Presented at the Chilean Geological Congress, Concepción, Chile, 2003. Published in the proceedings of the congress.

GOLD AND COPPER DISSEMINATION IN THE IGNEOUS-VOLCANIC SALDAÑA FORMATION, NATAGAIMA, TOLIMA, COLOMBIA,

AND EXTENSION OF THE MINERAL PROVINCE IN THE ANDEAN CORDILLERA

LOBO-GUERRERO SANZ, A., M.Sc., Min.Ex., Ph.D. Candidate

Economic Geology Research Institute, University of the Witwatersrand Private Bag 3, PO WITS, 2050, Johannesburg, South Africa; ageo@iname.com KEY-WORDS: Andes, Colombia, copper, disseminated sulfides, gold, hydrothermal alteration, Jurassic, mineral deposits, mineral exploration, Saldaña Formation, South America

EXTENDED ABSTRACT Jurassic hypabissal and volcanic rocks of the Saldaña Formation, that outcrop west of the Magdalena River in the border of Tolima and Huila departments, constitute one of the

best large-tonnage disseminated Au and Cu exploration targets in the Andes of Colom-bia, South America. Saldaña rocks formed in an aulacogen that extends along the Andes from Venezuela into Argentina. Mineraliza-tion is known throughout and conforms a continent-wide metallogenic province. The Natagaima region is located in a small isolated stretch of the Colombian Central Cordillera, between Saldaña and Magdalena rivers, as shown on Fig. 1. The Saldaña For-mation is a complex vulcano-sedimentary se-quence of faulted blocks, composed by tuffs, agglomerates, lava flows, shallow marine and continental sedimentary rocks, and small por-phyritic bodies [92,94,40,71,72,42,47,30,27, 28,29,46,88,81,145,144,9,10,33,36,75,85,86,95,127,139,87 and 68]. The size of andesitic to dacitic porphyritic bodies seldom exceeds 4km2, as seen on Fig. 2. Most of the outcrops of intrusive rocks are apophysis of larger bo-dies, too small to map at 1:100,000 scale. A few of the mappable bodies are shown on quadrangles E-7 and E-8 of Fig. 2, as well as on H-3 and H-5 [66 and 68]. They are composed by well-formed plagioclase phenocrystals up to a few centimeters long

that occur in a gray-green aphanitic matrix. Petrographically, their composition varies from plagioclase phenocrystals up to a few centimeters long that occur in a gray-green aphanitic matrix. Petrographically, their composition varies from tonalite to granodiorite and quartzmonzonite, some grade into diorite and basalt; a few intrusives have been found to be syenitic. Detailed chemical and petrographic studies have not been carried out. Most textures are subvolcanic. Numerous augite phenocrystals and abundant amygdules filled by chalcedony, calcite, chlorite, epidote, zeolites and native copper are evident in the matrix. Several types of mineralization are known in the region, including world-class gold placers [174, 149,40,47,78,63,68,69], gold-rich quartz veins, as well as silver, copper, barite, fluorite, antimo-ny, iron and gypsum deposits that have been exploited at small scale since pre-Columbian times [64,134,149,49,16,18,19,42,27,78,37,60 and 63]. The region has significant potential for the exploration of various mineral deposit types such as: high and low sulfidation epithermal gold and copper [4,14,21,48,114,59,64,2,3,120,134,138,58,92,94,149,112,42,27,66,68,70 and 69], gold porphyry, copper porphyry [94,12,56,46,130,131,66,8,63,44 and 70], sediment-hosted gold (so-called Carlin type) [133,135,136,137,138,84,70 and 69], iron oxide-copper-gold-REE [52,2, 3,98,134,137,138,74,65 and 70], as well as exotic copper accumulations. The Saldaña Formation was deposited in an aborted rift basin overlying Triassic continental red beds and a carbonate platform. Jurassic subduction produced magmatism and vulcanism. Creta-

TABLE 1 GENERALIZED LITHOLOGIC UNITS OF THE NATAGAIMA AREA

(TOLIMA, CENTRAL CORDILLERA, COLOMBIA) WITH ENVIRONMENT AND ASSOCIATED MINERAL DEPOSITS

UNIT NAME

AGE LITHOLOGY/ ENVIRONMENT

RELATED INTRUSIVES

MINERALIZATION

Volcaniclastic deposits

Q Continental clastic and volcanic deposits

Not exposed Au placers, exotic Cu

Honda

Formation

T

Continental shales, siltstones, sandstones, mudflows and volcanic ash

T porphyritic

stocks

Gypsum veinlets, exotic Cu

Cretaceous to Tertiary

sedimentary sequence

K-T

Marine to continental siliciclastics: conglomerates, sandstones, shales, limestones

None known

Au placers, Paleoplacers (Gualanday Fm.) Exotic Cu

Saldaña

Formation

J

Continental volcanic rocks, sediments, shallow marine deposits, lava flows

J stocks,

batholiths, dikes + sills

Low+high sulf. Epithermal Au veins; low sulfidation Au disseminations in stockworks; Au+Cu porphyries, Fe oxide-Cu-Au, Sediment-hosted Au, gypsum veins

Payandé Formation

J-TR Limestones, sandstones and shales

None known Sediment-hosted Au; Cu skarn Au veins + skarn, Replacement deposits

Luisa

Formation

TR

Continental red beds: conglomerates, sandstones and shales, (evaporites)

Mafic small bodies

Sediment hosted Au, Manto type Pb-Zn, evaporites, Sediment-hosted Cu, Sabkhas

Tierradentro Gneiss & Granulites

PE High grade metamorphic rocks (granulites and gneisses)

Pz stocks

Shear zones with Au, Mesothermal Au

NOTE: Main terms are underlined ceous and Tertiary sediments were deposited on top. Mineral deposits are the result of Jurassic, porphyritic forced intrusions that were emplaced along weak zones of the tuffs and other units of the Saldaña Formation. Table 1 presents main rock units of the greater Tolima province along with known and potential gold-copper mineralization. General geometry of the Colombian Permian to Jurassic intra-continental rift is shown on Fig. 3. Known Triassic to Jurassic age mineral districts are shown by pentagons. Note the large alluvial fans that conform the Triassic red beds. In the region covered by this study, the Saldaña Formation extends for 1200 km2; evidence of fertile intrusive rocks, hydrothermal alteration and mineralization occur throughout [69]. Fig. 2 is a simpli-fied geological map of the Natagaima area. Stars show prospects and mineralized occurences evaluated by the author. 15,400 hectares within that region have high potential to host dissemina-

ted gold associated with the upper portion of copper-gold porphyry systems. The study area amounts to about one third of the total known outcrops of the Saldaña Formation in the Colombian Andes [86 and 68]. Jurassic regional tectonics is not well documented, but seems to have been governed by the dis-tensional rifting events that occur throughout the western margin of South America [94,8,71,72, 22,88,81,20,82,74,36,57 and 65]. As seen on Fig 3, extensional faults that run parallel to the main branches of the aulacogen offered sites for fluid migration and mineral deposition. Many NNE-SSW trending faults in Fig. 2 seem to have been normal syn-rift faults; they later rotated clockwise. Initially most of the NNW-SSE trending faults had normal displacement, but currently show strike slip movement to accommodate for sinistral shearing. Circular structures are not uncommon. Current structural regimes in the area are compressive; thrusting has overprinted earlier tectonics.

Abundant sub-vertical high and low sulfidation veins are mineralized with various sulfides, and copper, silver and gold minerals [64,58,120,134,149,42, and 68]. Gold and copper disseminated mineralization has also been detected in stockworks, breccioid quartz veins, individual porphy-ritic bodies and well-packed breccias found along the contact between intrusive and volcanic rocks. Fig. 4 shows typical field settings, where mineralized veins, stockworks and hydrothermal breccias mingle with small porphyritic bodies. Ocassional diatremes occur throughout. A large portion of the Saldaña Formation is covered by secondary copper minerals and epidote. Primary copper mineralization is generally associated with local intense sericitization and

silicification (The highest hill on Fig. 4 is strongly silicified). Repetitive intrusions have produced overprinting of hydrothermal alteration and mineralization. Numerous gossans with high contents of free gold have been mapped. At least 22 zones of interest with potential large-tonnage gold and copper mineralization have been identified to date. Some of them are indicated on Fig. 2. As partially shown on that map, most occurrences are strongly linked to fracture zones. Few of the abovementioned mineralizations have been studied in detail, mapped or explored under modern techniques. Old, small-scale miners were only interested in gold deposits that carried more than 6gAu/t and placers over 5gAu/m3. No disseminated deposits were even sampled before the 1990’s. In the author’s experience, this part of Colombia has an excellent potential for the exploration of large-tonnage gold and copper disseminations that could be operated economically [63,70 and 69]. The geological environment that generated the Saldaña Formation and its associated Au and Cu mineralization extends thoughout the Colombian Andes from Guajira to Putumayo [31,33,65,67, 75,85,86,87,100,105,108,110,111,112,139,140,142,147,148 and 48, Barrero et al, 1972; Cediel et al 1980; Dickey, 1941] (See Fig. 3), and furthermore along the Andean Cordillera, from Venezuela to Argentina [1,15,50,54,55,77,79,96,97,118 and 119]. Examples of geological units that correlate with the Saldaña Formation have been described by many authors through all the Andean Cordillera; Table 2 lists some relevant articles. World-class deposits such as El Silencio [48, 14, 63 and 21] and others in Remedios [4,59 and 114], Antioquia; Angostura, Santander [45]; Serranía de San Lucas, Bolívar (in Colombia, see Fig. 3) [63], Nambija [49] and San Carlos [62,44], Serranía del Cóndor (in Ecuador), and (in Peru) [107], Cerro Vanguardia, Patagonia (in Argentina) [121,129 and 151] all occur in correlatives of the Saldaña Formation and fall within a similar age span in the continent-wide metallogenic province. The Serranía de Perijá (that spans between Colombia and Venezuela) contains numerous, under-explored gold and copper deposits associated to Jurassic events [17,31,60,98,108,109,111,128,143,147 and 148]. As indicated on Fig. 3, part of this province extends into the Mexican terranes of Guerrero and Oaxaca.

TABLE 2 SOME REFERENCES ON ANDEAN CORRELATIVES OF THE SALDAÑA FORMATION

COUNTRY REFERENCES Ecuador 5, 41, 44, 49 and 62

Peru 6, 11, 13, 23, 24, 25, 26, 53, 61, 76, 91, 102, 104 and 146 Bolivia Alarcón 1996, Angulo 1996, Avila 1991, Avila 1993, Delgado 1996, Riccardi

1995, Sempere 1995, Sempere 2002Chile 32, 34, 35, 38, 43, 51, 89, 90, 97, 101, 113, 122, 123, 141 and 150

Argentina 32, 103, 115, 116, 117, 132, 151, 152 and 153

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