929).. ..................................................................................... 51 Figura 5.6: Geología do projeto Chama retirado de Sanchez, C.J. (1995), Modificado por este trabalho ........................................ 56 Figura 5.7: Seção transversal ao depósito de skarn Chama, Modificado de Sanchez (1995).................................................................... 57 Figura 5.8: Vista olhando para NE. Observa-se o corpo central mineralizado Annie, seguindo direção NE-SW, ao longo do contato tonalito e a Formação Ferrobamba ocorre argilização. 58 Figura 5.9: Observando ao Sul. Afloramento de tonalito afetado pela falha contemporânea com quartzo nos planos .................................. 58 Figura 5.10: Projeção estereográfica de 16 medidas da falha do sistema NE, sin-mineralização, com indicação dos eixos principais de paleotensão σ1, σ2 e σ3; dados plotados estão listados na tabela do Anexo 1. Rede equiárea, hemisfério inferior. ............ 59 Figura 5.11: Projeção estereográfica do sistema de falhas Huayruruni NW . 60 Figura 5.12: Mapa Geológico do prospeto Cocorpiña escala 1/5000 tomado de Abril (2000), modificado por este trabalho. ............. 62 Figura 5.13: Projeção estereográfica das falhas sin-mineralização, medidas ao longo do traço da falha Pisco com indicação dos eixos de esforço σ1, σ2 e σ3. Número de medidas: 13. Rede equiárea, hemisfério inferior. .................................................... 63 Figura 5.14: Projeção estereográfica das falhas Pós-mineralização, medidas ao longo do traço da falha Pisco. ............................... 64 Figura 5.15: Mapa Geológico do prospecto Huaychulo a escala 1/1000, tomado de Carpio (1997) modificado por este trabalho ............ 66 Figura 5.16: Projeção estereográfica da falha NS pré-mineralização com indicação eixos de esforço σ1, σ2 e σ3. Número de medidas: 9. Rede equiárea, hemisfério inferior Jazida Huaychulo. .......... 67 Figura 5.17: Projeção estereográfica da falha NS sin-mineralização com indicação eixos de esforços σ1, σ2 e σ3. Número de medidas: 10 Rede equiárea, hemisfério inferior ....................................... 68 Figura 5.18: Mapa Geológido do setor Mollebamba, o granodiorito e associado com rochas hipoabissais com mineralização de tipo cobre porfirítico ......................................................................... 70 Figura 5.19: Afloramentos de folhelho da Formação Chuquibambilla relacionados com uma ocorrência de mineralização em forma de vênulas de quartzo dessimétricas no ponto Calcauso ......... 71 Figura 5.20: Projeção estereográfica da falha NW pós-mineralização com indicação eixos de esforço σ1, σ2 e σ3. Número de medidas: 10.. Setor Mollebamba .............................................................. 72 Figura 5.21: Mapa Geológico da zona mineralizada de Santo Domingo segundo Villegas (2000), adaptado por Mamani (2012). .......... 75 Figura 5.22: Projeção estereográfica das falhas NW pré-mineralização com indicação eixos de esforço σ1, σ2 e σ3. Número de medidas: 11 Rede equiárea, hemisfério inferior. Jazida Santo Domingo.. ................................................................................. 77 9 Figura 5.23: Projeção estereográfica sin-mineralização da jazida Santo Domingo. A: veio Santo Domingo 10 medidas, B: veio Minacasa 11 medidas e C: veio Vitoria 7 medidas, apresentam predomínio sistema NE. ........................................ 78 Figura 5.24: Mapa de lineamentos estruturais mostrando a Zona de Falha Mollebamba (ZFM), com componente sinistral, e a localização dos veios mineralizados, de orientação NE (N45E/65NW), evidenciando sistema extensional coerente com o movimento sinistral da ZFM no Mioceno. .................................................... 80 Figura 5.25: Alojamento do Pórfiro Trapiche Cu-Mo em rochas da Formacão Chuquibambilla, associado a falhas menores do tipo antitéticas em relação a ZFM. Onde há evidência de atividade tectônica para o Oligoceno ........................................ 84 Figura 5.26: Correlação dos estágios de mineralização e eventos deformacionai sugeridos. PRE MIN: Pré-Mineralização, M: mineralização relativa, POS MIN: Pós Mineralização, durante o ciclo Andino sobre a base de trabalhos de Benavides- Cáceres (1999).. ....................................................................... 85 Figura 5.27: Modelo Cinemático com a orientação das principais estruturas associado ao Oligoceno ............................................................ 88 Figura 5.28: Correlação da deformação e mineralização durante o ciclo Andino ao sul da Deflexão de Abancay limitado pela (ZFM) estágio I (SI), estágio II (SII) Mamani (2013), (Este trabalho). .. 89 Figura 6.1: Mapa tectônico de Perello (2003), adaptado por Mamani (2013) ....................................................................................... 92 Figura 6.2: Seção transversal na zona de alojamento plutônico durante o Eoceno médio e Oligoceno Inferior, tomado de Marocco (1978) ....................................................................................... 93 LISTA DE TABELAS Tabela 5.1. Sintese das principais feições estruturais das mineralizações . 81 Tabela 5.2. Dados medidos e a direção de esforços principais ................... 83 10 LISTA DE ABREVIATURAS Cu, Au, Ag : Cobre, ouro, prata Cm : Centímetro INGEMMET : Instituto Geológico Mineiro e Metalúrgico do Perú msnm : metros sobre o nivel do mar m : metro mGal : Milligal MTC : Ministério de Transportes e Comunicações op. cit. : Opus Cetatum LS : Baixa sulfetação (Low sulfidization) PCD : Depositos de pórfiros de cobre (Porphyry copper deposit) ppm : Partes por milhão ppb : Partes por bilhão Pb, Zn : Chumbo, zinco TCNW-SE. : Transcorrência compressiva Noroeste-Sudeste TCNE-SW : Transcorrência compressiva Nordeste-sudoeste ENS-NE : Extensional Norte Sul-Nordeste. SSS : Amostras de sedimento (Stream sediment sampling) ZFM : Zona de Falha Mollebamba R2 : falha Antitética R1 : falha Sintética PAY : Provincia Metalogenetica Andahuaylas Yauri NL : (Normal Left) Normal sinistral NR : (Normal Right) Normal destral TL : (Thrus Left) Reverso sinistral TR : (Thrus Right) Reverso destral s1, s2, s3 : eixos de deformação σ1, σ2, σ3 : eixos de esforço 11 SUMARIO I. INTRODUÇÃO ............................................................................................... 13 1.1. Localização da área de estudo ................................................................ 13 1.2. O problema. ............................................................................................. 13 1.3. Objetivo .................................................................................................... 14 2. MATERIAIS E MÉTODOS .............................................................................. 15 2.1. Levantamento Bibliográfico ...................................................................... 15 2.2. Trabalhos de Campo .............................................................................. 15 2.3. Confecção do Mapa Geológico ................................................................ 17 2.4. Análise Estrutural ..................................................................................... 19 3. CONTEXTO GEOLOGICO REGIONAL .......................................................... 20 3.1. Domínios Tectônicos da América do Sul ................................................. 20 3.2. Andes Centrais ........................................................................................ 21 3.3. Geologia da Deflexão de Abancay........................................................... 22 3.4. Evolução Tectônica/Idades ...................................................................... 25 4. GEOLOGIA DA AREA DE ESTUDO ............................................................. 27 4.1. Principais Feições Estruturais .................................................................. 27 4.2. Unidades Litoestratigráficas ..................................................................... 30 4.2.1. Mesozoico ...................................................................................... 31 4.2.1.1. Formação Chuquibambilla - Jurássico (Jsup-Chu/are) ..... 31 4.2.1.2. Formação Labra - Jurássico (Jsup-Chu/are) ..................... 33 4.2.1.3. Formacão Gramadal - Jurássico (Jsup-Chu/are) .............. 33 4.2.1.4. Formação Soraya - Cretáceo Inferior (Kinf- So/ are) ........ 34 4.2.1.5. Formação Mara - Cretáceo Inferior (Kinf- Ma/ lut) ............ 35 4.2.1.6. Formação Ferrobamba Cretáceo Médio (Kmd- Fe/cal)..... 35 4.2.2. Cenozoico....................................................................................... 37 4.2.2.1. Grupo Tacaza (Pol-Ta/Ltq(a) ............................................ 37 4.2.2.2. Grupo Barroso (Npl-Ba/Land) ........................................... 38 4.2.2.3. Depósitos Glaciais ............................................................ 38 4.2.2.4. Depósitos Aluvionares e Fluvioglaciais ............................. 39 4.2.2.5. Rochas Intrusivas do Batólito de Abancay (Eoceno md) .. 39 4.2.2.6. Rochas Subvulcânicas (Dioritos) ...................................... 40 4.2.2.7. Intrusões Indiferenciadas .................................................. 41 5. GEOLOGIA ESTRUTURAL ............................................................................ 43 5.1. Estruturas ................................................................................................ 43 5.1.1. Sistema de Dobras ........................................................................ 45 5.1.2. Falhas Maiores .............................................................................. 49 5.1.2.1. Falha Mollebamba ........................................................... 49 5.1.2.2. Falha Matara .................................................................... 52 5.1.2.3. Falha Huamancharpa....................................................... 52 5.1.3. Falhas Menores ............................................................................. 52 5.1.3.1. Falha Huayruruni ............................................................. 53 5.1.3.2. Falha Pisco ...................................................................... 53 5.2. Detalhamento Estrutural de Áreas Mineralizadas Selecionadas ............. 53 5.2.1. Setor Chama ........................................................................ 54 12 5.2.2. Setor Cocorpiña.. ................................................................. 61 5.2.3. Setor Huaychulo .................................................................. 65 5.2.4. Setor Mollebamba ................................................................ 69 5.2.5. Setor Santo Domingo. .......................................................... 74 5.3. Comparação do Controle Estrutural das Mineralizações nos setores...... 81 5.3.1. Orientação, Encaixante, Tipo Genético ......................................... 82 5.3.2. Idades das Mineralizações ............................................................ 83 5.4. Cinemática e Evolução Estrutural.. .......................................................... 85 6. DISCUSSÃO .................................................................................................. 90 7. CONCLUSÕES .............................................................................................. 94 REFERÊNCIAS .............................................................................................. 96 ANEXOS ....................................................................................................... 103 ANEXO 1 Base de dados de falhas com estrias ........................................... 103 13 CAPITULO I INTRODUÇÃO Diversos estudos enfocando a evolução geodinâmica do Sul do Perú cartografaram as unidades litológicas no setor Antabamba Dalmayrac (1978), Marocco (1978), Pecho (1981) e Valdivia & La Torre (2001). A área apresenta mineralização do tipo cobre e molibdênio pórfiro de classe mundial que a partir de meados da década de 80 passou a ser estudada com maior ênfase, com enfoque em geoquímica, estratigrafia e geologia econômica. No entanto, apesar da região já ter sido alvo de inúmeros trabalhos sobre a geologia, ainda restam diversas questões que carecem de melhor entendimento, dentre as quais, a geología estrutural. O trabalho apresentado nesta dissertação de mestrado foi realizado nas rochas da porção sul da inflexão do Abancay que é uma estrutura estabelecida concomitantemente ao alojamento do Batólito de Abancay que é limitado a sul pela Falha Mollebamba, que afeta rochas sedimentares mesozóicas e cenozóicas é por sua vez o Batólito se encontra inserido na província metalogenética Andahuaylas – Yauri (PAY). O presente trabalho faz uma análise da geologia estrutural da área com base nos dados cartográficos publicados, complementados com alguns levantamentos realizados no âmbito dessa dissertação. Adicionalmente apresenta a caracterização dos principais sistemas de falhas em cinco localidades com ocorrência de mineralizações de cobre e veios de ouro mesotermais relacionadas com o magmatismo plutônico a subvulcânico de idade Eoceno Médio e Oligoceno Inferior. 1.1. Localização da Area de Estudo A área de estudo está localizada no sul da região de Apurimac, Sul do Peru, (Figura 1.1). Situada n as folhas geológicas de Antabamba 29-q e Chalhuanca 29-p, fuso 18° latitude sul do Instituto Geológico Minero e Metalúrgico do Perú (INGEMMET, 1981). 1.2. O Problema Área apresenta alojamento magmático e mineralização do tipo pórfiro atribuídos ao Eoceno Médio - Oligoceno Inferior (~40-32 Ma) registrando 31 porfiros 14 de Cu – Mo ao longo da Província Metalogenetica Andahuaylas Yauri (PAY), que se relacionam aos processos tectônicos do evento Andino (Perello et al., 2003). Apesar de ser reconhecida a importância da tectônica para o alojamento das rochas intrusivas e controle das mineralizações, são poucos os trabalhos que analisam os aspectos estruturais dessa região. Dessa forma, no presente trabalho são apresentados e analisados os principais traços estruturais da área, visando contribuir para o conhecimento dos processos tectônicos e as possíveis relações com os processos magmáticos e de mineralização do período Eoceno-Oligoceno. Figura 1.1. Localização da área de estudo, escala 1/1000000. 1.3. Objetivo O objetivo do presente trabalho é avaliar os principais traços estruturais entre os povoados de Mollebamba e Santo Domingo, realizar investigação estrutural através de levantamento das principais estruturas em cinco áreas-chave, com ocorrências de mineralização dentro do intervalo Eoceno Médio – Oligoceno Inferior, e discutir as relações dos padrões estruturais dessas áreas no contexto dos traços estruturais regionais. 15 CAPITULO II MATERIAIS E MÉTODOS Consistiu em análise bibliográfica, mapeamento geológico estrutural, seções geológicas locais e regionais e coleta de dados de falhas com estrias. Foram 35 dias de trabalhos de campo, cobrindo uma área de aproximadamente 600 Km2, sendo o mapa geológico elaborado na escala 1:100000. 2.1. Levantamento Bibliográfico O principal trabalho revisado foi o levantamento do cuadrángulo Geológico de Antabamba, segundo Pecho (1981) (Figura 2.1) e também Valdivia & La Torre (2001). O processo de levantamento bibliográfico procura informações com ênfase em estratigrafia, petrografia, petrogênese e geoquímica das rochas que caracterizam as unidades litoestratigrafícas da região, relacionadas com o Batólito de Abancay ao longo da faixa Andahuaylas Yauri (PAY), onde foram reunidos trabalhos desde 1977 até os mais atuais, publicados em periódicos internacionais, além de teses e dissertações de mestrado. Para consolidar a distribuição litoestratigráfica, foram utilizados mapas geológicos publicados pelo Instituto Geológico Mineiro Metalúrgico (INGEMMET) do Perú. Também foram pesquisados estudos de áreas especificas, na forma de relatórios técnicos internos, monografias de graduação em geología. 2.2. Trabalhos de Campo Foram executadas duas etapas de campo, com duração de 25 días em Outubro de 2012 e 10 días em Fevereiro de 2013, cobrindo de maneira satisfatória toda a área investigada entre Mollebamba, Sabaino e Santo Domingo. Cabe ressaltar que nesta etapa, também foram utilizadas informações verbais provenientes de outros pesquisadores, principalmente aqueles de levantamentos Geológicos do Serviço Geológico Peruano, relatando ocorrências de afloramentos e mineradoras ativas e inativas. 16 Figura 2.1. Mapa geológico regional de Antabamba 29-q, a escala 1/100000 (PECHO, 1981). O mapa é aqui apresentado somente como uma referência ao conhecimento geológico da região. O retângulo na parte inferior indica a área de estudo do presente trabalho. 17 Foram selecionados cinco setores (Fig. 2.2) levando-se em conta o critério de que cada setor apresente mineralização, a fim de procurar as relações entre mineralização e estruturas. Dessa forma, esses setores, passam a ser áreas-chave para o levantamento de campo, onde se procurou identificar mesoestruturas (veios, falhas e estrias de falha, fraturas e dobras) para caracterizar o padrão estrutural e sua relação com os depósitos minerais. 2.3. Confecção do Mapa Geológico Os estudos prévios do Jenks (1948), Castillo e Barreda (1973) Marocco (1978), Pecho (1981) e os estudos de Perello et al. (2003, p. 1587) apresentam uma reconstrução paleogeografica esquemática do ambiente de retroarco do sul do Perú, durante o Mesozoico e Cenozoico destacando as principais unidades estratigráficas a sul da deflexão de Abancay descritas por Vicente et al (1982) e Jaillard (1996). Existem algumas variações das denominações das unidades litoestratigráficas em função da localização regional (Palacios, 1975; Mendivil e Davila, 1994 e De la Cruz, 1995) e os estudos de Valdivia e La torre (2001). Em função da posição geográfica da área de estudo, nosso trabalho usaremos as denominações Formações Soraya, Mara e Ferrobamba em relação aos estudos de Bustamante (2008) que descreve a geología da região do povoado Utupara. A cartografia apresentada é baseada em Pecho (1981) (Fig. 2.1) como o mapa base, com algumas modificações locais realizadas através de complementação com dados de Valdivia e La torre (2001) e de projetos dos quais participou o presente autor, nas regiões de Sabaino, Huaquirca, Mollebamba, e Santo Domingo. As modificações feitas foram: 1. A geologia foi revisada no setor Mollebamba e feito detalhamento da estratigrafia do topo do Grupo Yura, individualizando as Formações Labra e Gramadal e Fm. Soraya do Cretáceo Inferior, segundo Sempere et al. (2002). 2. Ao sudeste do setor Mollebamba arenitos e folhelhos da Formação Labra do Jurassico superior são intrudidos pela granodioritico com um comprimento de 3 Km na direção N-S, segundo Llosa et al. (2013). 18 Figura 2.2. Mapa com os principais traços estruturais e as ocorrências dos principais corpos intrusivos que correspondem ao Batólito de Abancay com a localização dos setores (retângulos pretos) em que foram feitas as coletas de dados mais detalhados. 19 O trabalho foi auxiliado com a utilização de imagen de sensores SRTM obtidas nos sites do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Brasil), para visualização dos principais lineamentos. As bases topográficas utilizadas foram as folhas na escala 1:100,000 (Folha Antabamba 29-q, Chalhuanca 29-p em fusso 18 S, editada pelo INGEMMET, que serviu de mapa base para uso no campo. Os dados de campo foram levantados em múltiplas escalas e foram integradas na escala 1/100,000 sendo que em algumas zonas os dados foram coletados a escala 1/2000. Foram realizados perfis estruturais na escala 1/100000 para interpretar as relações da litoestratigrafia. Os mapas foram tratados nos programas ArcGis 10.1, Mapinfo 10.5, CoreDraw 6.0. Faultkin 7, AutoCAD 2013. Como resultado dos trabalhos de campo e da compilação de outros mapas geológicos, se elaborou o mapa da área na escala 1:100.000, sendo apresentado na figura 5.2, de forma reduzida para escala aproximada 1:180.000. 2.4. Análise Estrutural Os dados de medidas de falhas com estrias com suas devidas características cinemáticas, definidas por degraus e outros indicadores cinemáticos, foram avaliados em diagramas estereográficos Ramsay (1987) com o uso do software Faultkin (ALLMENDINGER, 2014) que fornece os eixos de deformação modelada s1, s2, s3. No presente trabalho são apresentados nos diagramas estereográficos diretamente os eixos referentes ao paleoesforço correspondendo a σ1, σ2 e σ3. Com a finalidade de classificar e determinar a relação temporal com o processo de mineralização, as falhas foram identificadas em função dos critérios de Robert e Poulsen (2001). Foi dada maior ênfase às falhas associadas com o estágio sin-mineralização. Porém foram feitas a tomada de dados estruturais com indicadores cinemáticos Quispe (2006) em cristas locais aflorantes. As relações geométricas das Falhas foram com base na classificação de Anderson (1951, p.15) em mesoestruturas. Nas análises das zonas de cisalhamento rúptil buscou-se considerar o modelo de Riedel (1929), utilizando-se o sentido de Movimento das falhas, aliado à orientação das estrias, (base de dados Anexo I), foram utilizados indicadores cinemáticos mesoscópicos, como marcadores planares deslocados, degraus, etc. 20 CAPÍTULO III CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL A zona de estudo se situa na Faixa Andina, nos Andes Centrais, na borda Oeste da plataforma Sul Americana, mais precisamente no sul do Peru. Encontra-se no flanco sudeste da zona de Deflexão de Abancay (ver Figura 3.3, adiante) que representa uma estrutura desenvolvida no domínio do contato do embasamento precambriano com as sequências do Mesozóico. Essa estrutura se desenvolveu em distintas épocas, sendo duas mais destacadas. A primeira foi contemporânea a intrusões peralcalinas permianas. A segunda durante Eoceno Médio ao Oligoceno Inferior Marocco (1978), em regime compressivo, com intensa tectônica, dando origem a intrusões de tonalitos e granodioritos que constituem o Batólito de Abancay. Alojadas nas rochas plutônicas do Batólito de Abancay, ocorrem intrusões de rochas hipoabissais, mineralizadas, datadas entre ~42 – 30 Ma (PERELLO et al., 2003). A Inflexão de Abancay afeta as sequências sedimentares do Mesozoico, que são as encaixantes do Batólito de Abancay. As ocorrências das rochas do Batólito de Abancay estão essencialmente limitadas à área entre as Falhas de Abancay e Mollebamba. Tal configuração sugere que estas falhas possam de alguma maneira estar controlando as intrusões do batólito (Figura 3.3). 3.1. Domínios Tectônicos da América do Sul O continente sul-americano apresenta quatro domínios tectônicos (Figura 3.1). O primeiro está representado pela borda oriental da Plataforma Sul-Americana, contém regiões cratônicas rodeadas por faixas dobradas do Neoproterozoico, consolidadas até o início do Paleozóico, em contraste com o segundo domínio caracterizado pela Plataforma Patagônica que se desenvolve durante o Início do Paleozóico, e foi tectonotermalmente ativa durante o Cenozóico. O terceiro domínio abrange o Orógeno dos Andes que se desenvolveu sobre a margem continental oeste da Placa Sul-Americana, após o Paleozóico, tendo uma evolução continua até hoje com vulcanismo ativo e sismicidade devida à subducção da Placa do Pacífico 21 por baixo da Placa Sul-Americana (CORDANI et al., 2000). O quarto domínio é representado por bacias tipo antepais relacionados com a Região Amazônica. Figura 3.1. Principais Domínios Tectônicos da América do Sul. Segundo Cordani et al. (2000). 3.2. Andes Centrais A Cordilheira dos Andes se encontra na parte ocidental do continente sul- americano, abrange cerca de 8000 km de longitude desde o mar do Caribe a norte, até o mar de Scotia a sul, com elevações que chegam a 7000 m. Os Andes podem ser divididos em três partes (Figura 3.2): i) Andes Setentrionais, se estendem desde o norte de Venezuela (12° de latitude norte) até o norte do Perú (4° de latitude sul), ii) Andes Centrais se prolongam do (4° latitude sul) até Argentina (44° latitude sul) e iii) Andes Austrais ou Meridionais que se extendem entre os paralelos 40° e 55° de latitude sul. 22 Figura 3.2. a) Imagem Topografica do oceano Pacífico e os Andes na borda do continente Sul- Americano b) Principais características tectônicas do Andes Centrais tomado de Rosenbaum (2005, p. 19). Estrelas=Jazidas metais: LG, La Granja; YA, Yanacocha; Pi, Pierina; An, Antamina; To, Toromocho; Tvermelhos= Vulcões. Os Andes Centrais podem ser divididos em três setores: Norte, Centro e Sul (Sebrier, 1991; Isacks, 1988 e Allmendinger et al., 1997). A zona de estudo, pertence ao setor sul dos Andes Centrais, este setor abarca desde a deflexão de Huancabamba no norte do Peru, até a deflexão de Abancay, no sul, e corresponde a zona do flat slab atual do Perú. 3.3. Geología da Deflexão de Abancay A Deflexão de Abancay é a estrutura que mais se destaca no sul do Perú, (Figura 3.3) aparentemente foi uma das maiores feições da heterogeneidade nos Andes Peruanos desde o Paleozóico (SEMPERE et al., 2002). 23 Ascue (1997) sugere que a deflexão forma-se progressivamente, por movimento crustal diferencial, devido a uma grande estrutura de direção WSW-ENE, que passa por baixo da deflexão. Roperch et al. (2006) estudando a posição e geometria atual a zona de subducção abaixo do domínio continental, em profundidades de até 500 km conclui que possui a forma “sinistral” na deflexão cerca do paralelo 14° latitude sul, onde o slab tem direção WNW e mergulho ~60° para NNE. Marca o limite entre subducção normal e a subdução sub-horizontal (flat), localizado aproximadamente por baixo da Deflexão de Abancay. É provável que estas zonas de cisalhamento sinistrais tenham condicionado uma importante hetereogeneidade litosferica controlando rifteamento no Triassico e a subsequente deformação da Cordilheira Leste (GILDER et al., 2003). Roperch et. al. (2006) descrevem ao longo da borda nordeste da Cordilheira Oeste, sequências Mesozóicas a Cenozóicas moderadas a intensamente deformadas por dobras com plano axial de direção NW com vergência dominantemente NE; a rotação é gerada por encurtamento puro paralelo na linha da convergência e a rotação suministra principalmente feicões morfotectônicas andina que são deslocadas sinistralmete Gilder et al. (2003). Desde os trabalhos de Heki et al. (1985), estudos paleomagneticos têm confirmado que rotação antihoraria é a principal característica da evolução geodinâmica do Andes Peruanos, porém as idades destas rotações com respeito aos sucessivos pulsos de deformação compressiva não estão claramente definidas ainda. Dentro deste contexto geológico a área estudada apresenta rochas sedimentares do Mesozoico, conformadas pelas unidades litoestratigrafícas constituídas por arenitos e folhelhos da Formação Chuquibambilla do Jurássico Superior que é sobreposta em desconformidade pela Formação Soraya do Cretáceo Inferior. São sobrepostas por sequências calcárias da Formação Mara e Ferrobamba do Cretáceo Médio, que, por sua vez, são discordantemete cobertas por lavas andesiticas dos Grupos Tacaza e Barroso desde o Oligoceno até o Mioceno. Estas sequências estratigráficas são cortadas por corpos intrusivos de composição diorítica e granodiorítica, relacionados ao Batólito de Abancay, do Eoceno Médio a 24 Figura 3.3. Esquema tectônico da Deflexão de Abancay tomado de Roperch (2006). Mapa geológico simplificado do 1/1,000 000 (INGEMMET), sobre imagem MDT. Legenda: a) Rochas do Precambriano; b) Sequências paleozoicas; c) Rochas intrusivas do Paleozoico; d) rochas sedimentares do Mesozoico; e,f, Rochas intrusivas do Cretáceo; g) Rochas Sedimentares e vulcânicas do Terciario; h) rochas intrusivas do Terciário; i), cobertura quaternaria. O retangulo preto define a área de estudo. Oligoceno Inferior, intrudindo inclusive as rochas vulcânicas na base do Grupo Tacaza do Oligoceno (ver Figura 4.2,adiante). As rochas plutônicas foram definidas por Marocco (1978) e Pecho (1981) como Batólito de Apurimac, e denominado de Batólito de Abancay por Mendívil e Dávila (1994), entretanto Perello (2003) denomina estas rochas como Batólito de Andahuaylas Yauri; no presente trabalho a unidade plutônica mencionada será denominada como Batólito de Abancay. Seguindo o que tem sido apresentado na literatura (ex. Mendívil e Dávila,1994; Perello, 2003), o termo Batólito de Abancay refere-se a um conjunto de rochas intrusivas plutônicas, que podem ou não estar conectadas em subsuperfície. 25 Geralmente, os processos de alteração e mineralização metálica dentro da zona de estudo estão associados com as rochas plutônicas e, por vezes, hipoabissais, situadas no limite sul da Deflexão de Abancay (Figura 3.3). 3.4. Evolução Tectônica e Idades A evolução tectônica está associada ao ciclo orogênico Andino (Megard,1978), que teve início após o intenso regime extensional do Triássico tardio, ao Cretáceo Inferior, manifestado pela abertura e preenchimento de bacias com sequências carbonatadas, siliciclásticas de ambiente nerítico até a deposição da Formação Mara ao fim do Neocomiano. Benavides-Cáceres (1999) define que a partir do início do Campaniano inferior, se produziu uma série de fases tectônicas compressivas, como é o caso das fases: i) Peruana (84 Ma - 79 Ma), ii) Incaica I (59 Ma - 55 Ma), Incaica II (43 Ma - 42 Ma), Incaica III (30 Ma - 27 Ma), Incaica IV (22 Ma), e iii) Quechua I (17 Ma), Quechua II (8 Ma - 7Ma) e Quechua III (5 Ma - 4 Ma). Os estágios tardios da Orogenia Médio-Cenomaniano, ocorreram em uma fase tectônica de compressão definida como orogenia Mochica (Myers, 1974, Cobbing et al., 1981, e Mégard et al. 1984). A Orogenia Peruana (Campaniano inferior-medio) originou eixos de dobras NW, no Grupo Yura (Jurássico Superior ate Cretáceo Inferior) e unidades mais antigas, falhas longitudinais NW-SE, relacionadas a uma inversão tectônica desde o Eoceno até o final do Oligoceno (MAROCCO, 1978). Após o final da fase Peruana há o início da fase Incaica (Campaniano tardío- Oligoceno Inferior), que na região constitui um grande período de deformação semicontìnua, com eventos intermitentes de soerguimento e abatimento. Foram acompanhados por intrusão das diversas fases do Batólito de Abancay em pelo menos dois períodos principais ~48 a 42 e 40 a 32 Ma (PERELLO et al. 2003). Esta fase gera eixos de dobras em duas direções, uma principal ligeiramente oblíqua ao rumo andino (NW) e outra, mais recente, com rumo (NE) (MYERS,1974; 1980). Além disso, se produz um regime extensional manifestado pela presença de bacias intermontanas, preenchidas por camadas de arenitos vermelhos, como é o 26 caso da Formação Casapalca (Benavides-Cáceres,1999) e vulcanismo relacionado à caldeiras (NOBLE et al., 2005). Durante o período Paleoceno Tardío e Eoceno Inferior se desenvolveu a fase compressiva Incaica I. (NOBLE et al.,1985). Este evento gerou eixos de dobras NW- SE nas camadas siliciclásticas desde a Formação Chuquibambilla até a Formação Mara e Formação Ferrobamba seguido de soerguimento e erosão. Os estágios tardios do Eoceno médio cedem lugar a uma nova fase compressiva NE-SW, Incaica II que gera dobras e zonas de empurrão nas sequências sedimentares (STEINMANN,1929; NOBLE et al., 1979). Durante o oligoceno, se produz a fase compressiva Incaica III (30 Ma - 27 Ma), caracterizada por brusca diminuição da atividade tectônica diminuindo a deformação em direção NNE; paralelo à direção de convergencia do Oligoceno Sebrier et al. (1991), destacando-se a presença de superficies de erosão. Noble et al. (1979), observa no centro do Peru, eixos de dobras NW-SE em rochas vulcânicas do Oligoceno. Benavides-Cáceres (1999) em estágios iniciais do Mioceno Inferior (22 Ma), registra a fase compressiva Incaica IV. Próximo a 17 Ma (Mioceno meio), evidencia-se uma forte fase compressiva definida como Quechua I (Steimann, 1929; Mckee et al., 1982; Megard et al.,1985). A 20 km a NW de Santo Domingo se registram eixos de dobras NW-SE, além disso, em sequências sedimentares nas imediações do setor Utupara, que indicaria que a fase compressiva Quechua I teve efeito aproximadamente a 11 Ma. No setor Utupara, está registrada uma fase compressiva E-W, que produziu um movimento sinistral na falha Huayruruni NW-SE e sistemas de falhas conjugadas NE-SW. Esta fase compressiva E-W, sobrepostas por fases compressivas Quechua II (8 Ma - 7 Ma) e Quechua III (5 a 4 Ma) de Benavides-Cáceres (1999). As atividades tectônicas e vulcânicas do Eoceno Superior – Oligoceno Inferior da Orogenia Incaica, foram relacionados à subdução de baixo ângulo Sandeman et al. (1995), associado a na província da Faixa Puquio-Caylloma Echavarria (2006). Interpretam que o espessamento da crosta e soerguimento ocorreu no intervalo entre 17 e 22 Ma Sandeman et al. (1995), acompanhado por falhas e mineralização. Posteriormente foi seguida por atividade tectônica e vulcânica do Neogeno de caráter episódico (Setor Santo Domingo), E a atividade magmática e hidrotermal, na faixa ficou relacionada também ao encurtamento mencionado segundo Sandeman et al. (1995), e tectônismo extensional foram estudados pelo Noble et al. (1999). 27 CAPÍTULO IV GEOLOGIA DA ÁREA DE ESTUDO A área de estudo faz parte de uma espessa crosta siálica (50 a 60 km James, 1971), na zona de transição entre o regime de subducção plana (flat subduction) do centro do Peru e o regime de subdução normal (normal subduction) do sul do Peru e norte do Chile (ISACKS, 1988). Nesta região ocorrem numerosos depósitos e ocorrências de minerais de Cu-Au e Au-Ag, expostos nas cotas entre 3980 a 4700 m de altitude. Geologicamente consiste em espessa sequência sedimentar cretácica dobrada durante as deformações andinas Benavides-Caceres (1999), e amplamente cortada por plutons, stocks, soleiras e diques relacionados ao Batólito de Abancay. O conjunto é coberto por depósitos lacustrinos e vulcânicos cenozóicos e depósitos quaternários. Esse capítulo tem como objetivo a descrição das unidades litoestratigáficas destacando as sequências sedimentares do Mesozoico descritas por Pecho (1981). A coluna estratigráfica é constituída por unidades litológicas sedimentares e vulcânicas, com idades desde o Jurássico Superior até o Quaternário, com espessura total superior a 8,000 m. A cartografia geológica mostrada na Figura 4.1 foi compilada de relatórios internos e de projetos de exploração circunscritos à área mencionada, trabalhos de conclusão de curso de geologia (SANCHEZ, 2005 e VILLEGAS, 2000) e INGEMMET (quadrícula de Antabamba 29-q; 1:100.000; Antabamba 29q-III). 4.1. Principais Feições Estruturais A sequência sedimentar do Mesozoico, a partir do Jurássico Superior, apresenta-se ligeiramente dobrada, com dobras abertas a suaves, com charneiras arredondadas, com planos axiais de direção WNW, aproximadamente verticais, indicando encurtamento na direção NNE. A distribuição das unidades estratigráficas com o predomínio das mais antigas a W e das mais novas a E, juntamente com as medidas de acamamento, indicam que apesar das dobras, a superfície envoltória das dobras possui direção aproximadamente NE com mergulhos suaves para SE (Figura 4.1). 28 Figura 4.1. Mapa geológico da área de estudo em escala 1:100000. Complilada de Pecho (1981), Valdivia e La torre (2001) e Bustamante (2008). 29 Entre essas dobras, se destaca a estrutura Anticlinal Chapi Chapi, com plano axial WNW e eixo com caimento suave para ESE. Além dessas dobras também ocorrem outras com plano axial aproximadamente NS. A falha transcorrente Mollebamba é uma das estruturas de maior destaque na área, apresentando direção geral NW e cinemática sinistral, evidenciada pelo deslocamento da sequência mesozoica, indicando deslocamento de aproximadamente 10 km (PECHO, 1981). Sua orientação subparalela sugere que está associada ao Sistema de Dobras Chapi Chapi. Na porção Norte se destaca a presença da falha Matara de direção NE com mergulhos que variam entre 60 a 75 para SE. que afeta as camadas da Formação Soraya. Estas estruturas serão apresentadas e descritas com mais detalhe no capítulo 5. Na porção central, próximo de Huaychulo, ocorrem dobras também suaves, com plano axial de direção NS, vertical e linhas de charneira subhorizontais, caracterizando encurtamento E-W. O evento tectônico responsável pela formação dessas dobras é pré-intrusão, das rochas associadas ao Batólito de Abancay entre 45 - 42 Ma, além disso, existem falhas que afetam os anticlinais, mas não atravessam as rochas intrusivas (Figura 4.1). As estruturas principais na sequência mesozoica são as seguintes: a) Sistema de Falhas Principal: Direção WNW, é composta pelas falhas Mollebamba e Matara. A Falha Mollebamba, localizada mais ao sul da região de estudo, desloca as sequências sedimentares da Formação Soraya com componente sinistral (Figura 4.1, Figura 5.1). A Falha Matara de direção NW localizada no centro da área de estudo, é do tipo transcorrente sinistral (Figura 5.1). b) Sistemas de Falhas Secundários: o primero NNW a NNE e outro ENE. Na zona de estudo as mais proeminentes são: Falha Pampacocha (Figura 4.1), localizada ao oeste da área de estudo, desloca as rochas sedimentares da Formação Ferrobamba e inclusive, desloca as rochas vulcânicas do Oligoceno, apresentando uma componente transcorrente destral (Figura 4.1). 30 c) Sistema de Dobras com eixos (e traços axiais) na direção WNW, aqui é marcado o anticlinal Chapi Chapi descrito adiante, na Seção 5.1.2, no perfil estrutural A-B’ (Figura 5.2), onde se observa a discordância dos estratos do Cretáceo sobrepostos por lavas andesíticas do Grupo Tacaza do Oligoceno, também dobrada. d) Sistema de Dobras com eixos: O primero (e traços axiais) NNE a NNW, e um segundo sistema de dobras menores com eixos e planos axiais WNW, posto que sua disposição corresponda a esforços associados à Tectônica andina, mais é possível, e provável, que as dobras WNW (Figura 4.2) sejam produzidas pelas falhas direção NW. Figura 4.2. Olhando ao sudeste, observa-se sistema de dobras com planos axiais de direção NW, na porção noroeste se encontram associadas com mineralização em veios do ouro (quartzo-pirita- calcopirita) de escala decimetrica, alojadas em arenitos e folhelhos na Formação Chuquibambilla do Jurássico Superior. 4.2. Unidades Litoestratigráficas Neste trabalho, o nome das formações é correlacionado com os trabalhos de Marocco (1978), além disso, a Formação Soraya é referida por outros autores como a Formação Hualhuani que corresponde às sequências inferiores do Grupo Yura (SEMPERE et al., 2002), No presente estudo, denominaremos como Formação Soraya. Na zona do estudo se distinguem nove unidades litoestratigráficas que variam no campo, desde a base do Jurássico até o fim do Mioceno (Figura 4.3). Além das sequências sedimentares e vulcânicas citadas acima, ocorrem na área manifestações magmáticas intrusivas. A partir dos dados litoestratigraficos 31 mencionados modificamos a coluna estratigráfica para a zona de estudo que foi fundamentalmente adaptado de Pecho (1981), apresentado na Figura 4.3. 4.2.1. Mesozoico As rochas mesozóicas na região fazem parte da porção noroeste da Bacia de Arequipa, representadas por uma sequência sedimentar de aproximadamente 4500 m de espessura (VICENTE et al., 1982). A parte inferior é constituída por turbiditos, a parte média por arenitos e a superior por abundantes calcários (JAILLARD e SANTANDER, 1992). São constituídos desde o Jurássico por argilas, arenitos e folhelhos da Formação Chuquibambilla, gradando a sequências de arenitos das Formações Soraya e Mara do Cretáceo Inferior, que são recobertas por calcários da Formação Ferrobamba do Cretáceo médio. Do ponto de vista regional as sequências sedimentares ficam marcadas como uma zona de soerguimento central, associadas a processos da intrusão do Batólito de Abancay (Figura 4.1). Regionalmente grande parte da Formação Ferrobamba foi intrudido por corpos ígneos de diferente natureza, os quais metamorfizaram e recristalizaram os calcários, originando no contato, marmores e hornfels com presença de granadas que tem relação com as zonas mineralizadas de cobre, prata, chumbo, zinco, ferro etc. (item 5.2) 4.2.1.1. Formação Chuquibambilla - Jurássico (Jsup-Chu/are) Estas sequências são compostas por arenitos e folhelhos bem estratificados, com intercalações de camadas de argilas pretas oscuras. Mas a presença dos arenitos se encontram bem estratificados en camadas sub horizontais, os afloramentos a nível geral na zona de estudo apresenta um intenso dobramento definido pelos litotipos da Formação Chuquibambilla, os afloramentos no contato com rochas graníticas apresentam um dobramento característico de intrusões, associado ao processo de soerguimento do Batólito de Abancay Marocco (1978), (Figura 4.1). 32 Sua posição estratigráfica é subjacente à Formação Labra, através de contato discordante. Apresenta 800 m de espessura, vistos ao longo da quadrícula de Antabamba Pecho (1981). Figura 4.3. Coluna estratigráfica da área de estudo modificada de INGEMMET (1981), adaptado por Mamani (2013). 33 Ao sul de Mollebamba observamos sequências de calcários e folhelhos alternados, pertencentes à Formação Chuquibambilla, afetados pela Falha Mollebamba (Figuras 4.1 e 4.4). 4.2.1.2. Formação Labra - Jurássico (Jsup-Chu/are) Os afloramentos desta unidade são obsdervados a sudeste de Mollebamba próximo aos povoados do Calcauso e Mollebamba (Figura 4.1). É caracterizada pela presença de arenitos intercalados com níveis de folhelhos em camadas decimétricas. A base é composta por arenitos. Podemos destacar sua posição estratigráfica, posto que a Formação Labra é subjacente em concordância com a disposição das camadas da Formação Gramadal. Sempere et al. (2002) propõem que a bacia do Arequipa foi originado por rifting provavelmente desenvolvido em um marco tectônico extensional do tras arco no começo do Oxfordiano – Kimmeridgiano. Nesse contexto, a Formação Labra se encontra posicionada e relacionada ao começo do aporte de sedimentos na bacia de Arequipa. 4.2.1.3. Formação Gramadal - Jurássico (Jsup-Chu/are) As rochas sedimentares da Formação Gramadal são distribuídas predominantemente no sul da área de estudo, entre os povoados do Mollebamba e Calcauso (Figura 4.1). É representado predominantemente por arenitos intercalados com níveis de argilitos em camadas decimétricas. A base é composta por arenitos e calcários, já o topo possui mais folhelho que arenito. Sempere et al. (2002) a partir dos resultados obtidos de Vicente et al. (1982), define um espesor do 300 m para na Formação Gramadal. Sua posição estratigráfica é definida por estar sobreposta concordantemente pela Formação Soraya a nível regional, sendo atribuída ao Titoniano inferior. 34 4.2.1.4. Formação Soraya - Cretáceo Inferior (Kinf- So/are) Na quadrícula de Antabamba ocorrem afloramentos importantes nas porções norte e oeste, entretanto na área de estudo se observam os litotipos na formação Soraya próximo ao povoado do Sabaino (Figura 4.1). Essa sequência sedimentar apresenta comportamento frágil e mostra tendência a alta frequência de fraturamentos e consequentemente alta permeabilidade secundária. É constituída por uma sequência de arenitos quartzosos de granulação fina a média, estratificados em bancos médios a grossos (desde 1 a mais de 5 m). Entre as camadas de arenitos quartzosos se intercalam escassos níveis delgados de folhelhos pretos e arenitos cinza, que formam a base, sendo que os folhelhos se apresentam em camadas delgadas formando pacotes de 10 cm de espessura que, por ação do intemperismo, adquirem coloração cinza chumbo a esbranquiçada. A cor varia de cinza esbranquiçada, branca amarelada a rosada no topo, com aproximadamente 700 m de espessura. Figura 4.4. Olhando para o Norte, perto do povoado do Sabaino, se vêem estruturas mineralizadas de direção N-S, encaixadas em os arenitos da Formação Soraya com atitude do N20°W/25°SW, afetados por falhas que comtrolam os veios de quartzo paralelos de atitude N10°E/65°SE. Segundo Pecho (1981) não se pode precisar a idade da Formação Soraya; entretanto pode-se inferir que como repousa sobre a Formação Chuquibambilla considerada de idade Jurássico superior e por estar coberta pela Formação Mara, de 35 idade Neocomiana superior- Aptiano, a idade seja neocomiana inferior para Formação Soraya (JENKS 1948; PECHO, 1981). 4.2.1.5. Formação Mara - Cretáceo Inferior (Kinf- Ma/ lut) Na zona de estudo foi reconhecida entre as inmediações do setor Huaychulo e o povoado do Antabamba (Figura 4.1). É conformada por três membros: o membro Inferior, que se caracteriza pela predominância de arenitos, o membro Médio pelos folhelhos com algumas intercalações de arenitos e conglomerados com clastos de quartzito e o membro Superior constituído por arenitos, folhelhos diversificados e termina em direção ao topo, em alguns lugares, com calcários amarelados. A cor predominante das rochas da Formação Mara é vermelha a marrom avermelhada. Localmente estão metamorfizadas, apresentando hornfels e hospedam importante mineralização em vênulas de quartzo e calcopirita. Próximo da quebrada Chancara tem 214 m de espessura e próximo ao povoado de Sañayca, 160 m (PECHO, 1981). A idade desta formação é considerada Aptiana, tendo em conta suas relações estratigráficas, principalmente com a Formação Soraya de suposta idade Neocomiano inferior (PECHO, 1981). 4.2.1.6. Formação Ferrobamba - Cretáceo Médio (Kmd- Fe/cal) Segundo Jenks (1951) a Formação Ferrobamba caracteriza-se por uma espessa sequência calcária, que aflora no entorno do Projeto Mineiro de Ferrobamba. É constituída por calcários pretos e cinza escuros e, em certos níveis, apresenta bancos calcários de cor amarelada. Os calcários são maciços, bastante compactos, estratificados em bancos de 0,30 a 2,0 metros. No topo, geralmente se observam calcários arenosos de cor cinza claro com tons avermelhados e na base níveis de folhelhos carbonosos, que contêm nódulos de chert. A estrutura é maciça, ocorrendo localmente alguns estratos de 10 cm de espessura que apresentam laminação. Os calcários se encontram intercalados com 36 arenitos, que ocorrem em menor quantidade, geralmente formando a base e o topo dos estratos, exibindo forma lenticular ondulada. Porém as feições das rochas sedimentares da formação Ferrobamba descritas por Jenks (1951), são observadas em a zona central no morro Cercabamba a 4500 m e a nordeste entre os Cerros Condori e Uchuyco, a 4700 m, bem dobrados no morro Alpacmarca, a 4600 m de altitude. A Formação Ferrobamba sobrepõe a Formação Mara concordantemente, e está sotoposta às rochas vulcânicas do Grupo Tacaza (Figura 4.1). Figura 4.5. Olhando ao sudeste próximo a povoado de Antabamba, observa-se a disposição de Afloramentos, das sequências calcárias da Formação Ferrobamba do Cretáceo Médio sotoposta em discordância pelas rochas vulcânicas do Grupo Tacaza do Oligoceno. Jaillard e Soler (1996) sugerem a correlação da Formação Ferrobamba com a Formação Acurquina desde um nível mais regional, atribuindo idade Albiano- Cenomaniano através de fósseis (moluscos). A idade e atribuida a partir de seu conteudo fossilífero, como Exogira squamata DORB, Neithea tenow Klensis COQUAND de idade Cenomaniano y Pracal Veolina cf. P tenuis REICHEL do Albiano - Turoniano e indica idade Albiano- Cenomaniano. 37 4.2.2. Cenozóico No Cenozoico começa o ciclo vulcânico da região, constituído por sequências vulcânicas que se sobrepõem em discordância angular sobre as sequências calcárias do Cretáceo Inferior. Dentro das sequências vulcânicas Cenozóicas, o Grupo Tacaza, do Oligoceno, se apresenta subjacente do Grupo Barroso (Figura 4.1), constituído por tufos vulcânicos do Mioceno, também através de discordância angular. O final da atividade vulcânica é representado pela série de rochas do Grupo Barroso, que corresponde à idade mais moderna do edifício estratigráfico Vulcânico (Mio-plioceno). Ao longo da zona de estudo se observam depósitos fluviais e aluviais recobrindo as rochas vulcânicas. 4.2.2.1. Grupo Tacaza - Oligoceno (Pol- Ta/ Ltqa) O Grupo Tacaza é constituído por rochas vulcânicas e piroclásticas de natureza andesítica, traquítica e traquiandesítica, com espessura de aproximadamente 300 m. Nos setores Chama e Santo Domingo (Figura 4.1), os afloramentos são mais extensos e se encontram principalmente na parte sudeste. Ocupam o fundo do río Ichuni e se propagam em forma de uma estreita faixa em direção norte, até a altura do povoado de Mamara, onde estão cobertos por rochas vulcânicas mais jovens. Outros afloramentos encontram-se na linha do cume do cerro Chilhuamarca, a uma altitude sobre os 4300 m, constituindo as partes mais altas desta área (Figuras 4.1). A base do Grupo Tacaza consiste de conglomerados, com clastos subangulosos de quartzitos e calcários. Para o topo, apresentam 500 m de camadas grossas de conglomerados com clastos subarredondados de quartzitos e arenitos, sendo a matriz tufácea. Em toda a sequência se intercalam camadas de derrames andesíticos e brechas tufáceas. 38 Na zona de estudo, nas montanhas denominadas Pucajasa e Chihuamarca (aproximadamente 10 a 15 km, a leste de Mollebamba) se têm os afloramentos de maior espessura deste grupo, estimados em 700 a 800 m. O Grupo Tacaza repousa em discordância angular sobre as rochas sedimentares da Formação Ferrobamba do Cretaceo Médio, próximo do povoado Utupara, e está coberto por tufos e lavas do Grupo Barroso do Mioceno. A falta de informações e datações nas rochas vulcânicas deste Grupo não permite assinalar uma idade precisa. Entretanto, por repousar sobre a Formação Ferrobamba do Cretáceo Superior e estar por baixo da Formação Maure (Mio- Plioceno), se admite uma idade Oligocênica. Datação coletada na montanha Ampatajo, de lava andesítica (14 km a oeste de Antabamba) fornece uma idade de 27,16 ± 2,76 Ma pelo método K/Ar (ROCHA e AMARAL, 1976), equivalente ao Oligoceno superior (PECHO,1981). 4.2.2.2. Grupo Barroso (Npl- Ba/ Land) Este grupo é constituído por rochas vulcânicas, principalmente por lavas e rochas piroclásticas de natureza andesítica, traquítica e traquiandesítica, com espessura de 200 m (Figuras 4.1 e 4.4). Os trabalhos de Pecho (1981) diferenciam os membros: Vulcânico Nalmanya com lavas, na base, e vulcânico Vilcarani composto pelos tufos para o topo (Figura 4.3). Estes tufos apresentam cor cinza chumbo, composição ácida, granulação fina, e com a lupa se observam cristais de plagioclásio, quartzo, biotita. Por vezes mostram-se alterados, com tom pardo avermelhado por oxidação dos minerais ferromagnesianos. Acima ocorrem derrames de lava dacítica e andesítica pouco expressivos em espessura. Estas sequências se apreciam ligeiramente deformadas com pequenas ondulações com ângulos de mergulho muito baixos a sub- horizontais, sendo a idade da deformação atribuída ao Mioceno. 4.2.2.3. Depósitos Glaciais Estes constituem os depósitos formados diretamente pelo gelo ou indiretamente, através das correntes originadas pelo degelo. Dada a cercania destas 39 morenas e as nevadas, se presume que os retrocessos destes glaciares devem corresponder aos últimos períodos de deglaciação com correntes aquosas ao produzir-se nos altos platôs e em forma de mantos que cobrem as rochas. As morenas se constituem em depósitos geralmente de areias e argilas, em menor proporção conglomerados, em forma de pequenas colinas alongadas, ou meia-lua quando são frontais. No mapa geológico (Fig. 4.1 e 5.2) são apresentadas sob o nome de cobertura são apresentadas sob o nome Coberturas, cuntamente com a unidade Depósitos Aluvionares e Fluvio-Glaciais. 4.2.2.4. Depósitos Aluvionares e Flúvio-glaciais Os depósitos aluviais são constituídos por cascalho, areia e outros elementos arredondados e angulosos, dentro de matriz areno-argilosa. Apresentam estratificação variada, e, em geral, se acunham entre camadas de areias e argilas. A espessura desta unidade é estimada em desde alguns metros até 150 metros. Apresentam-se nos leitos de drenagens antigas e recentes e nas encostas de vales, formando respectivamente terraços e cones aluviais. Alguns terraços se encontram a mais de 150 metros sobre o nível dos leitos atuais, como consequência do soerguimento recente dos Andes e o rejuvenescimento dos rios que esculpiram profundos vales em forma de “V”. Na zona de estudo se apresentam em grandes antiplanícies e fornecem pastos naturais. 4.2.2.5. Rochas Intrusivas do Batólito de Abancay Eoceno médio Regionalmente foi denominado por Perello et al. (2003) como Batólito de Andahuaylas-Yauri ocorrendo ao longo de 300 km. Na área de trabalho é denominado de unidade plutônica Batólito de Abancay, intrudido na bacia sedimentar do Cretaceo Inferior a Médio (Figura 4.1). O Batólito de Abancay na área de estudo é representado por três corpos maiores de granodiorito e tonalito (Figura 4.6b), localizados na zona central da área, a oeste do río Mollebamba e a leste da Quebrada Jajantía setor Cocorpiña. Na zona de estudo ocorrem pequenos stocks de diorito que conformam o último estágio da intrusão do batólito (Figura 4.1), localmente associadas com 40 mineralização estilo pórfiro. As intrusões da etapa intermediária são cinza claro, de granulação média a grossa, texturas ligeiramente porfiríticas a equigranulares e mineralogicamente são constituídos por anfibólio > biotita, como as fases ferromagnesianas dominantes. Estas intrusões estão distribuídas na zona central da área de estudo e constituem intrusões concomitantes durante o alojamento do batólito no Eoceno Médio a Oligoceno Inferior, e geram auréolas de contato dentro das rochas encaixantes que são extremamente irregulares em forma, tamanho e composição. Nas rochas calcárias, os skarns apresentam granada (Fm. Ferrobamba correlacionável com a Fm. Arcurquina) e nas formações mesozóicas de fácies mais pelíticas, são encontrados hornfels de biotita e piroxênio (SANCHEZ, 1995). A idade do batólito é assinada pela relação estratigráfica regional e dados geocronológicos. O batólito intrude, na sua maioria, estratos marinhos e continentais mesozóicos. Várias datações K-Ar reportadas por Carlier et al. (1996), e Perelló et al. (2003), confirmam uma idade Eoceno médio a Oligoceno Inferior (48 – 32 Ma). Os dados geocronológicos apoiam a ideia de Bonhomme e Carlier (1990) defendendo uma classificação de idade entre os 48 e 43 Ma para o agrupamento de rochas intrusivas consideradas dentro da etapa inicial e uma idade entre os 40 e 32 Ma para as rochas de composição intermediária caracterizada por tonalito e dioritos para uma segunda etapa de intrusão. Também se sugere que existiu um tempo considerável entre a superposição de intrusões Máficas antigas e mais félsicas do grupo mais jovem. 4.2.2.6. Rochas Subvulcânicas (Dioritos) Estas rochas afloram em forma e dimensão muito variada, intrudindo indistintamente os corpos plutônicos. Assim se têm cartografadas pequenas apófises e stocks de forma irregular que são os que predominam, bem como diques e soleiras. As rochas hipoabissais estão representadas na sua maioria (80%) por andesitos e dacitos e, em porcentagens menores, por microdioritos, microgranitos, monzogranitos, adamelitos e também quartzo-latitos e latitos afaníticos (Figura 4.1). 41 Ao sudeste da localidade de Mollebamba sobre o morro Huamahuiri, ao longo de 25 km da Falha Mollebamba, com um comprimento de 4 a 6 km tem-se colocado um corpo hipoabissal de natureza subvulcânica classificado como um andesito porfirítico associado a uma inversão tectônica, intrudindo as rochas sedimentares (Figura 4.1). Os corpos subvulcânicos têm originado uma ampla zona de metamorfismo de contato. Não obstante, no setor Cocorpiña (Figura 4.1), onde a Falha Pisco controla a ascensão de um pórfiro dacítico de tons cinza claro, granulação média, com cristais de quartzo subhedral, alongado segundo a direção NE, o qual intrude um diorito de granulação fina a média. Ao sudeste do povoado Mollebamba os arenitos da Formação Labra são intrudidos por um corpo granodiorítico alongado em su eixo maior N-S, associado a um corpo subvulcânico andesítico com mineralizações de tipo pórfiro do cobre (ver item 5.2.4). 4.2.2.7. Intrusões Indiferenciadas Estas intrusões ocorrem o longo da zona leste e parte média da zona central. localmente observados nos setores de trabalho (item 5.2), como no setor Santo Domingo, onde ocorrem diques andesíticos asociados a um regime de distenção na direção N45°W (Figura 4.1) que cortam as sequências finais do Grupo Barroso, pelo que lhes atribuimos ao Mioceno Superior. Neste setor tais diques cortam mineralizações pré-existentes (de idade desconhecida) alojadas no Grupo Barroso, marcando assim uma das fases magmáticas mais jovens da região. 42 Figura 4.6 Unidades litoestratigráficas no setor Sabaino. A) ao longo da linha da cume na margem dereita do río Antabamba se apreciam sequências de arenitos bem estratificados da Formação Soraya, mergulhando para sudoeste, que por sua vez são intrudidas pelo granodiorito do Batólito de Abancay do Oligoceno Inferior (B). 43 CAPITULO V GEOLOGIA ESTRUTURAL A configuração estrutural da área é marcada por estruturas dúcteis, representadas por sistemas de dobras, e rúpteis, caracterizadas por expressivos sistemas de falhas (Figura 5.1 e 5.2). As dobras ocorrem em escala quilométrica e são bem identificadas em mapa através das atitudes dos planos de estratificação primária. Algumas falhas se estendem por mais de 30 km, por vezes associadas a deslocamentos quilométricos dos estratos sedimentares. Os sistemas de falha têm grande importância posto que estão relacionadas com as mineralizações de Cu-Au, que ocorrem na área. Por isso, foram selecionadas cinco localidades com ocorrência desses depósitos para caracterização geométrica e cinemática das falhas associadas. Corrrespondem aos setores Chama, Huaychulo, Cocorpiña, Mollebamba e Santo Domingo para os quais são descritos os principais sistemas de falha, enfatizando-se aqueles relacionados ao controle da mineralização (Figura 5.2). Nesse capítulo são apresentadas as principais estruturas da área, em seguida são descritos os cinco setores, fazendo-se uma análise da geometria e cinemática dos sistemas de falhas e, finalmente, são comparados os controles estruturais das mineralizações dos referidos setores. 5.1. Estruturas As principais estruturas que se destacam na área são: Anticlinal Chapi Chapi, Sinclinal Huillullu (ao Sul do Anticlinal Chapi Chapi), Falha Mollebamba, Falha Matara e falhas menores antitéticas nos setores em mensão (Figura 5.1 e 5.2). São identificados dois sistemas de dobramentos, que geraram dobras de escala quilométrica. O primeiro observa-se nas porções Norte e Central da área, sendo caracterizado por apresentar plano axial vertical N-S indicando encurtamento E-W. O segundo evidenciado na porção central representado pelo Anticlinal Chapi Chapi e Sinclinal Cerro Huillullu com planos axiais subverticais na direção WNW e linhas de charneira com caimento suave para SE (Figura 5.2). No presente trabalho serão denominados de Sistemas NS e Chapi Chapi. 44 Figura 5.1. Imagem satélite, mostrando os principais elementos estruturais da área de estudo: Falha Mollebamba, Falha Matara, Anticlinal Chapi Chapi, Sinclinal Huillullu. 45 5.1.1. Sistemas de Dobras Os sistemas de dobras podem ser facilmente identificados através da variação das atitudes dos planos de estratificação primária, conforme pode ser visto na figura 5.2. A área de estudo é caracterizada por sequências sedimentares jurássicas-cretácicas sobrepostas discordantemente por rochas vulcânicas dos Grupos Tacaza (Oligoceno) e Barroso (Mioceno). As rochas cretácicas mostram grande variação de seus planos de estratificação primária definindo dobras de diversas escalas. Entretanto, apesar de também terem sido dobradas, é evidente que as sequências vulcânicas mostram-se menos deformadas, caracterizando uma discordância angular com as rochas sedimentares. O Sistema de Dobras NS mostra-se bem desenvovido na porção entre Saibano e Cocorpiña, onde ocorrem diversas sucessões de antifomas e sinformas afetando claramente as rochas cretácicas. Essas dobras possuem eixos com caimentos sub- horizontais, planos axiais verticais, com direções que variam de N30W a N10E, exibindo comprimentos de onda em torno de 1 km. A norte de Haychulo (Figura 5.2), são observadas três dobras que apresentam planos axiais N5E a N10. Os flancos apresentam direções NNE com mergulhos de 20º a 50º, para NW ou SE. As rochas dos Grupos Tacaza e Barroso, não devem ter sido afetadas por este dobramento pois, como pode ser observado na estrutura antiformal mais a Leste, as rochas do Grupo Tacaza exibem mergulho suave (10- 12°) e constante para ENE, enquanto as camadas cretácicas adjacentes definem a antiforma. A norte e a nordeste de Huaquirca as dobras associadas a esse sistema exibem planos axiais de direção N10W a N30W, com flancos de direção NW mergulhando em tono de 20º a 35º para SW ou NE. A orientação indica encurtamento principal EW, sugerindo que resultam de esforços compressivos nessa direção, que seria o esperado para a convergência da Placa de Nasca contra a Placa Sulamericana. 46 Figura 5.2. Mapa Geológico indicando as principais estruturas e área de estudo, a localização dos setores estudados (retângulos) e os pontos do levantamento geológico. 47 O Sistema de Dobramentos Chapi Chapi é representado principalmente por duas grandes dobras que ocorrem na porção central da área, apresentando planos axiais NNW e eixos com caimentos suaves para ESE. A dobra situada mais a norte corresponde ao Anticlinal Chapi Chapi, definido por uma sucessão de antiformas e sinformas caracterizando assim um anticlinório. O flanco norte apresenta direção preferencial N60W e localmente ocorrem mergulhos de até 60º, sendo que o mergulho preferencial deste flanco se situa entre 30º e 40º para NE. O flanco sul possui direção preferencial N70W, com mergulhos mais suaves, em torno de 20º para SW. Na porção Leste, próximo à zona de charneira e seguindo o alinhamento do córrego Colcabamba, o flanco sul encontra-se cortado por falha com direção aproximadamente paralela ao plano axial com mergulho íngreme para SW, causando uma separação com abatimento do bloco SW (Fig. 5.3). A dobra situada mais a sul é uma sinclinal, aqui denominada de Sinclinal Cerro Huillullu, que compartilha o flanco norte com o Anticlinal Chapi Chapi. O flanco sul possui direção preferencial N40W a N60W, com mergulhos em torno de 30° a 40° para NE. As medidas dos planos de acamamento lançados em estereograma revelam que a atitude do eixo do sinclinal é 110/10. O flanco sul é truncado pela falha Mollebamba, de direção NNW e carater sinistral. A orientação das falhas que cortam as dobras do sistema Chapi Chapi, subparalela ao plano axial, sugere que devem ser contemporâneas ao dobramento. A orientação das dobras e associação com a falha sinistral sugere campo de esforços com Sigma 1 horizontal de direção WSW, Sigma 2 vertical e Sigma 3 NNW, horizontal. A seção geológica ilustrada na figura 5.3 mostra bem essas dobras do sistema Chapi Chapi e suas relações com as falhas. Na Anticlinal Chapi Chapi nota- se que as unidades mesozoicas (Formação, Soraya, Mara e Ferrobamba) desenham a estrutura com mergulhos dos planos de acamamento em torno de 20º NE no flanco sudoeste e de aproximadamente 40° NE no flanco nordeste. É interessante notar que as rochas da sequência cenozoica também definem a estrutura antiformal, porém, exibindo mergulhos mais suaves. 48 Figura 5.3 Seção geológica transversal A-B (Localização no mapa da Fig. 5.2) Mostrando o estilo do dobramento na zona central e a relação entre as camadas do cretáceo em discordância angular com as formações vulcânicas do Mioceno Fonte (Este trabalho). 49 Indicando que a deposição destas rochas ocorreu nos estágios tardíos dobramento do Cretáceo Médio, marcando assim uma discordância angular com as unidades mesozoicas. A relação entre os dois sistemas de dobras é indicada pelo comportamento das dobras do sistema NS nas proximidades da Falha Mollebamba. À NE da localidade de Mollebamba observa-se que as dobras do sistema NS têm os traços axiais rotacionados, passando da direção NNW para NW. Assim, interpreta-se que o Sistema NS é mais antigo que o Sistema Chapi Chapi. 5.1.2. Falhas Maiores Na área são identificadas várias falhas de expressão em mapa (Figura 5.1), dentre as quais se destacam: Falha Mollebamba, Falha Matara, Falha Huamancharpa. A Falha Matara é truncada na sua extremidade oeste por um corpo de diorito relacionado ao Batólito de Abancay (Figura 4.1). Das três estruturas, a Falha Mollebamba é a mais destacada e que apresenta rejeito mais expressivo (Figura 5.2). 5.1.2.1. Falha Mollebamba Essa falha é identificada pelo truncamento das camadas visto em mapa (Figura 5.2), por feições lineares vistas em imagens (Figura 5.1) e por observações diretas em afloramentos. É uma falha que se estende por mais de 45 km, desde a parte oeste até o extremo SE da área. Ao longo de seu traçado são encontrados alguns afloramentos com exposição do plano de falha, mas por vezes se encontra coberta por unidades litológicas recentes. A Falha Mollebamba possui orientação preferencial WNW com mergulhos íngremes para SW, chegando a ser quase vertical, e as estrias observadas são predominantemente subhorizontais. Desloca os estratos das rochas sedimentares, colocando o topo da Fm. Gramadal em contato com as o topo da Fm. Mara (Figura 5.2). Em função desse deslocamento e das estrias sub-horizontais essa falha é interpretada como essencialmente sinistral (PECHO, 1981). Na porção oeste da área a Falha Mollebamba tem atitude N60W/75SW e a partir da localidade de Mollebamba assume atitude N70W/75SW. O traço da falha e 50 os deslocamentos dos estratos são expressivos nas rochas cretácicas, porém na sequência oligocênica (porção Leste da área), são fracamente representados. Dessa forma, entende-se que trata-se de uma falha já estabelecida no Cretáceo que foi reativada no período oligocênico. As rochas do Grupo Barroso, parecem não ter sido afetadas pelo movimento da falha indicando que não foi reativada desde o Mioceno. Ao longo da falha, foram caracterizados dois setores (Mollebamba e Santo Domingo, Figura 5.2). Localmente foi elaborada a análise de paleoesforços, que será melhor abordada no capítulo 5.2.5, onde a direção e movimento das falhas menores têm sido relacionados com a direção geral do traço da falha Mollebamba. Adicionalmente, nas proximidades da Falha Mollebamba ocorrem falhas menores (Figura 5.4) que podem representar as componentes R1 e R2 do sistema de Riedel (RIEDEL, 1929). Por exemplo, na localidade de Mollebamba se registram falhas com atitude de N70E/65SE, de caráter sinistral que afetam os folhelhos com atitude de N40E/35SE da Formação Chuquibambilla, estas podem corresponder às falhas sintéticas (R1). No setor Calcauso se registram falhas menores, comparando à Falha Mollebamba, de atitudes N20E/45SE, que podem ser interpretadas como as falhas antitéticas (R2) (Figura 5.5). Figura 5.4. Calcários em Camadas da Formação Chuquibambilla deformadas, localizadas sobre o traço da falha Mollebamba, na localidade de Mollebamba. A atitude dos planos da falha são N60E/45NW e N70E/50NW, com estrias 30° normal sinistral. 51 No setor Santo Domingo, a falha Mollebamba WNW se intercepta com a falha Huamancharpa (de direção NW), a oeste de Cerro Runa Runa, formando um ângulo de 50º (Figura 5.2). Além disso, ocorrem nesse setor um conjunto de fraturas/falhas, de direção N45E e mergulhos íngremes, às quais associa-se um enxame de veios mineralizados. Como será descrito em maior detalhe na seção 5.2.5, esse conjunto de fraturas apresenta geometria e cinemática compatível com fraturas de extensão relacionadas ao sistema Mollebamba. Conforme discutido adiante (item 5.2.4), pode- se inferir que essas estruturas foram geradas em decorrência de cisalhamento transcorrente sinistral. A movimentação da Falha Mollebamba foi definida nos trabalhos de Pecho (1981) que analisou a geometría das estruturas e as relações estratigráficas determinando de seu movimento lateral sinistral e a magnitude de seu deslocamento em 8 a 10 km. Tomou-se como base os contatos da unidades cretácicas, já que em ambos os blocos desta falha mostram-se nitidamente deslocadas (Figura 5.2). O que sugere que o primeiro movimento com deslocamento sinistral foi pré Oligoceno (Figura 5.2). Analisando-se o mapa se nota o deslocamento da base da Formação Soraya, ao longo da Falha Mollebamba (Figura 5.2) indicando separação sinistral em torno de 15 km. Tendo em vista que a atitude das estrias medidas ao longo da zona de falha Mollebamba é de baixo ângulo, pode-se assumir que o rejeito total deva ser aproximadamente igual à separação. Figura 5.5. Orientações de planos de falhas, que podem ocorrer associados à zona de Falha Mollebamba, considerado-se vetores compressivos ao modelo de Riedel (1929). 52 Nosso estudo, conforme apresentado na seção 5.1.1, indica que a deformação que gerou essas falhas também foi responsável pela formação do Sistema de Dobras Chapi Chapi, associado à compressão WNW-ENE, com eixos de direção da orogenia Andina. 5.1.2.2. Falha Matara Foi identificada na porção Noroeste da zona de estudo e se estende por aproximadamente 18 km atravessando o Río Antabamba, projetando-se para NE sobre a Qda. Sajuara e Qda Llavin (Figura 5.1 e 5.2). O traço da falha afeta arenitos da Formação Soraya, Mara e calcários do Ferrobamba Figura (5.2). A falha Matara apresenta orientação ENE, com atitude geral N70°E/75°SE, a relação espacial segundo o paralelismo da orientação geométrica da falha Matara e a falha Mollebamba sugere que pode interpretar-se a cinemática como um evento com uma movimentação concomitante. 5.1.2.3. Falha Huamancharpa Esta estrutura situa-se no setor de Santo Domingo, onde se realizou a coleta dos dados, e se estende ao longo da Qda. homônima (Figura 5.2). A falha Huamancharpa foi identificada por Candiotti (1985), apresenta extensão aproximada de 5 km com direção preferencial de N40W e mergulhos variando de 60 a 70 para SW. A orientação e cinemática dessa falha foi observada ao longo de seu traço: i) N45W/50SW com estrias 30º para NW, destral normal e ii) N50W/70SW com estrias de 20 NW, destral normal (item 5.2.5) com orientação geral apresentada com a atitude N40W/70SW, associado a uma componente de movimentação principal destral. 5.1.3. Falhas Menores Na área ocorrem falhas menores denominadas também de secundarias, em relação ao modelo cinemático (Figura 5.27), cuja orientação apresenta similitude com o principal sistema da Falhas da direção NW. 53 5.1.3.1. Falha Huayruruni Encontra-se na zona central de estudo em Cerro Huarango (Figura 5.6). Sanchez (1995) propõe um deslocamento de tipo reverso que põe em contato os arenitos e folhelhos da Formação Mara em contato com os calcários da Formação Ferrobamba (Figura 5.2). Tem atitude geral N60W/70SW com vergência para NE, associado a uma componente sinistral. A terminação NE dessa falha se dá em um o corpo intrusivo alongado NE-SW. 5.1.3.2. Falha Pisco A falha Pisco se localiza na porção meridional no setor Cocorpiña (Figura 5.12) com uma extensão de 1500 m. e tem atitude geral de N30E/75SE. Esta falha e estudada em relação a uma intrusão dioritica. Ao longo do traço da falha Pisco se coletou 10 medidas com indicação de estrias marcando a movimentação sinistral (Figura 5.12). Embora sua orientação corresponda a uma falha tipo antitética (R2) para o sistema Mollebamba, a cinemática sinistral é incompatível com tal interpretação. Possivelmente está relacionada a uma outra fase de deformação. 5.2. Detalhamento Estrutural de Áreas Mineralizadas Selecionadas As ocorrências de mineralizações nos depósitos Chama, Cocorpina, Huaychulo, Santo Domingo, Mollebamba mostram a relação espacial e temporal com corpos graníticos isolados que correspondem ao Batólito de Abancay (Figura 5.2). Evidenciam-se estruturas tipo dobras e falhas mesoscópicas. A deformação nos setores é heterogênea caracterizada por zonas lineares de ocorrência de falhas, que se alternam com porções menos deformadas. O presente item trata de análise geométrico/cinemática da região onde ocorrem as mineralizações de tipo metassomatismo de contato e do tipo filoneanas. Além dos dados obtidos pelo autor (Figura 2.2) do presente trabalho são incluídos também dados modificados sobre a base de trabalhos anteriores Bravo (1985), Abril (2000); Carpio (1997) (Figura 5.2). 54 Procurou-se enfatizar o problema sob o ângulo das configurações geométricas do sistema, representando uma entidade estrutural definida por lineamentos de diferentes idades, trends, densidades e intensidades que controlam os depósitos auríferos, e que definem um padrão estrutural particular. Estes dados foram utilizados e interpretados em conjunto com as informações litológicas e estratigráficas para a definição dos sistemas estruturais propostos. Com base nas relações estruturais e mineralizações, foi coletado um total de 119 medidas de planos de falhas principais e menores (Anexo I), assim como as estrias (em superfície), nos cinco setores de trabalho (Figura 2.2). Estas áreas foram selecionadas por apresentar boas exposições e facilidade de acesso. Além disso, são locais de ocorrência de depósitos minerais, cuja importância fomenta a realização de levantamentos geológicos mais detalhados. As idades relativas das estruturas, em cada setor, foram estabelecidas a partir dos estudos de Benavides-Cáceres (1999). Para isto as estruturas foram separadas em três grupos em função de seus lineamentos e sua relação temporal com a mineralização em: pré-mineralização, sin- mineralização e pós-mineralização em relação a os critérios de (ROBERT e POULSEN, 2001). 5.2.1. Setor Chama O setor Chama se situa na porção central da área de estudo (Figura 5.2), O mapeamento de Sanchez (1995) se restringe a zona norte do mapa geológico (Figura 5.6), tomando em conta os litotipos, mas não apresenta relações de integração da geologia estrutural. Por estas razões, foi modificado por trabalhos de mapeamento geológico completando o mapeamento da área mostrado na Figura 5.6, modificado por Mamani (2013). A área é conformada por arenitos das Formações Soraya e Mara, ambos do Cretáceo Inferior, sotopostos em concordância à Formação Ferrobamba composta por calcários do Cretáceo Médio, Além disso, identifica-se uma intrusão tonalítica com seu eixo maior na direção N45ºE e seu eixo menor N45ºW (Figura 5.6). O conjunto é discordantemente sobreposto pelas rochas vulcânicas do Grupo Tacaza que apresentam acamamento com mergulhos suaves. 55 Do ponto de vista estrutural, o setor Chama se localiza no flanco Norte do Anticlinal de Chapi Chapi, tendo como principais estruturas os sistemas de falhas Huayruruni NW e Cullimayoc ENE (Figura 5.6). Outro conjunto de falha situa-se na borda E do contato entre o tonalito e a Fm. Ferrobamba, sendo importante por controlar a mineralização. A Falha Huayruruni, identificada no morro Huarango põe em contato os arenitos da Formação Mara com os calcários da Formação Ferrobamba evidenciando uma falha inversa subvertical com vergência para NE (Figura 5.6). Esta apresenta atitude preferencial N45W/75SW, com movimento reverso, cortando a intrusão tonalítica, levantando os calcários da formação Mara acima dos 4600 m. A outra falha identificada nesse setor é denominada de falha Cullimayoc, possui atitude preferencial N75E/65SE, de caráter cinemático destral evidenciado pelas observações de campo (Figura 5.6). As rochas sedimentares são concordantes e a atitude da direção preferencial das camadas dos calcários é de N60E/25NW no morro Chicoronte. Próximo ao contato com o corpo de tonalito exibem mergulhos mais íngremes. No setor Chama, as estruturas com preenchimento hidrotermal se encontram em dois pontos, denominados cerros Japutane e Toronto (Figura 5.6). As principais estruturas mineralizadas ocorrem próximo à zona de intersecção das Falhas Cullimayoc e Huayruruni, 1 km a leste do morro Toronto e associam-se a corpo silicificado com conteúdo de ferro, denominado Annie. Este veio se desenvolveu ao longo do contato falhado, na borda W do tonalito, se estendendo por um comprimento de 750 m. Os veios Tentadora e Juliana localizados na porção central do corpo silicificado Annie, apresentam direção N50 a 60E e mergulhos de 70 a 85 ao SE. As espessuras dos veios têm fortes variações de 0.10 m a 2.50 m. Do ponto de vista econômico, essa mineralização dos skarn Chama (Fe-Cu-Au) apresentam recurso indicado de 250,000 TM com 2.5 g/t Au e 0.38% Cu. No setor Chama os planos de falhas dos sistemas NW-SE se encontram cortados por falhas N75E relacionadas ao sistema de falha Cullimayoc (Figura 5.6), direcionando deslocamentos E-W indicando movimento destral, com indicadores cinemáticos tipo lúnulas de compressão e recristalização de calcita nos planos de falha. 56 Figura 5.6. Geología do projeto Chama retirado de Sanchez (1995), Modificado por este trabalho. 57 Figura 5.7. Seção transversal ao depósito de skarn Chama, Fonte: Modificado de Sanchez, 1995. O estudo de detalhamento das falhas buscou caracterizar o sistema de falhas sin-mineralização, que ocorre ao longo do contato SW da intrusão tonalítica, e a Zona de Falha Huayruruni. Para tal, a partir de falhas mesoscópicas de superfície, ao longo da falha que controla as ocorrências de mineralização (contato SW do tonalito) foram coletadas 16 medidas representativas do sistema sin- mineralização NE. Para a falha Huayruruni (Figura 5.7) coletou-se sobre a zona central do traço da falha 12 medidas de falhas e respectivas estrias, representativas deste sistema NW (Figura 5.6). 58 Figura 5.8. Vista olhando para NE. Observa-se o corpo central mineralizado Annie, seguindo direção NE-SW, ao longo do contato tonalito e a Formação Ferrobamba ocorre argilização. As falhas que controlam as mineralizações (Figura 5.8), correspondem a um sistema de direção NE com atitude preferencial de N30°E/65°SE e são relacionadas com estágio sin-mineralização (ROBERT e POULSEN, 2001). O corpo de tonalito faz parte da suíte intrusiva do Batólito de Abancay e gerou mineralizações do tipo metassomatismo de contato (PALACIOS,1995) formando skarn de Fe-(Cu-Au-Ag), com ascensão hidrotermal com mineralizações associadas com falhas (Figura 5.9) que se encontram nas cotas de 4700 m (SANCHEZ,1995). Figura 5.9 Observando ao Sul. Afloramento de tonalito afetado pela falha contemporânea com quarzo nos planos de a) N30W/45SE cortado por b) N30E/60SE Fonte:Este trabalho. 59 Figura 5.10 Projeção estereográfica de 16 medidas da falha do sistema NE, sin-mineralização, com indicação dos eixos principais de paleotensão σ1, σ2 e σ3; dados plotados estão listados na tabela do Anexo 1. Rede equiárea, hemisfério inferior. As estrias apresentam predominância de alta obliquidade e os indicadores cinemáticos evidenciam movimentação reversa. A análise de paleotensores para essas falhas indica atitude subvertical para σ3 (253°/71°) e subhorizontal para σ2 (026°/12°) e σ1 (119°/13°), definindo um sistema contracional com compressão principal na direção WNW-ESE, com o caráter predominantemente reverso, com pequena componente sinistral (Fig. 5.10). Considerando-se o conhecimento tectônico regional e que o corpo tonalítico deve corresponder ao segundo estágio de intrusão do Batólito de Abancay (40 a 32 Ma., PERELLO et al., 2003), é provável que esse sistema compressivo obtido para as falhas sin-mineralização seja correlacionável à fase compressiva Incaica III (30 Ma – 27 Ma) (ver Fig. 5.28). 60 Figura 5.11. Projeção estereográfica do sistema de falhas Huayruruni NW Pós-mineralização, com indicação eixos de esforço σ1, σ2 e σ3. Número de falhas plotadas: 12. Rede equiárea no hemisfério inferior. Para o sistema de Falhas Huayruruni as medidas obtidas na porção central do traço de falha (pontos indicados na Figura 5.6) evidenciam direção preferencial N40°W e mergulhos que variam de 60 a 70 dominantemente para SW, em geral com estrias com obliquidade maior que 45 (Figura 5.11). A análise de paleotensores para essas falhas fornece σ3 sub-vertical (344°/75°), e σ2 (164°/14°) e σ1 (074°/horizontal) sub-horizontais marcando uma movimentação essencialmente reversa com vergência para NE, acompanhada de pequena componente sinistral. Os resultados obtidos para o sistema Falhas Huayruruni corroboraram a interpretação de Bravo (1985) que, com base no deslocamento das unidades estratigráficas, interpretou essa falha como reversa. 61 5.2.2. Setor Cocorpiña A área do setor Cocorpiña se encontra na parte meridional da zona de estudo (Figura 5.2), entre os Cerros Pisco Orjo e Tajra, apresenta lineamentos de direção transversal NE. No mapa foram aproveitados os dados de Abril (2000) relacionados com a porção central da área, além disso, nosso trabalho através do mapeamento geológico completa a geologia da zona norte. O substrato é conformado por calcários da Formação Ferrobamba, com camadas de atitude N40W/20NE, intrudidos pelo diorito de caráter porfirítico, localmente sobrepostos por coberturas sedimentares recentes. A intrusão do corpo diorítico provavelmente aproveitou antigas zonas de fraqueza. Posteriormente ocorreu a intrusão do dacito porfirítico que produziu uma auréola de alteração à qual se associa a mineralização de cobre disseminado (Figura 5.12). A principal estrutura da área é a falha Pisco com direção preferencial de N45E e mergulhos que variam de 60 a 65 para SE. Apresenta extensão de 1000 m (Figura 5.12), cortando o stock diorítico e controla na porção central desse corpo uma rocha hipoabissal que corresponde ao dacito porfirítico. Trata-se de um dacíto de tom cinza escuro, textura porfirítica de grão médio com 60% de plagioclásio de 2-4 mm, 2% de turmalina de 2-3 mm, 10% de quartzo anhedral a subhedral de 2-3 mm, 10% de hornblenda, 5% de biotita e 20% grãos de piroxênio de 2 mm. Associado a esse dacito ocorre uma alteração fílica (quartzo-sericita), com presença de vênulas de quartzo 3-5 mm tipo stockwork, dentro