Die Goldlagerstätten der nördlichen Cordillera Real/Bolivien und ihr geologischer Rahmen

Abstract

Die historische Gold-Bergbauregion der nördlichen Cordillera Real liegt in der bolivianischen Ostkordillere 100 bis 200 km N von La Paz/Boli vien. Die dort auftretenden verschiedenen Typen von Goldl agerstätten wurden mit ihrem Rahmen geologisch-lagerstättenkundl ich untersucht. Die Cordillera Real wird von über 10 000 m mächtigen, marinen, klastischen Sedimenten des Altpaläozoikums (Ordovizium bis Devon) aufgebaut, in die in mehreren Phasen große Granitkörper intrudieten. Lokal treten diskordant überlagernde kretazisch-känozoische, kontinentale Sedimente auf. Am N- und NE-Rand der Cordillera Real sind vorwiegend ordovizische Serien aufgeschlossen. Die ältesten datierbaren, überwiegend politischen Gesteinsabfolgen der Capinota Formation gehören, durch eine umfangreiche Graptofauna belegt, zum mittleren Ordovizium (Llanvirn). Im Caradoc (Amutara Formation) sind stratiforme Kieserze lokal in Verbindung mit geringmächtigen Vulkaniten verbreitet, die hier erstmals auf submarin-exhalative Aktivitäten im oberen Ordovizium der bolivianischen Ostkordillere hinweisen. Si lurisch-devonische Sedimentserien sind hauptsächlich im W-Teil des Gebietes, im Tal des Rio San Cristobal, aufgeschlossen. Die altpaläozoischen Serien wurden im Zuge der varistischen Orogenese zu großräumigen NNW- SSE streik chenden Strukturen gefaltet und schwach regional metamorph (Grünschieferfazies) überprägt. Krustenverdikkung im Zuge der Gebirgsbildung führte zu Anatexis in tieferen Stockwerken und zur Intrusion synorogener Kalifeldspat-Granite (Zongo-Yani-Grani t) . Während die Intrusion noch synorogen erfolgte, entwickelte sich deren 2000-3000 m mächtige Kontaktaureole unter statischen Bedingungen. Die Intrusion fällt also in die letzte Faltungsphase. In der ausgedehnten Kontaktaureole sind die für politische Gesteine charakteristischen metamorphen Fazieszonen mit einer Chiastolit-Chlori toid-Chlorit-Biotit-Zone, einer Cordierit-Andalusit-Chloritoid-Biotit-Zone und einer Sillimanit-Kal ifeldspat-Zone ausgebildet. Die große Mächtigkeit der kontaktmetamorphen Aureole wie auch das spärliche Auftreten von begleitenden Ganggesteinen sprechen für die Intrusion eines überhitzten Magmas in "mesozonalem" Niveau. Obertriassisch (postorogen) intrudierten die heute gipfeibildenden Granite der Hochkordillere in höherem Krustenniveau mit einem entsprechend geringmächtig ausgebildeten Kontakthof. Petrographisch und geochemisch unterscheiden sich die synorogenen von den postorogenen Granitoiden deutlich. Vor allem die synorogenen Granite zeigen ausgeprägte S-Typ Charakteristika. Trotz ihrer hohen geochemischen Spezialisierung sind mit ihnen jedoch - im Gegensatz zu den obertriassischen Granitoiden - keine nennenswerten Sn-W-Mineralisationen verbunden. Bis zur Oberkreide war das varistische Gebirge intensiver Erosion ausgesetzt. Im Coniac leitete typis scher kalkalkaliner , andesitischer Vulkanismus (bei Sorata) den Beginn der andinen Orogenese ein. Blocktektonik mit der Anlage von Horst- und Grabenstrukturen war hier bestimmend. Schwache Regionalmetamorphose, Faltung und Schieferung der andinen Phase bleiben auf lokale Bereiche beschränkt. Im bearbeiteten Gebiet treten drei verschiedene Typen von Goldlagerstätten auf: (i.) stratiforme Kieserzlager des oberen Ordoviziums. Diese führen As-haltigen Pyrit, Magnetkies, wenig Bleiglanz, Zinkblende und Kupferkies sowie in Spuren (bis in den ppm-Bereich) Gold. (ii.) Gold-Quarz-Gangmineralisationen (sog. Mantos). Dort liegen neben Quarz wenig Chlorit, Albit, Pyrit, Arsenkies, Magnetkies, Scheel it, Bleiglanz, Zinkblende und gediegen Gold vor. Mikrothermometrische Untersuchungen sprechen für Bildungsbedingungen der Gold-Quarze im Bereich 320 °C und 450 °C und 1.8 bis 2.7 kb. Die mineralisierenden Wässer waren vorwiegend NaCl -bestimmte Lösungen mit Salinitäten bis zu 30£ NaCl Äquivalent. Die Gold-Quarz-Gänge werden als metamorphe Mobilisate eines primär vorhandenen Au-Stoffbestandes (stratiforme Sulfiderze) interpretiert. (iii .) Goldseifenvorkommen verschiedener känozoischer Alter. Berg- und Seifengold wurde petrographisch und geochemisch untersucht. Es unterscheidet sich hier in seinen Ag- und Cu-Gehalten nicht signifikant. Ag ist jeweils mit 4,8 Gew.%, Cu mit 0,05 Gew.% in natürliehern Gold vertreten. Daneben treten in Seifen künstliche Goldlegierungen auf, die sich in ihrer Zusammensetzung klar von den natürlichen absetzen. Die Genese des Seifengoldes ist allein durch Erosion und mechanischen Flußtransport aus den Gängen nicht hinreichend abzuleiten. Es werden Beobachtungen aufgezeigt, die für eine sekundäre Goldanreicherung in Seifenvorkommen sprechen. Vor allem die Goldgehalte der stratiformen Sulfiderze stehen hierfür als Gold-Potential zur Verfügung. Erodiertes Berggold und die Sulfiderze werden beide als Schwerminerale in Seifen angereichert, in denen sich durch die Oxidation der Sulfide lokal Bedingungen einstellen können, unter welchen Gold chemisch gelöst und - möglicherweise nur über kurze Distanz - transportiert werden kann. Vergleichbar mit der Edel metal 1Konzentration in Hutzonen von Sulfiderzkörpern, kann also eine sekundäre Goldanreicherung im exogenen Kreislauf auch im Sediment stattfinden.

The geologital tontext and etonomits of several different types of gold deposits in the historital mining distritt of the northern Cordillera Real, situated 100-200 km N of La Paz/Bolivia, were studied. The Cordillera Real is built up by over 10 000 m of marine Paleozoit sediments (Ordovitian-Devonian) which were intruded by large granitic bodies during different magmatic epoches. Locally, continental sediments of Cretaceous to Cenocoic age overlie the Paleozoic sequence. The oldest dated sediments are Llanvirnian dark shales, as shown by extensive graptofauna. In the Caradocian, stratiform sulfide layers locally conected with minor volcanites indicate submarine-exhalati ve activities in the Upper Ordovician of the Cordillera Real. During the Variscan orogeny, the Lower Paleozoic sequnce was folded into large NNW-SSE structures and affected by low grade regional metamorphism. During the last phase of this tectonic cycle large synorogenie intrusions of alkali-feldspar granites (granite of Zongo-Yani) caused contact metamorphic aureoles of 2000-3000 m thickness. This metamorphism developed under static conditions. Three zones of the typical metamorphic paragenesis of pelitic rocks are developed around the pluton: chiastolite-chloritoide-chlorite-biotite, cordiertite-andalusite-biotite, and sillimanite-k-feldspar. The wide thermic influence as well as the scarce appearance of magmatic dykes points to the intrusion of superheated magma in "mesozonal” level. The Upper Triassic postorogenic granitoids of the high Cordillera intruded in higher crustal level. Petrographical ly and geochemically, the two types of granitoid differ significantly. The synorogenic magmatites usually show typical features of S-type. In spite of their high geochemical specialization and in contrast to the Upper Triassic magmatites, they are not associated with significant Sn-W-mineralizations. During the Mesozoic (untill Upper Cretaceous) the variscan mountain chain was exposed to extensive erosion. Typical andesitic calkalkaline volcanism (near Sorata) of Coniacian age initiates the Andean orogenie cycle, during which blockfaulting and tectonical structures such as horsts and graben dominated. Slight regional metamorphism and folding of this tectonic cycle are restricted to small areas only. There are three different types of gold deposits in the northern Cordillera Real: (i.) Stratiform sulfide layers of the Upper Ordovician which contain (As-) pyrite, pirrotite, minor galena, sphalerite, chalcopyrite and traces of gold (up to the ppm-range). (ii.) Gold quartz veins (mantos) with quartz, minor chlorite, albite, pyrite, arsenopyrite, pyrrotite, scheelite, galena, sphalerite, and native gold. Microthermometric data point to the formation of the veins at 320°-450°C and 1.8-2.7 kb. The mineralizing fluids were mainly NaCI dominated (up to 30 % weight NaCI equivalent). The gold quartz veins are interpreted as metamorphic mobilizations of the stratiform auriferous sulfide layers (protore). (iii.) Gold placers of various Cenozoic ages. Vein and placer gold were studied petrographical ly and geochemically. The Ag and Cu contents of the two groups (ii. and iii.) do not differ significantly (4.8 % Ag and 0.05 % Cu respectively). However, the Ag and Cu content of artificial Au-Ag-Cu alloys found in placers were different. Mechanical erosion of the gold quartz veins cannot solely explain the derivation of placer gold. Various observations point to a secondary enrichement of gold. The stratiform sulfides are a potential source of gold. Both eroded particles of native gold and sulfide minerals are concentrated as heavy minerals in placers. Due to the oxidation of the sulfides, the local chemical milieu may favor the chemical disolution and transport of gold. The secondary enrichement of gold may be of comparable importance in the sedimentary environment as is the well-known enrichment of precious metals in gossans.