Reconocimiento geológico del área El Espíritu, Distrito Minero de Zimapán, estado de Hidalgo, México. (parte I)
Por: Corona-Esquivel, Rodolfo1, Sanchez-Loyo, Ubaldo.2
Resumen
El distrito minero de Zimapán está localizado en el extremo noroccidental del estado de Hidalgo, en la parte central de México. Desde tiempos coloniales se ha extraído una gran cantidad de mineral de plata, oro, plomo y zinc. Fisiográficamente, se halla en el borde occidental de la provincia de la Sierra Madre Oriental. Geológicamente, se desarrolló en la cuenca de Zimapán donde sobre un basamento cratónico de rocas del Proterozoico y Paleozoico fueron depositadas rocas sedimentarias carbonatadas interestratificadas con capas y lentes de pedernal así como con sedimentos terrígemos. Durante la orogenia Laramide, las fuerzas compresivas, actuando de SW a NE, deformaron estos estratos de manera tal que constituyen parte del Cinturón Mexicano de Pliegues y Cabalgaduras. En su conjunto, los pliegues de la cuenca de Zimapán constituyen el anticlinorio de El Piñón, de rumbo general NW-SE.
Hace unos 40 Ma, llegó a su fin la orogenia Laramide al alcanzar la placa en subducción su distancia máxima hacia el NE. Al cesar los esfuerzos compresivos sobrevino un período de distensión al que se ha llamado “orogenia del Terciario medio”. Los esfuerzos distensivos permitieron el ascenso de cuerpos de magma a lo largo de fallas NW-SE limitados por fallas NE-SW, el patrón heredado de la orogenia Laramide. Posteriormente, tales cuerpos magmáticos fueron segmentados por fallas de rumbo E-W, activadas en episodios sucesivos a lo largo de la Zona de fractura México, que es un brazo con ese rumbo de un punto triple del sistema de placas tectónicas de la costa del Pacífico.
En la mina de El Carrizal, la composición de los cuerpos intrusivos es latítica y monzonítica con un rango de edades por el método K-Ar de 40.8 a 43.6 Ma, con la presencia de rocas como los lamprófidos, que implican niveles de procedencia en el manto bastante profundos y con un alto contenido en volátiles, como el flúor y el cloro, lo que ha sido corroborado por estudios de inclusiones fluidas que han mostrado temperaturas de homogeneización y salinidades extremadamente elevadas. Tales condiciones de los fluidos mencionados facultaron que hayan sido mineralizantes muy efectivos a través de las varias etapas de su evolución, en las que las variaciones en presión, temperatura y composición acondicionaron la remoción, transporte y precipitación de los metales propios de cada uno de los diversos tipos de depósitos minerales presentes en el distrito. Así mismo, tales condiciones permitirían que las fuentes hayan sido variables, tanto el manto profundo, que proporcionaría la plata y el oro, siderófilos, que acompañan al hierro en las cercanías del núcleo, como del plomo y zinc, así como de elementos moderadamente siderófilos como molibdeno y tungsteno, a los que se debe agregar el vanadio, descubierto en este distrito, que deben provenir principalmente del basamento cratónico.
Por lo que atañe al levantamiento geológico minero, en él fueron detectadas siete zonas favorables por contener estructuras mineralizadas, tales como diques y vetas. En virtud de que la zona de oxidación no se considera actualmente como favorable para la explotación minera en gran escala, es recomendable que la prospección se realice mediante perforación suficientemente profunda para alcanzar la zona de sulfuros.
Abstract
The Zimapán mining district is located in the northwestern end of the state of Hidalgo, in central Mexico. A large amount of silver, gold, lead and zinc ore has been extracted from it since colonial times. Physiographically, it is located on the western edge of the province of the Sierra Madre Oriental. Geologically, the district developed in the Zimapán basin where carbonate sedimentary rocks interstratified with thin layers and lenses of chert, as well as strata of terrigenous sediments were deposited above a cratonic base of Proterozoic and Paleozoic rocks. During the Laramide orogeny, the compressive forces, acting from SW to NE, deformed these strata in such a way that they form part of the Mexican Belt of Folds and Thrusts. As a whole, the individual folds of the Zimapán basin constitute the anticlinorium of El Piñón, which has a NWSE general strike.
About 40 Ma ago, the Laramide orogeny came to an end when the subducting plate reached its maximum distance to the NE. A period of distension ensued when the compressive efforts ceased, which has been called the “Mid-Tertiary orogeny.” Tensional stresses allowed the rise of magma bodies that emplaced along NW-SE faults been bounded by NE-SW faults, the inherited pattern of the Laramide orogeny. Lately, such magmatic bodies were segmented by E-W faults of the Mexico Fracture Zone, which is an arm, with that strike, of a triple point of the tectonic plate system of the Pacific coast.
In the El Carrizal mine, the intrusive bodies are latitic and monzonitic in composition having a range of ages, by the K-Ar method, from 40.8 to 43.6 Ma, with the presence of unusual rocks such as lamprophyres, which imply quite deep levels of provenance in the mantle and with a high content of volatiles, such as fluorine and chlorine, which has been corroborated by fluid-inclusion studies that have shown extremely high both homogenization temperatures and salinities. Such conditions of the magmatic fluids enabled them to have been very effective as mineralizing agents through the several stages of their evolution, in which the variations in pressure, temperature and composition conditioned the removal, transport and precipitation of the metals of each one of the various types of mineral deposits present in the district. Also, such conditions would allow the metal sources to be variable, being the deep mantle, which would provide silver and gold as strong siderophile elements that accompany iron in the vicinity of the core, as well as the crust, which would afford lead and zinc, and also moderately siderophile elements. such as molybdenum and tungsten, to which must be added vanadium, which was discovered in this district, elements mainly derived from the cratonic basement.
Regarding the geological mining survey, seven favorable areas were detected in the El Espíritu property because of having mineralized structures, such as dikes and veins. As the oxidation zone is not currently considered suitable for large-scale mining, it is recommended that the exploration be carried out by drilling deep enough to reach the sulfide zone.
Introducción
Exposición de motivos
La zona mineralizada de El Espíritu se halla dentro del Distrito Minero de Zimapán (Figura 1) y es de interés por la presencia de yacimientos minerales, además de que existen evidencias de mineralización favorables para la localización de otros cuerpos de mineral hasta ahora no descubiertos. A diferencia de otras zonas mineralizadas, como Lomo de Toro, Las Ánimas, El Monte y El Carrizal, entre otras, la zona de El Espíritu ha sido poco estudiada.
Objetivo
El propósito principal del presente estudio fue definir la litología y la estructura del Cerro de los Lirios, en donde se ubican los denuncios de la Compañía Minera El Espíritu, así como localizar evidencias de mineral en superficie para programar nuevos blancos de exploración e incrementar las reservas de mineral que ya se tienen, de manera tal que se pueda garantizar el suministro continuo y oportuno de materia prima, tomando en cuenta los planes de expansión de la empresa, la cual ha dado ya los primeros pasos para ampliar su capacidad de producción.
Método de trabajo
Para el registro de los datos de campo se utilizó un GPS Garmin Vista y una brújula tipo Brunton. Como mapa base para la integración de los datos, se usó el mapa topográfico proporcionado por la Minera El Espíritu, de fecha 15 de mayo de 2010, elaborado por Emilio Muñoz, el cual se ajustó a la escala de 1:4,000. Sobre dicho mapa se cartografiaron datos de evidencias de mineralización, obras antiguas, litología y estructura.
Los trabajos de campo realizados permitieron descubrir diez obras antiguas, de las cuales no se tiene información de la época en que se trabajaron. También, se localizaron evidencias de áreas mineralizadas que no se conocían. Así mismo, fueron reconocidas obras tales como El Rosario y la Chimenea Espíritu 2, las cuales fueron explotadas anteriormente.
Una vez levantados los datos de campo, fueron vertidos en el mapa base y se hizo el trazado de secciones perpendiculares a las estructuras mineralizadas, a escala tanto horizontal como vertical de 1:4,000 con la finalidad de relacionar los datos de superficie con los de la mina y tener elementos suficientes para interpretar las estructuras mineralizadas. Después de haber conocido las características estructurales, guías de mineralización y origen del yacimiento, fueron seleccionados los blancos de exploración, los cuales se detallan al final de este estudio y se incluyen en el mapa geológico y secciones de la mina.
Estudios previos
El distrito minero de Zimapán ha sido explotado desde la época colonial. En 1801, el destacado mineralogista Andrés Manuel del Río (1764-1849), quien había egresado de la afamada Escuela de Minas de Friburgo (Freiberg), en Alemania, descubrió, en el laboratorio del Real Seminario de Minería en la Ciudad de México, el elemento posteriormente llamado vanadio en un mineral al que él denominó “plomo pardo de Zimapán” o “zimapanio”, la actual vanadinita, Pb5(VO4)3Cl, procedente de la mina La Purísima, de El Cardonal. Del Río pidió a su antiguo condiscípulo en Friburgo, el barón Alexander von Humboldt, que llevase muestras de tal mineral a Europa a efecto de que su descubrimiento fuera reconocido en el mundo de la ciencia. Infortunadamente, el científico que hizo los análisis químicos concluyó erróneamente que el mineral no contenía un elemento nuevo sino al cromo, que había sido descubierto hacía poco tiempo. Sin embargo, actualmente a Del Río se le ha acreditado el descubrimiento tanto del elemento vanadio como del mineral vanadinita.
Dentro de los estudios realizados en la región podemos mencionar a los de carácter estratigráfico o tectònico regional, tales como los efectuados por Wilson et al. (1955), Bodenlos (1956 a,b), Segerstrom (1956, 1961 y 1962), Ward (1979), Carrillo Martínez (1982, 1989 y 1997), Carrillo-Martínez y Suter (1982), Carrillo-Martínez et al. (2001) y Fitz-Dìaz (2012), entre otros.
Respecto de los estudios geológico-mineros, destacan los realizados por Simons y Mapes (1956 y 1957), Faz (1978), García (1982), Navarro-Barrera (1982), Morín Martínez y García (1986), García y Querol (1991), Consejo de Recursos Minerales (1992), Corona-Esquivel y Carrillo-Martínez (1997), Barrios-Rodríguez et al. (1996), SGM (1997), Guzmán-Soto et al. (1998), Villaseñor-Cabral et al. (2000), SolanaLópez (2008) y Mancera-Rosas (2009 y 2010). Un informe técnico extenso con información puesta al día fue presentado por Bui y De Wit.
Localización y acceso
La región comprendida entre el banco calcáreo de El Doctor y la plataforma Valles San Luis Potosí ha sido denominada Cuenca de Zimapán (Figura 2).
Fisiográficamente, dicha región queda ubicada dentro de la Sierra Madre Oriental, cerca de su límite con la Mesa Central, en el estado de Hidalgo. El acceso a las diferentes zonas mineralizadas del Distrito Minero de Zimapán se realiza a través de caminos de terracería que parten de la ciudad de Zimapán.
La topografía es accidentada y su geología está constituida por capas de caliza y de caliza arcillosa del Cretácico sumamente plegadas y cortadas por diques félsicos, a los que se debe el efecto mineralizante.
Antecedentes históricos
El distrito minero de Zimapán está localizado en el extremo noroccidental del estado de Hidalgo. Su acceso se efectúa a partir de Zimapán a través de caminos de terracería. Es notable por su riqueza en oro, plata, plomo y zinc. Se conoce desde el año 1632, cuando el indígena Lorenzo Labra descubrió la mina Lomo de Toro. Desde 1801, el distrito Zimapán cobró fama mundial con el descubrimiento, hecho por Andrés Manuel del Río, del elemento vanadio en el mineral llamado “plomo pardo de Zimapán”, la actual vanadinita, Pb5(VO4)3Cl.
Marco geológico regional
Regionalmente, afloran rocas sedimentarias marinas y continentales, así como rocas ígneas intrusivas y extrusivas cuyas edades van del Jurásico al Cuaternario y están representadas por las Formaciones Las Trancas, El Doctor, Soyatal y Las Espinas, así como por derrames de basalto, aluvión y depósitos de talud.
En el área de estudio, las rocas más antiguas expuestas corresponden a la Formación Las Trancas, del Jurásico Superior-Cretácico Inferior (Segerstrom, 1962; Carrillo Martínez y Suter, 1982). Aquí, esta formación consiste en una caliza arcillosa de estratificación delgada con intercalaciones escasas de lutita laminar.
Cerro de los Lirios en la barranca de Tolimán. En ella predominan capas gruesas y masivas de caliza de plataforma pertenecientes a la Formación El Doctor (El Abra).
En aparente concordancia, sobreyace a la formación Las Trancas una secuencia de capas de caliza de la Formación El Doctor. Esta última muestra tanto una estratificación delgada como masiva (Carrillo-Martínez y Suter, 1982) y contiene capas, lentes y nódulos de pedernal negro, que en las inmediaciones de los cuerpos mineralizados pueden cambiar a color gris claro; en ella están emplazados preferentemente los yacimientos minerales.
A la unidad anterior le sobreyace concordantemente una secuencia de capas de lutita interestratificada con estratos de caliza de la Formación Soyatal, del Cretácico Superior. Las rocas están cubiertas discordantemente por el conglomerado rojo del Grupo El Morro, del Terciario temprano, al que, a su vez, en concordancia le sobreyacen rocas volcánicas de la Formación Las Espinas, del Mioceno (Simons y Mapes, 1956 y 1957; Carrasco et al., 2009). Tanto la secuencia mesozoica como, en menor medida, el Grupo El Morro, están intrusionados por troncos y diques de composición intermedia a félsica con textura porfídica y afanítica.
Fotografía 2. Cañada del Río Tolimán. Pliegues de tipo chevrón en capas de 8 a 12 cm de espesor de caliza gris con intercalaciones de capas delgadas y lentes de
pedernal negro pertenecientes a la Formación El Doctor (Fm. Tamaulipas).
Los yacimientos minerales de la región se localizan, en su mayoría, en o cerca de los contactos entre los intrusivos y las calizas de la Formación El Doctor. La estructura en la que se encuentra la mina El Espíritu forma parte del anticlinorio de El Piñón. Esta estructura, de acuerdo con Carrillo-Martínez y Suter (1982), tiene una anchura de 11 km y se extiende, en el cañón del Río Moctezuma, sobre el área comprendida entre la mina La Negra y el rancho de Las Moras, estando delimitada por los sinclinales de Maconí, en el surponiente, y de El Aguacate, en el norponiente. EI flanco suroccidental está formado por una serie de pliegues de tipo chevrón. (Fotografías 1, 2 y 3).
El Cerro de los Lirios conforma un terreno sumamente accidentado, el cual está constituido principalmente por capas de caliza pertenecientes a la Formación El Doctor y por cuerpos intrusivos de dimensiones reducidas. Dichas rocas están plegadas y cortadas por diques. En la superficie se presentan evidencias de mineralización representadas por óxidos de hierro. La zona forma parte del flanco sur-occidental del denominado anticlinorio El Piñón.
Tanto la charnela como los flancos del anticlinorio consisten en varios anticlinales y sinclinales internos; empero, el plegamiento es disarmónico. La parte superior de la Formación Las Trancas sirvió como nivel de despegue para los pliegues observados en las Formaciones El Doctor y Soyatal (Fotografía 4). La parte mas baja de la Formación Las Trancas que aflora en el cañón del Río Moctezuma, está en posición subhorizontal (Carrillo-Martínez y Suter, 1982).
Geología del área de los denuncios de minera El Espíritu
El área que comprende los denuncios de la compañía “Minera El Espíritu” se localiza a 13.5 km al N35ºW de la población de Zimapán, Hgo. Cubre una superficie polígonal de 440 Ha, cuyas coordenadas son las siguientes:
- límite nororiental: X: 453438, Y: 2304127
- límite central parte norte: X:452413, Y: 2304127, y X: 452446, Y: 2304023
- límite noroccidental: X: 451118, Y: 2303561
- límite suroccidental: X: 451118, Y: 2302007
- límite suroriental: X: 453438, Y: 2302007
Esta área comprende, casi en su totalidad, al Cerro de los Lirios. Su mayor altitud es de 2,350 msnm, y la cota de menor elevación se encuentra en el límite norte hacia el Río Moctezuma con 1,350 msnm. (Figura 3).
Fotografía 7. Vista panorámica, viendo al sur, que muestra la litología compleja del
Cerro de los Lirios.
El acceso a partir de Zimapán se efectúa a través de un camino de terracería que comunica a la barranca de Tolimán (El Carrizal), y continúa por el arroyo de Tolimán hasta el rancho de San Cristóbal, en donde se toma la desviación a la izquierda, la que conduce a la mina El Espíritu. El recorrido total desde Zimapán a la mina es de 27 km.
El área de la mina El Espíritu está conformada por una estructura geológica compleja, fuertemente plegada, que se encuentra enclavada en el flanco suroccidental del anticlinorio El Piñón. Tal estructura está constituida principalmente por pliegues recostados y capas de caliza inclinadas entre 25º y 50º al SW (Fotografías 5 y 6).
Hacia la parte inferior, cerca de los límites de los denuncios, quedan expuestos sedimentos calcáreo-arcillosos y vulcano-sedimentarios correspondientes a la Formación Las Trancas, del Jurásico Superior – Cretácico Inferior (Segerstrom, 1962).
En el área de los denuncios, la columna estratigráfica es aproximadamente de 1,200 m y está constituída por las diferentes facies de caliza de cuenca, talud y plataforma, correspondientes a la Formación El Doctor, del Aptiano-Cenomaniano (125 a 93 Ma). Cabe hacer mención que en cuanto a la nomenclatura estratigráfica de la región se ha utilizado también los nombres de Formación Tamaulipas para la facies de cuenca, Formación Tamabra para la facies de talud, y El Doctor y/o El Abra para la facies de plataforma (borde interior) del banco calcáreo de El Doctor (Carrillo-Martínez y Suter, 1982).
de la mina El Carrizal.
En el flanco escarpado de la parte norte del Cerro de los Lirios (Fotografía 7), se puede diferenciar en forma general, de la base a la cima, tres paquetes de rocas: El primero, de unos 400 m de espesor, está constituido por una alternancia de capas de 8 a 12 cm de espesor de caliza de color gris a gris oscuro, a veces carbonosa, con intercalaciones aisladas de capas y lentes de pedernal y horizontes arcillosos. El segundo, de aproximadamente 300 m de espesor, lo forman capas gruesas de 0.80 m a más de 3 m de espesor de caliza de color gris. El tercero, hacia la parte superior del Cerro de los Lirios, de aproximadamente 150 m de espesor, consiste en caliza masiva de color gris claro.
La secuencia sedimentaria marina antes descrita está intrusionada por rocas de composición andesítica a dacítica de las cuales, a la fecha, han sido reconocidos siete afloramientos de forma irregular con diámetros entre los 25 y los 50 m (Figura 3). Además, queda expuesta una serie de diques y diquestratos de composición principalmente intermedia, todos ellos con orientación NW-SE, longitud reconocida entre los 250 m y 2 km y espesores entre 0.60 m y 3 m (Figura 3 y Fotografía 8).
La estructura, litología y mineralización en el área de El Espíritu es muy semejante a la expuesta en las zonas mineralizadas de El Carrizal, Las Ánimas y El Monte (Fotografías 9 y 10).
Descripción de las zonas con mayores manifestaciones de mineralización
Dentro del área explorada, fueron reconocidas siete zonas que muestran una mayor abundancia de mineral, todas ellas con una orientación general NW-SE. Descritas de NE a SW son las siguientes:
Zona I. Dique de La Ventana No. 6 de la CFE. Tiene una longitud aproximada de 350 m y una anchura de 100 m (Figura 3). Dentro de ella se encuentran las estaciones SE-12 a SE-15 con valores no económicos (Ag < 34 g/t, Pb < 0.25% y Zn < 0.2%). Con anterioridad, en esta zona se programó los sondeos para verificar las anomalías geofísicas del levantamiento realizado por el entonces Consejo de Recursos Minerales, actual Servicio Geológico Mexicano (Guzmán-Soto et al., 1998).
Zona II. Enjambre de diques. Esta zona tiene una longitud de 420 m y una anchura de 120 m. Presenta sulfuros de Ag, Pb y Zn de ley alta (Ag = 314 g/t; Pb = 6.8% y Zn = 3.43%) en sitios que se encuentran por lo general al alto de los diques. Dentro de esta zona se localiza la brecha mineralizada denominada El Malacate (véase la Figura 3). Se programó con anterioridad sondeos para verificar las vetillas de sulfuros de Ag, Pb y Zn asociadas a los diques mencionados.
de óxidos de hierro.
Zona III. Chimenea El Espíritu 2. Tiene una longitud de 440 m y una anchura de 200 m. En esta zona se localiza la evidencia de mineral más promisoria de toda el área, que es la brecha con óxidos de hierro denominada Espíritu 2, así como una serie de vetas de óxidos de hierro y horizontes de óxidos de hierro, calcita y cuarzo interestratificados con las calizas. En estas estructuras se habían desarrollado varias obras antiguas, las cuales condujeron al descubrimiento del cuerpo principal de sulfuros de Ag, Pb y Zn, El Espíritu (véase Figura 3). En esta zona se recomienda la exploración a diamante desde el interior de la mina.
Zona IV. El Rosario. Tiene una longitud de 480 m y una anchura de 150 m. En ella se localiza una de las obras explotadas preferentemente en épocas anteriores, habiéndose extraído un cuerpo de óxidos de hierro concordante a la estratificación de la caliza. La obra realizada tiene aproximadamente 20 m de longitud, una anchura de 15 m y unos 2.50 m de altura (Fotografía 11). Aquí se programó las estaciones de perforación Esp-09, Esp-10 y Esp-11, y de cada estación se programó dos sondeos: el A con rumbo N45ºE y 60º de inclinación al NE, y el B que es vertical (Véanse mapa y secciones de la Fig. 3).
A rumbo de la estratificación de las calizas hacia el NW y estratigraficamente 10 m bajo el cuerpo principal, se localizó otros dos cuerpos de óxidos de hierro, denominados El Rosario 2 y El Rosario 3 (Véase la Figura 3). En esta zona se programó los sondeos de exploración Esp-09, Esp-10 y Esp-11.
Zona V. Esta zona es la de mayor extensión superficial y dentro de ella se localizan las obras de El Nopal, El Zopilote y La Barranca. Tiene una longitud de 1,250 m con una anchura promedio de 300 m. Además de las obras antes mencionadas, se encontró más de diez evidencias superficiales con valores de Ag, Pb y Zn de interés (Véase Figura 3). En esta zona se programaron los sondeos de exploración Esp-01, Esp-02, Esp-03, Esp-04, Esp-05 y Esp-06.
Zona VI. La Peña. A diferencia de las anteriores, esta zona es de forma semicircular con un diámetro mayor de 320 m y el menor de 240 m. En ella afloran una veta de calcita de orientación NW-SE con 250 m de longitud y una anchura promedio de 0.60 m. Esta zona contiene fracturas milimétricas rellenas con óxidos de hierro. Aquí fueron programados los sondeos de exploración Esp-07 y Esp-08.
Zona VII. El Jagüey. Tiene una longitud de 770 m y una anchura de 80 m. En ella se ubica un dique de composición félsica y una veta con óxidos de Fe; los análisis realizados en dicha veta reportaron los valores siguientes: Ag = 196 g/t, Pb = 0.68% y Zn = 7.6 % (Véase la Figura 3). En esta zona fueron programados los sondeos Esp-12 y Esp-13.
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1Instituto de Geología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Delegación Coyoacán, 04510 Ciudad de México
rcorona@unam.mx
2Segunda privada Zacatecas #15. Villas de la Hacienda. Tlajomulco de Zúñiga, Jalisco.
