2005 Society of Economic Geologists, Inc. Economic Geology, v. 100, pp. 689-705.

Vetas ondulantes polymetlicas ricas en plata en el distrito de Castrovirreyna, Per central: Crecimiento de falla y mineralizacin en un ambiente perturbado por estrs local.JAMES M. WISE Department of Geological Sciences, University of Nevada-Reno, Reno, Nevada, 89557

AbstractLas vetas de plata fuertemente ondulantes del distrito de Castrovirreyna, Per Central, se formaron en un sistema de fallas sinestrales dilatantes, con anastomosamiento, y de corto desplazamiento durante una fase compresiva este-oeste del Mioceno superior. Como se puede apreciar visto en planta, las vetas escarpadas tienen mltiples rdenes de ondulaciones y en las labores subterrneas las vetas buzan de manera inversa. Los indicadores cinemticos de las vetas de rumbo este-noreste a oeste-noroeste registran un deslizamiento sinestral y en menor grado un deslizamiento oblicuo inverso. Estos datos de estras, considerados junto con los ngulos de interseccin y patrn en mapas, indican que las vetas no se formaron como un simple sistema de fracturas conjugadas. La interpretacin preferida es que el crecimiento de las fracturas curvadas y las distribuciones complejas de deslizamiento se desarrollaron debido a un rgimen de tensin que fue modificado por las fallas de propagacin y segmentos de vetas dilatantes durante la compresin regional de direccin este-oeste. Estras de fallas de orientacin variable, perfiles de desplazamientos compuestos y mltiples escalas de curvatura de las vetas son todos caractersticos de interaccin de estrs entre vetas sub-paralelas. Podra esperarse que vetas con estas caractersticas alberguen clavos mineralizados de geometra compleja la cual dependera no solo del espacio local producido por los saltos dilatantes, sino tambin de su proximidad a otras vetas y a los cambios de direccin del deslizamiento.

Introduccin Las fallas y en una menor proporcin las junturas se propagan como superficies curviplanares las cuales comnmente muestran formas ondulantes o acanaladas. Asimismo, vistas en planta y/o en secciones las vetas mineralizadas son generalmente arqueadas. Muchos distritos mineros tienen vetas con caractersticas similares a las de Castrovirreyna. Por ejemplo, hay fallas y vetas anastomosadas en el distrito de Creede, Colorado (Stevens and Eaton, 1975); la veta No Conocida en el distrito de Colorada en Mxico es altamente curvada (Albinson, 1988); y vistas en planta las vetas del distrito de Fresnillo, Mxico, son ondulantes (Gemmell et al., 1988). El sistema complejo de vetas en Butte, Montana (Brimhall, 1979) puede tener procesos mecnicos similares en la formacin de vetas curvadas. Las vetas ondulantes representan la interaccin de estrs entre fallas y son importantes en exploracin y explotacin minera de depsitos de tipo vetas. Curvas y otras irregularidades a lo largo de las vetas han sido utilizados hace tiempo para predecir reas de mayor espesor de vetas y localizar bolsonadas (Hulin, 1929; Conolly, 1936; Newhouse, 1940). Anlisis anteriores han sido aplicados generalmente a estructuras individuales pero no han tomado en cuenta la influencia de vetas cercanas o el crecimiento de fracturas durante el proceso de mineralizacin. Por ejemplo, fracturas en forma de medialuna pueden mantener el espesor de la veta alrededor de curvas y no se ajustan a los modelos geomtricos de deslizamiento de bloques fallados. La interaccin de estrs entre fallas adyacentes es un tema de investigacin en terremotos desencadenados por cambio del estrs de Coulomb (King et al., 1994; Freed and Lin, 1998; Harris, 1998) puede predecirse me-

diante modelos numricos en mecnica de fracturas (Pollard et al., 1993; Crider and Pollard, 1998). Estos modelos teorticos ilustran la relacin entre la red de vetas y un medio elstico y, en consecuencia, controla el desarrollo de ambos fracturas sinuosas y planas. Geologia del distrito Las vetas ondulantes del distrito de Castrovirreyna en Per central (Fig. 1) tienen configuraciones geomtricas que sugieren perturbaciones de estrs durante la ampliacin de las vetas. Lewis (1964) interpret las vetas bimodales del distrito de Castrovirreyna de rumbo este-noreste a oeste-noroeste como fallas conjugadas producidas por una compresin este-oeste. Nuevas observaciones y mapeo detallado en reas seleccionadas y labores subterrneas en el distrito, revelan que las vetas de ambas orientaciones registran un deslizamiento sinestral dilatante, lo cual es incompatible con la interpretacin de falla conjugada. Adems, las vetas son fuertemente anastomosadas y ondulantes tanto vistas en planta como en secciones. Algunas caractersticas de las vetas parecen ser infrecuentes para el patrn de crecimiento de las fracturas. Se discute el hecho de que las vetas del distrito de Castrovirreyna, aunque consistente con la compresin este-oeste, no fueron formadas como un sistema conjugado simple. En lugar de ello, se plantea que la mineralizacin ocurri a lo largo de fallas sinestrales trenzadas de poco desplazamiento, lo que modific el estrs local durante la formacin de las fallas, resultando en vetas fuertemente ondulantes. Esta publicacin describe el distrito de Castrovirreyna con un enfoque en el patrn cinemtico, geomtrico y estructural de vetas reconocidas a partir de un mapeo del

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Fig.1. Localizacin y mapa generalizado mostrando el rea de Castrovirreyna con las formaciones volcnicas mayores, ejes de pliegue y rea del mapa de vetas del distrito al detalle de la Figura 2. La proyeccin del mapa es Transverse Mercator. La geologa esta modificada de Salazar y Landa (1993), duplicando el nmero de mediciones de estratificacin y de ejes de pliegue obtenidos a travs de recorridos de campo y revisin de fotos areas. Los pliegues de direccin nor-noroeste muestran una vergencia hacia el este relativamente uniforme. Note el rumbo noroeste sinestral de la falla Chonta en la parte superior derecha del mapa la cual limita el borde este del sinclinorium de Castrovirreyna. La determinacin de edades en millones de aos estn reportados en McKee and Noble (1982). A = Vetas Astohuaraca, D = Veta Dorita.

cuadrngulo de Orcococha (escala: 25,000). La mayor parte de las vetas fueron localizadas usando fotografas reas y fueron seguidas en superficie con examinacin en el campo de las vetas expuestas. Las vetas fueron comparadas con los mapas distritales de Lewis (1964), mapas inditos de la oficina de la corporacin Minera Castrovirreyna, y en particular con el mapa de las vetas de San Genaro por W.A.

Lyons y J. Velis s (indito, escala 1:5,000). En general, las vetas constituyen altos topogrficos como paredes de 1 a 3 metros de altura y son fciles de localizar en el campo.

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Depsitos minerales Los depsitos minerales estn localizados al norte y al este de Laguna Orcococha, a elevaciones entre 4,500 y 4,900 m (Fig.2). El distrito fue descubierto en 1951 y ha tenido varios periodos de operacin minera intermitente. Masas (1929) document algo de informacin sobre la produccin histrica y sus leyes. Desde 1948, el distrito ha producido ms de 100 Moz de plata conjuntamente con abundante plomo y zinc, y en menor importancia, cobre y oro. En 1999, la planta de San Genaro produjo cerca de 1 Mt de concentrados. Desde 1951 hasta 1998, la planta de Caudalosa proces 4.35 Mt de mena con un promedio 9.2 oz de plata por tonelada para un total de 39.27 Moz Ag

(Jos Canales, comm. personal, 1999; la planta cerr en 1998). Durante el mismo periodo, la planta de San Genaro produjo aproximadamente 74 Moz de plata. Una parte de la mena fue acarreada hasta la planta desde distritos perifricos incluyendo de la mina Palomo situada al este para un total de cerca de 21 Moz de plata procedentes de fuera del distrito de Castrovirreyna. Masas (1929) indic que las leyes de plata en el rea de San Genaro alcanzaron comnmente 350 oz/t, con bolsonadas excepcionales de hasta 2,000 a 3,000 oz/t. Durante el transcurso de este estudio, la ley de corte de plata era de alrededor de15 oz/t y los frentes de minado alcanzaban los 45 oz/t Ag. No se dispona de reservas dado que no exista exploracin con perforacin desde superficie.

Fig.2. Mapa de vetas del distrito de Castrovirreyna. Los datos de las vetas provienen de trabajos de campo, fotos areas, datos de Lewis (1964) y un mapa indito de W.A. Lyons y J. Velis. El mapa est en coordenadas UTM, Zona 18S. La configuracin general de las vetas en el distrito es anastomosada.

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Los minerales de mena son galena, esfalerita, enargita, acantita, polibasita, tetrahedrita, tenantita, calcopirita, y pirargirita mientras que los minerales de ganga son cuarzo y pirita, y en menor importancia baritina (algunos cristales idiomrficos de hasta 7 cm de largo), calcita, rodocrosita, hematita, estibina, rejalgar, y oropimente (Masas, 1929; Lewis, 1964). Los datos de inclusiones fluidas para las vetas del lado oeste del distrito indican temperaturas de formacin entre 265 y 320C con salinidades desde 4 hasta 8 wt por ciento (Sawkins and Rye, 1974). Abundante alunita ocurre en un stock de dacita alterado que intruye lavas al norte de la veta Candelaria (Fig. 2). Alteracin arglica avanzada a lo largo de las fracturas de direccin este-oeste produjo la alunita hipgena y slice vuggy. En la parte este del stock de dacita ocurre una masa de brecha compuesta por clastos redondos o chancados de slice vuggy cementado por una matriz de cuarzo, alunita y azufre nativo. La veta Candelaria es considerada como de alta sulfuracin, rica en metales de base, con un ensamble de mineral de mena similar al de las vetas del distrito de Julcani al este (Petersen et al., 1977). El conjunto de vetas Astohuaraca y Dorita son perifricas al distrito y fueron formados por clulas hidrotermales satlites o separadas (Fig. 1). Alteracin propiltica dbil en andesita esta muy extendida en el distrito. Halos discontinuos y delgados de alteracin arglica se encuentran en el borde de las vetas, en la roca husped. Rocas de la base del cerro al norte de la planta concentradora de la mina San Genaro estn fuertemente alteradas y tienen un color amarillo grisceo o marrn oscuro. Esta alteracin puede reflejar oxidacin suprgena de pirita del ensamble propiltico. La mayor parte de las vetas en superficie estn oxidadas. Datos de edades Las rocas volcnicas al igual que las vetas polimetlicas son de edad Mioceno Superior. La Formacin Caudalosa sobreyace a las tobas de Choclococha las cuales dieron una edad K-Ar de 12.2 1.0 Ma y 12.3 0.3 Ma (McKee and Noble, 1982). La edad lmite superior de la Formacin Caudalosa esta definida por alunita hipgena datada en 11.1 0.3 Ma mediante K-Ar (Noble and McKee, 1999). En Julcani y otros sistemas de alta sulfuracin, la alteracin cido-sulfato ocurri varios cientos de miles de aos antes que la mineralizacin de metales preciosos (Noble and Silberman, 1984). El hecho de que la alteracin cido-sulfato y la mineralizacin de alta sulfuracin estn relacionadas al mismo sistema de fracturas, hace muy probable que la mineralizacin en el distrito ocurri poco despus que la alteracin cido-sulfato. Estos datos y relaciones indican que las rocas volcnicas de Caudalosa fueron eruptadas entre 12.3 y 11.1 Ma y deformadas en pliegues abiertos los cuales fueron posteriormente truncados por fallas sinestrales de rumbo este-oeste. Estos sistemas de fracturas albergan mineralizacin la cual podra tener una edad cercana a los 11.1 Ma si se considera un solo

evento o una serie de eventos hidrotermales estrechamente relacionados entre si los cuales habran producido ambos la alteracin cido-sulfato y las vetas polimetlicas. Caractersticas de las vetas del distrito de Castrovirreyna Las vetas del distrito de Castrovirreyna son principalmente de rumbo este-oeste, pero tambin ocurren varias vetas de rumbo noroeste. Las vetas de direccin este-oeste tienen segmentos curvilineares de rumbo oeste-noroeste y este-noreste (Lewis, 1956) y poseen dos o tres rdenes de ondulaciones. Las vetas con buzamiento escarpado muestran comnmente inversiones de buzamiento, produciendo formas sinuosas en seccin vertical. Los tres sistemas de veta ms importantes en el distrito son Caudalosa y Candelaria, la veta Madona y el sistema de vetas de San Genaro. El sistema de vetas de San Genaro lo conforman las vetas Poder, Trabajo, San Genaro-Norte, Quispisisa y Bella. Las vetas Lolita y La Griega, auque menos productivas basadas en el nmero limitado de niveles y su longitud, estn bien expuestas y son descritas en detalle con el fin de ilustrar la evolucin de algunas vetas y su historia cinemtica. Las vetas del distrito de Castrovirreyna son continuas pero se pinchan y se abren de centmetros a ms de 6 metros de ancho. Comnmente, las bifurcaciones de vetas enlazan bloques intrafalla en forma de lente. El relleno

Fig. 3. Esquema de un afloramiento de un bloque intrafalla en la veta Jofre mostrando vetas sinestrales en echelon dentro del bloque. El margen exterior de la veta esta limitado por superficies de falla con estras de deslizamiento oblicuos. El sentido del deslizamiento esta indicado por el escalonamiento dextral extensional dentro del bloque intrafalla y constituye la base de las flechas que marcan la direccin de cizalla. Las vetas extensionales se desarrollan en el plano de los dos ejes con mayor estrs y yacen perpendiculares a la direccin de 3 . Las direcciones de estrs interpretadas resultan en una direccin de 1 que intercepta la direccin principal de la veta Jofre a 30. Las estras observadas en la superficie de la caja piso a lo largo de la fisura norte en la veta son escarpadas y oblicuas hacia el sureste, una direccin que no est inmediatamente asociada a la direccin del estrs implicado de las vetas extensionales en echelon. El momento de formacin de las estras de falla con respecto a las vetas en echelon es desconocido. El bloque intrafalla a lo largo de la veta Jofre representa propagacin de fisuras mutuamente curvadas y conexin entre dos fisuras previamente desconectadas. El rgimen de estrs local fue muy diferente apenas antes de la conexin, lo cual puede explicar la variacin entre las estrias oblicuas y las vetas en chelon.

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de vetas es fuertemente bandeado, indicando mltiples eventos de dilatacin y deposicin. La mayor parte de los mrgenes de las vetas estn brechados y cementados por cuarzo. Los contactos entre la veta y la roca de caja son casi siempre fallas y superficies de fallas dentro de las vetas son abundantes. Las partes ms ricas de las vetas son ms anchas y caracterizadas por relleno de espacios con texturas crustiformes-en cocarda alrededor de clastos de la roca husped y el material de veta. La extensin vertical conocida de la mena polimetlica es superior a 500 m, con el tope del sistema erosionado y la base aun no explorada debajo del nivel de las aguas subterrneas. Lewis (1964) identific tres ejemplos de deslizamiento sinestral basado en saltos dilatantes aparentes a lo largo de vetas expuestas durante la explotacin subterrnea. En este estudio y como resultado de muchas observaciones de afloramientos en superficie fueron encontrados seis casos de deslizamiento sinestral. Un ejemplo a partir de la veta Jofre documenta un deslizamiento syn-mineral sinestral a lo largo de vetas de extensin en chelon (escalonadas) dentro de un bloque intrafalla (Fig. 3). Sin embargo, muchos sitios muestran lineamientos sub-horizontales con una direccin de deslizamiento indefinido. Las vetas tienen superficies acanaladas con fibras de mineral alineadas (Petit, 1987) que indican fallas de rumbo sinestrales oblicuas con un movimiento oblicuo-inverso escarpado. Las fibras de crecimiento mineral observadas en el distrito estn todas compuestas por cuarzo sobre y a lo largo de superficies de fallas y conforman paquetes paralelos de fibras de 2m a en los niveles 4600 y 4570 pueden ser mas discontinuos que en esta interpretacin. La mina Caudalosa estuvo activa hasta cerca de 1998 por lo que se incrementaron ampliamente los datos de mapeo de Lewis (1964). El nivel de agua de la Laguna Orcococha est aproximadamente a 4550 m de elevacin y en general marca la parte inferior de la parte explotada de la veta. La parte este de la veta tiene una bolsonada de espesor intermedio la cual est inclinada de manera moderada hacia el oeste. Masas (1929, fig.2) ilustr adems bolsonadas irregulares casi verticales en la parte extrema este de la veta Caudalosa, entre los niveles San Jose y Edelweiss. La geometra de sus bolsonadas est en conflicto con los datos presentados por Lewis (1964). Sin embargo, el retiro de estas bolsonadas o un acceso limitado en la poca en la que Lewis (1964) estudi la mina puede explicar la diferencia. Los niveles inferiores de la mina parecen tener varias bolsonadas con buzamiento escarpado o sub-vertical a lo largo de un segmento bastante continuo con un espesor de 1.5 a 2 m. Sin embargo, note que la exageracin vertical en el diagrama hace que las bolsonadas parezcan ms escarpadas. Estas bolsonadas escarpadas pueden reflejar saltos dilatantes locales durante el movimiento de deslizamiento hacia el rumbo a lo largo de la veta ondulante.

de las vetas y los controles de las menas. Las vetas-fallas anastomosadas en hebras de la mina San Genaro buzan hacia el sur y podran estar anexadas a la veta Poder la cual es casi vertical de rumbo este-oeste (Fig. 13). Las vetas Este y Rpida tienen estras con una inclinacin

mas escarpada, probablemente como producto de la contraccin que estuvo localizada a lo largo de un lado de una curvatura de contencin a partir de un movimiento de deslizamiento. Adems, las vetas Candelaria-Caudalosa y la cercana veta Bonanza definen una geometra arqueada

Fig. 12. A. Diagramas estereogrficos equi-areales de las vetas del distrito de Castrovirreyna con contornos de densidad de 1, 2, 4, 8, y 16 por ciento. B. Diagramas estereogrficos equi-areales de todas la vetas con datos de lineamientos mostrando una distribucin dispersa. C. Diagrama de Rosas con las orientaciones de todas las vetas. La mayor parte de las vetas buzan de manera escarpada haciendo del diagrama de Rosas representativo de la frecuencia de la orientacin de las vetas. Los rumbos de las vetas tienen un rango de 35 mostrando que las vetas no formaron un par conjugado.

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mayor, comparable a las vetas de San Genaro (Fig. 13). Una posible explicacin para las vetas en media luna anidadas es la propagacin de las fallas bajo un campo de esfuerzos. Este es probablemente el caso para los bloques intrafalla a lo largo de la veta Jofre. Asimismo, las ondulaciones de ondas ms largas en San Genaro pueden ser explicadas por el acoplamiento en forma de gancho entre vetas adyacentes. Las vetas mas productivas del distrito (en trminos de longitud de mineralizacin, duracin de actividad minera, numero de niveles de mina y ancho de las vetas) incluye las vetas Candelaria-Caudalosa, Madona y Poder. En superficie, estas vetas parecen conectadas una a otra y posiblemente formen la misma estructura; no obstante, no se ha realizado perforacin en las partes cubiertas entre las vetas. Si estas vetas estn todas a lo largo de la misma falla definiran una ondulacin de escala aun mayor con una longitud de onda de alrededor de 7 km (Fig. 13). La longitud de onda es mas larga que la de las ondulaciones de primer orden de la veta Lolita. Los desplazamientos de fallas aumentan generalmente proporcionalmente con la longitud de la falla (e.g., Cowie and Scholz, 1992). Sin embargo, la aparente mayor longitud combinada de estas vetas mas productivas no tiene un desplazamiento discernible de los contactos volcnicos a escala de los mapas.

Vetas curvadas Fallas ondulantes o corrugadas se forman en todas las escalas y existen varias explicaciones sobre su desarrollo. Ranuras lineares a pequea escala a lo largo de superficies de falla tienen su origen en el desgaste y rasguo de las irregularidades de la roca de caja o baches conocidos como asperezas de fallas (Hancock and Barka 1987; Petit, 1987). Saltos y corrugaciones de mayor escala resultan de la conexin de fallas a travs de relevos curvados, rampas y grietas en ala (Peacock and Sanderson, 1994; Ferrill et al., 1999; Walsh et al., 1999). En un ambiente se cizalla simple, vetas extensionales en chelon de pequea escala son plegadas comnmente de manera sigmoidal durante una deformacin progresiva (Beach, 1975; Ramsay, 1980). Fracturas y vetas fuertemente agudas requieren propagacin en un campo de estrs no uniforme. McKinstry (1948, p. 303) reconoci que las vetas no siempre siguen un patrn idealizado de fracturas el cual es comnmente representado en una elipse de esfuerzos donde las fallas conjugadas estn divididas por una direccin de fracturas de extensin. McKinstry (1949) explic las diferencias geomtricas en base a las propiedades heterogneas de un material como foliacin, clivaje, estratificacin, o contactos geolgicos. En cualquier material en el cual

Fig. 13. Mapa de vetas de una porcin del distrito mostrando fallas interpretadas como conectadas y de longitud de onda larga. La localizacin y tipos de indicadores cinemticos estn tambin marcados. Los nmeros en rectngulos son la inclinacin de las estras y las rectngulos sombreados son estras con inclinacin hacia el este. La distribucin de las estras con inclinacin hacia el oeste versus de la que buzan hacia el este no tiene preferencia en el rumbo de veta. Lineamientos de echado son ms comunes hacia el norte de la Laguna Orcococha.

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se forma una fractura o falla el campo de estrs tiene que estar perturbado (Inglis, 1913; Irwin, 1960; Sih et al., 1963). Hay dos rdenes generales de crecimiento de vetas curvadas que involucran una interaccin de estrs entre las vetas que estn ligadas y una interaccin mecnica del campo de esfuerzos entre las vetas adyacentes que no estn ligadas (Olson, 1993). Existen tambin casos donde ambos tipos de interacciones determinan la forma de la veta. La conexin de fracturas adyacentes representa una modificacin del campo de esfuerzos durante el alargamiento de las grietas. McKinstry (1948) refiri al bloque intrafalla aislado como producido de la conexin de dos fracturas a manera de lazos cimoides. El us tambin el termino veta fractura, lo cual implic la divergencia de una fractura, aunque estos rasgos se originan mas bien en la unin de dos grietas separadas y en propagacin (Pollar and Aydin, 1988; Olson and Pollard, 1989; Olson, 1993). Verdaderas trayectorias de fracturas divergentes y/ o ramificadas estn quizs solo relacionadas a fisuras que se prolongaron a velocidades ssmicas (Yoffe, 1951; Sagy et al., 2001) y produjeron separaciones o bifurcaciones. Las fracturas mutuamente curvadas crecen para unirse en direcciones opuestas (Fig. 14) y son evidencia directa de las variaciones del campo de esfuerzos en los extremos de las fracturas (Segall and Pollard, 1980; Olson and Pollard, 1991; Davison, 1994). La regin superpuesta de dos fracturas crea conexiones mutuamente curvadas subdividiendo bloques intrafalla (Gamond, 1987; Cruikshank et al., 1991; Crider and Pollard, 1998; Walsh et al., 1999) o se conecta por interseccin de grietas en ala

de divergencia aguda (Willemse and Pollard, 1998). Las conexiones resultan en el aislamiento de bloques intrafalla como el descrito en las vetas Lolita, Jofre y San Genaro. La unin de fracturas separadas tiene implicaciones importantes en la historia dilatativa y el perfil de desplazamiento de las vetas y fallas (Davison, 1994; Cowie and Roberts, 2001). Las distribuciones de desplazamiento sinestral o gradientes de desplazamiento a lo largo de fallas aisladas tienen varias posibles formas, incluyendo la elptica, circular, linear, y sinusoidal (Steward, 2001). Complicaciones adicionales en el ngulo de interseccin de fracturas ligadas se originan cuando la fisura que esta intersecada es abierta, en deslizamiento libre, o cerrada (Bai and Gross, 1999). Nuevas fracturas en propagacin hacia, o intersecando, fracturas abiertas mas antiguas se fusionan generalmente en ngulos casi rectos. En contraste, ngulos paralelos curvos y oblicuos generalmente se presentan a lo largo de fisuras de extensin que intersecan fracturas mas antiguas de deslizamiento por friccin (Dyer, 1988). La propagacin de fracturas curvadas est determinada o influenciada por modificaciones en el campo de estrs las cuales son causadas por la proximidad a otras fracturas as como por sus orientaciones, carcter de sus rellenos y la magnitud de sus desplazamientos. Extensin del campo de estrs local perturbado e interaccin con las vetas. Las interferencias de estrs en fracturas adyacentes parecen necesarias para explicar el carcter fuertemente

Fig. 14. Diagrama esquemtico mostrando el desplazamiento a lo largo del rumbo de fisuras que albergan vetas. En el caso de vetas aisladas, el mayor desplazamiento esta localizado en el centro de la fisura. Cuando las vetas se alargan y entran a proximidad una de otra, las modificaciones del rgimen de estrs en las extremidades de las fisuras interactan para redireccionar el avance de la fisura en una configuracin curvada mutua (i.e., conexin o acoplamiento en forma de gancho) la cual puede afectar la forma del perfil de desplazamiento (Pollard and Aydin, 1988). Una vez que las fisuras se unen, forman una fisura nica con un nuevo centro en comn donde las aperturas adicionales primero se acumularn y los esfuerzos son redireccionados hacia los extremos de las fisuras. El ltimo dibujo muestra vetas justo despus de la conexin (o acoplamiento), y tiene un patrn similar al perfil de la veta Lolita ilustrado en la Figura 8. Con un desplazamiento mayor, este perfil de desplazamiento compuesto puede volver a una forma similar al de las fisuras o fallas aisladas individuales (Davison, 1994; Vermilye and Scholz, 1995). Note que tales perfiles de desplazamiento pueden generarse solo para fisuras de apertura conocidas como fisuras de Modo I, o para un desplazamiento de fisuras paralelas a lo largo de fallas. Los desplazamientos pueden atenuarse o disminuir mas rpidamente en los extremos de las fisuras y conformar un perfil general en forma de campana.

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sinuoso de las vetas del distrito. Las modificaciones del campo de estrs alrededor de las fracturas se extienden o influyen una zona con un radio mximo de dos o tres veces la de la longitud de las fisuras (Inglis, 1923; Pollard and Segall, 1987), dependiendo del sistema de parmetros mecnicos y la forma de la fisura (Segall and Pollard, 1980, Olson, 1993). No obstante, Burgmann et al. (1994) han sugerido que la interaccin es significativa solo en la mitad de la longitud de la falla o fractura. El campo de estrs es modificado con mayor intensidad prximo a las extremidades de las fracturas y se extiende en alrededor de 10 a 15 por ciento de la longitud a partir de las extremidades (Cowie and Shipton, 1998). El patrn del los cambios de estrs local no es uniforme; pares reflejados de incremento-disminucin de estrs forman lbulos sintticos y antitticos cuando las fallas son modeladas con deslizamientos por friccin usando variaciones de estrs de Coulomb (e.g., Free and Lin, 1998). El estrs local tiene un decaimiento asinttico alejndose de la extremidad de la fisura. Examinando el caso de mximas modificaciones de estrs en Castrovirreyna, el cual es generalizado aqu como dos veces la longitud de la fractura en comparacin con la distribucin de las vetas, ilustra que muchas vetas adyacentes estuvieron lo suficientemente cercanas entre si como para experimentar un acoplamiento de estrs y mecnico. Por ejemplo, las ondulaciones de mltiples ordenes a lo largo de la veta Lolita indican dos escalas de modificaciones de estrs y quizs interacciones de estrs con las vetas La Granja y Poder, basado en la longitud y espaciamiento respectiva de las fisuras. Ondulaciones de escalas mayores respondieron a la interaccin de estrs de las vetas mas largas, mientras que las ondulaciones de escala mediana se produjeron a partir de modificaciones de estrs local durante la conexin de fisuras adyacentes a lo largo de su rumbo. Durante el crecimiento, la extensin de la modificacin de estrs aumentara progresivamente y proporcionalmente a la longitud de la veta. Una vez que el estrs modificado rodeara las fracturas o vetas adyacentes mas cortas, cualquier estrs adicional resultara en la extensin de solo las fracturas mas largas. Este proceso de avance a lo largo de fracturas mas cortas se conoce como estrs blindado (Olson, 1993). El momento de formacin, el numero de vetas bajo estrs blindado, la magnitud de traslape y las tasas de crecimiento contribuyen todos a la formacin de fracturas curvadas. El momento de formacin y la distribucin de los datos de lineamientos de deslizamiento interpretada como modificaciones del estrs local Evidencias de un campo de esfuerzos en evolucin temporal y espacial surgen de la gran distribucin de lineamientos de deslizamiento (Fig. 12B). El momento de formacin absoluta de estos lineamientos es difcil de determinar, pero todos aparecen ser compatibles con una formacin durante la deposicin de la veta. Esto se basa

en cuatro observaciones principales: 1) brechamiento de la veta, desarrollo de fibras de crecimiento de cuarzo y estras en presencia de un fluido que cement fuertemente el material chancado mas antiguo de la veta; 2) series de vetas extensionales en chelon constituidos por cuarzo en drusas tienen el mismo sentido relativo de deslizamiento que algunas de las fibras de crecimiento mineral (e.g., Veta Jofre); 3) fibras de crecimiento mineral inverso que fueron cortadas por vetillas de cuarzo en drusas representan deformacin de la veta durante la mineralizacin; 4) saltos de rumbo dilatantes a lo largo de las vetas que contienen mena. Si la veta registrara un fallamiento post mineral, entonces debera superponerse al menos una direccin consistente de estras a travs de distrito. En ningn caso han sido observados dos tipos de estras de fallas dentro de un mismo rea en una superficie de falla individual. Al da de hoy, no hay manera directa de datar las estras de falla, por lo que no puede establecerse pruebas de deslizamiento simultneo ya sea para un movimiento complejo sincrnico como el propuesto aqu o para un modelo de fallamiento conjugado. Por el contrario, no se ha observado ninguna evidencia textural en el distrito como para validar una reactivacin de fallas mas jvenes y explicar los datos de deslizamiento. La alteracin e interferencia del estrs se hacen mas complejas cuando las fracturas en extensin se acercan de una a otra y se conectan (Pollar and Aydin, 1988). La fracturas planas que se traslapan sin conectarse podran indicar el lugar donde los tres ejes principales del estrs tenan magnitudes diferentes (i.e. el elipsoide de estrs es fuertemente elongado: Rensaw and Pollard, 1994), resultando en interferencias de estrs limitadas entre fracturas adyacentes. Si los tres ejes de estrs principales son similares en magnitud puede esperarse efectos locales ms fuertes entre vetas adyacentes, incluyendo propagacin de fracturas curvadas e historias de deslizamiento complejas. Vetas planas marcan un estrs dominado por el rgimen regional o campo lejano y un estrs diferencial de mayor magnitud mientras que vetas curvadas y conectadas resultan de perturbaciones del estrs local causadas por la formacin de las vetas. La magnitud de traslape tambin est fuertemente determinada por el espaciamiento entre fracturas (Pollard and Ayden, 1988); a menor espaciamiento mas probabilidad de que ocurra una interaccin de estrs. La variacin de las trayectorias de deslizamiento a partir de una interaccin de estrs entre fallas adyacentes ha sido previamente propuesta en base a datos de campo y de modelamiento numrico (Pollard et al., 1982; Pollard et al., 1993; Cashman and Ellis, 1994). Para un nmero limitado de fallas conectadas de manera mecnica, Pollard et al. (1993) model hasta 40 de diferencia entre la direccin del estrs aplicado y el deslizamiento predicho. Ellos han precisado que el punto de partida en la direccin del deslizamiento se incrementa con una mayor densidad de fallas. Cashman y Ellis (1994) presentaron datos de deslizamiento de fallas del noreste de Nevada mostrando un cambio de hasta 90 y usaron modelos numricos para

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predecir los cambios pronunciados en las direcciones de deslizamiento inducidos por la interaccin mecnica de las fallas adyacentes. Ambos modelos usaron fallas planas. Fallas arqueadas no fueron evaluadas pero deberan producir variaciones complejas de deslizamiento. En un ejemplo de campo, Roberts (1996) delimit las direcciones de deslizamiento de fallas normales segmentadas en el golf de Corinto, Grecia, con variaciones de hasta 90 en direccin secante a los lmites entre fallas de rumbo adyacentes. En Castrovirreyna, la direccin de la inclinacin y la magnitud de las inclinaciones de las estras a travs del distrito varan considerablemente sin ningn patrn sistemtico. Si las ocurrencias de estras sub-horizontales y estriaciones con deslizamientos hacia el hechado, las cuales ocurren de un lado a otro del distrito, se habran formado de manera sincrnica se requeriran entonces de cambios en el estrs, como a lo largo de las vetas Lolita y Este. En este caso, la propagacin, la conexin progresiva, la cementacin y la conexin mecnica de las vetas a varias escalas causan diferentes direcciones de deslizamiento. A escala del distrito, los datos de deslizamiento provienen de diferentes superficies de falla y los lineamientos de deslizamiento a lo largo de superficies de falla individuales podran ser o uniformes o mas complejos. El sistema entero esta considerado primariamente sinestral porque las lneas de charnelas de pliegue separadas tienen el mayor desplazamiento conocido en el distrito y la geometra en planta de estas fallas es idntica al de las vetas. Adems, los aparentes saltos de dilatacin que controlan la mena a lo largo de las vetas que fueron cartografiadas por Lewis (1964) registran mayormente aperturas sinestrales, aunque algunos casos de posibles aperturas dextrales han sido reportados. Finalmente, en superficie, estriaciones de fallas sub-horizontales a oblicuas son ms comunes que estriaciones inversas con deslizamiento hacia el echado y agudamente oblicuas. Apertura de vetas La mineralizacin hidrotermal se sobreimpuso al sistema en desarrollo de fallas sinestrales anastomosadas y talvez gener episdicamente presiones altas de fluidos y dilataron segmentos de las fallas en tensin (cf. Sibson, 1996). Mltiples eventos de dilatacin estn registrados en material de veta fuertemente bandeado y el brechamiento local de las vetas probablemente involucr procesos tectnicos e hidrotermales. En muchos lugares, dilataciones relativamente pequeas a lo largo de saltos en las vetas resultaron en bolsonadas mas anchas. Estas fracturas estn sobrepuestas en vetas ondulantes. Estas representan procesos diferentes a una alteracin del estrs local y crecimiento de fracturas curvadas. La escala de los saltos dilatantes est en el orden de varios metros de largo y de 2 a 4 m de ancho para bolsonadas irregulares. Estas caractersticas yacen a lo largo de vetas fuertemente sinuosas sobre una distancia de 50 a 200 m. La mena no muestra ninguna preferencia o espesor mayor

en una direccin en particular del rumbo. Localmente, algunas de las bolsonadas pueden tener una inclinacin preferencial ms escarpada (Fig. 11) y corresponden a una mineralizacin durante un movimiento de deslizamiento hacia el rumbo. Las bolsonadas mas productivas, como aquellas a lo largo de la veta Caudalosa corresponden generalmente a la parte mas ancha de la veta, pero parte de las vetas mas anchas en el distrito de Castrovirreyna estn compuestas de cuarzo; un indicativo de que el ancho de las vetas no es el nico control en la ley de mena de la mineralizacin. Contexto regional y evolucin estructural del distrito de Castrovirreyna Trabajos detallados de geocronologa en las sucesiones volcnicas e inconformidades del Per central proporciona evidencias de procesos de levantamiento y tectnicos Cenozoicos asociados a una fuerte contraccin. Estos son, del ms antiguo al ms joven Inca I y II; Aymara; los pulsos Quechua I, II, y III (Noble et al., 1979; McKee and Noble, 1982; Mgard, 1984; Mgard et al., 1984; Noble et al., 1985; Noble et al., 1990; Sandeman et al., 1995; Benavides-Cceres, 1999). Las unidades pre-volcnicas debajo y alrededor del distrito de Castrovirreyna fueron fuertemente plegados durante los pulsos Aymara (ca. 26 Ma) y Quechua I (17 Ma). La erupcin del campo volcnico de Caudalosa, el desarrollo de los pliegues de direccin norte-noroeste y luego el desplazamiento de estos pliegues y mineralizacin a lo largo de las fallas han podido ocurrir en 1 m.y. o menos. Esto se basa en el momento de formacin del campo volcnico de Caudalosa, el cual es ms joven que la toba subyacente de Choclococha datada y alunita datada a lo largo de las vetas este-oeste en la parte norte del distrito (Noble and McKee, 1999). Sobre tal duracin tan rpida, la explicacin mas simple de la direccin de estrs principal es una compresin este-oeste que gener los dos campos de pliegues y despus las fracturas y fallas que se cruzan. Adems tiene que considerarse una rotacin post-mineral. En tal escenario, se infiere que la direccin intermedia de estrs, 2, fue desplazada de horizontal durante el plegamiento a vertical por movimiento de deslizamiento. La orientacin de la compresin moderna en los Andes tiene una direccin este-oeste (Assumpao, 1992) y el estrs a lo largo del margen peruano se mantuvo de manera similar durante los ltimos 15 m.y., basado en trayectorias conocidas entre la placas Sudamericana y Nazca (Somoza, 1998). Para evaluar las direcciones de los paleo esfuerzos, es muy til la reconstruccin de la rotacin Miocena sinestral de alrededor de 15 a 20 a lo largo de los Andes peruanos, esto para orientar correctamente las vetas en Castrovirreyna con respecto al estrs regional (Kono et al., 1985; Macedo-Snchez et al., 1992; Mac-Fadden et al., 1995; Rousse et al., 2002). Esta correccin posiciona a las vetas de Castrovirreyna oblicuas con respecto a la direccin del paleo estrs principal compresivo, lo cual

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Fig. 15. Reconstruccin del distrito de Castrovirreyna mostrando las vetas antes de la rotacin sinestral durante Mioceno tardo (ca. 8.7 Ma, lado izquierdo), y despus de la rotacin (lado derecho). El deslizamiento principal sinestral observado de las vetas es consistente con las direcciones de paleo estrs despus de esta restauracin.

es consistente con el cizallamiento sinestral en el distrito (Fig. 15). La deformacin de ca. 12 Ma en el distrito de Castrovirreyna pertenece a un nuevo periodo reconocido de deformacin (Wise and Noble, 2001) entre los episodios de contraccin conocidos como los pulsos tectnicos Quechua (Mgard et al., 1984; Mgard, 1987; Sbrier et al., 1988; Benavides-Cceres, 1999). Aunque la extensin regional de esta deformacin necesita todava ser determinada, Turner (1997) report un fallamiento a ca. 12 Ma en la mina de Yanacocha en el norte del Per, sugiriendo que este evento de deformacin es extenso. Implicaciones para exploracin Las vetas ondulantes de diferentes direcciones de rumbo producen un espesor de vetas imprevisible lo que dificulta subterrneamente la extraccin y exploracin. En el rea de San Genaro, correlaciones entre ocurrencias en superficie y en subterrneo son inseguras. Las bolsonadas son irregulares por la complejidad de las variaciones del espesor local las cuales no pueden predecirse siguiendo las aperturas de deslizamiento geomtrico. Sin embargo, las fracturas ms largas del distrito albergan generalmente la mejor mineralizacin. Por ejemplo, las vetas CandelariaCaudalosa, Madona, y Poder tienen longitudes ms largas las que podran corresponder a un incremento en la dimensin de la fractura buzamiento abajo. Estas fracturas ms profundas habran sido ms propensas de intersecar fluidos mineralizados en profundidad. Si las vetas corrugadas trenzadas y/o mltiples son reconocidas en un mapeo de reconocimiento, uno puede esperar inversiones en el buzamiento en profundidad. En

comparacin con las vetas planas, la perforacin de pozos con ngulo a travs de las vetas requiere ms intercepciones para modelar la estructura que la perforacin de vetas planas. Los pozos con ngulo podran ser perforados desde lados opuestos a la veta dado que las estructuras ondulantes sub-verticales generan adems relaciones de caja piso mas complicadas o quizs incluso no puedan aplicarse en este escenario. Visto en planta, sistemas de fracturas rectas y anastomosadas pueden ser identificados a escala del distrito, particularmente si las proyecciones curvadas ms bien que rectas son consideradas en los reas de cobertura. El modelamiento de vetas ondulantes, al momento de planificar los blancos de perforacin en reas cubiertas, podra revelar nueva mineralizacin. Por ejemplo, el rea cubierta entre las vetas Poder y Madona puede contener estructuras curvadas conectadas (Fig. 13), y las vetas Bonanza y Candelaria podran ocurrir a lo largo de la misma estructura. Cuando un sistema de vetas evoluciona con las interacciones de estrs, las direcciones de deslizamiento variarn en el espacio y tiempo, requiriendo criterios adicionales como perfiles de ancho de vetas y relaciones de mapas para distinguir entre mltiples eventos de deslizamiento y deslizamientos variables sincrnicos. As, se necesita prudencia cuando se usa tales datos en la prediccin de potenciales controles de mena a partir de saltos de dilatacin. Por ejemplo, saltos sinestrales de dilatacin de pequea escala ocurren en todo el distrito de Castrovirreyna, no obstante, aplicando el sentido general de deslizamiento para predecir espesores superiores de bolsonadas a lo largo de los segmentos de las vetas de rumbo este-oeste a noreste podra no incrementar las oportunidades de encontrar mineralizacin. En lugar de

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ello, las mejores bolsonadas que ocurren a lo largo de la veta Caudalosa tienen un rumbo noroeste. La posibilidad de deslizamiento complejo a partir de modificaciones del campo de estrs local conlleva a plantear preguntas sobre los modelos estructurales e invocar numerosos desplazamientos en el estrs regional previniendo en contra de modelos de exploracin que usan un rgimen de estrs simple. Conclusiones Las fallas que hospedan las vetas polimetlicas del distrito de Castrovirreyna se originaron bajo un estrs Mioceno sinestral de direccin este-oeste y formando un sistema de fallas anastomosado. Las vetas fuertemente ondulantes indican un estrs perturbado que fue modificado por el crecimiento y la interaccin mecnica de las fallas. Vetas y fallas con formas fuertemente ondulantes, buzamientos inversos, perfiles de desplazamiento compuesto y direcciones de lineamientos de deslizamiento dispersos posiblemente conflictivos, indican todos interacciones de estrs y distorsin entre fracturas propagantes. Esto influye en las distribuciones complejas y quizs discontinuas de las menas. Vetas con estas caractersticas pueden tener variaciones de espesor impredecibles y formas tridimensionales irregulares. La deformacin compresiva de 12 a 11 Ma durante la cual las vetas mineralizadas del distrito de Castrovirreyna se desarrollaron, pertenece a una nueva fase o pulso tectnico en Per. Muchos distritos de vetas se formaron probablemente a travs de procesos similares, requiriendo cuidado en la evaluacin de datos cinemticos. Adems de los saltos dilatantes, el ancho de las vetas est controlado tambin por la geometra, espaciamiento y evolucin de las estructuras adyacentes. Reconocimientos Agradezco a Compaia de Minas Buenaventura S.A.A. por apoyar este proyecto. Corporacin Minera Castrovirreyna permiti acceso al distrito. En particular, la ayuda del Ing. Jos Cnales Ruz durante el trabajo de campo fue de gran asistencia. Lewis Gustafson, Donald Noble y Stephen Peters proporcionaron comentarios que mejoraron el articulo. Revisiones de Ken Hickey y Robert Scott ambos mejoraron el objectivo y aclararon el contenido. Finalmente, las numerosas recomendaciones de Mark Hannington son apreciadas.

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