Modeling of the large Miocene epithermal and porphyry gold deposits of the Cauca Metallogenic Belt of Colombia using Monte Carlo simulations

Modelado de los grandes depósitos Miocenos de tipo epitermal y pórfido de oro del Cinturón Metalogénico del Cauca de Colombia usando simulaciones Monte Carlo

El Cinturón Metalogénico del Cauca (CMC) es un área interandina ubicada a lo largo de la zona de falla Cauca-Romeral de Colombia. El CMC está compuesto por un grupo de doce depósitos magmático-hidrotermal de Au-Ag-Cu del Mioceno Tardío, ubicados entre la Cordillera Occidental y Central de Colombia. Además de ser una región ampliamente desarrollada en exploración y explotación mineral, con dotaciones de Au conocidas de más de 1700 toneladas, el CMC representa un laboratorio metalogenético excepcional para modelar mineralizaciones de tipo andino a partir de una fuente calco-alcalina con altas razones de Sr/Y. A pesar que los procesos de eficiencia en depósitos magmático-hidrotermal han sido ampliamente estudiados con un enfoque geoquímico, como el transporte de iones y halógenos, la fugacidad de oxígeno y el contenido de azufre, entre otros, la cuantificación y modelado de estos procesos de eficiencia han sido debatidos actualmente. A través de múltiples iteraciones usando simulaciones de Monte Carlo (N>2 millones), modelamos reservorios que corresponden a la corteza superior del CMC. Nuestros resultados aplicando un alto flujo de magma dacítico de 0.007 km³/año y eficiencias entre 1-2%, mostraron que las dotaciones modeladas de oro corresponden fuertemente a las cantidades de Au reportadas de los depósitos magmático-hidrotermal del CMC. Con dicho modelado se pueden obtener dotaciones de Au de hasta 1000 toneladas para reservorios inferiores de 400 km³ de magma hidratado en breves intervalos de mineralización entre 40 y 120 ka, mientras que se obtienen volúmenes de 400 a 800 km³ con un periodo de mineralización entre 120 a 200 ka. Por el contrario, los reservorios modelados para la corteza inferior y media del CMC, a través de un flujo de magma basáltico calco-alcalino entre 0,0007 y 0,0011 km³/año, una eficiencia de ~0,7% y presiones menores a 5 kbar, mostraron suficiente contenido de H₂O soluble y oro disponible para alimentar los reservorios en la corteza superior del CMC, o para generar depósitos de oro a partir de ellos, pero en intervalos de tiempo más largos (> 1 Ma).

Introducción

Colombia tiene la historia más extendida de producción y explotación de oro en Suramérica, que se remonta desde la orfebrería precolombina hasta la extracción de yacimientos de pórfidos y epitermales de oro y plata en la actualidad (Martinón-Torres & Uribe-Villegas, 2017; Scott & Seeley, 1983). A pesar de que Colombia se ubica como el vigésimo productor de oro a nivel mundial, con 46,3 toneladas de oro extraídas en 2019 (GoldHub, 2020), las reservas probadas superan los 50 Au Moz (Celada et al., 2016).