MODELO GENETICO DEL YACIMIENTO DE ONICE CALCÁREO ...

Lacreu, H.L., 2000. Modelo Genético del Yacimiento de Onice Calcáreo Santa Isabel. Pcia de San Luis.
Argentina. IX Cong. Geol. Chileno ACTAS, Vol. 1, S. T. N° 2: 250-254. Puerto 3Varas. Chile.
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MODELO GENETICO DEL YACIMIENTO DE ONICE CALCÁREO SANTA ISABEL
Pcia. de San Luis Argentina
Hector Luis Lacreu (1)
I.- INTRODUCCION
El presente trabajo propone una nueva explicación de la génesis del Yacimiento Santa Isabel, fundada
en un modelo geotermal epigenético y que reemplaza al modelo singenético sostenido hasta 1993. El
modelo propuesto se basa en resultados parciales de investigaciones ya publicadas por el autor, a las
cuales se hará referencia oportunamente.
Las primeras evidencias sobre las anomalías existentes entre el modelo singenético aceptado y los
rasgos geológicos se presentaron en las canteras Arita y Brach, al sur del Salar de Arizaro en el Departamento
Los Andes, Provincia de Salta [1]. Dichas anomalías surgieron de la existencia de relaciones discordantes
sutiles entre los cuerpos subhorizontales y la estratificación de rocas de caja piroclásticas, así como por el
hallazgo de cuerpos subhorizontales alojados en rocas del basamento ígneo.
Las contradicciones puestas de manifiesto entre el modelo genético conocido y las evidencias de campo
junto con la escasez mundial de publicacciones sobre este tipo de yacimientos y las semejanzas geológicas
entre las canteras de Salta y el Yacimiento Santa Isabel de la Provincia de San Luis, motivaron las
investigaciones que condujeron al desarrollo del modelo que se propone [2].
II.- GEOLOGIA
Los yacimientos de Onice Calcáreo de San Luis, se hallan en la Provincia Geológica “Sierras Pampeanas”,
en el sector sudeste de la Sierra de San Luis, caracterizada por un basamento ígneo-metamórfico
(Precámbrico a Paleozoico medio), con una estructura meridional de bloques limitados en el oeste por fallas
inversas y basculados hacia el este. En esta región afloran sedimentitas y domos traquiandesíticos miopliocénicos
del tipo de las belonitas y los tholoides [3] y algunos depósitos piroclásticos [4].
Sobre el basamento se apoyan las "Sedimentitas Calcáreas Santa Isabel" [3] del Mioceno superior.
Mediante una discordancia erosiva siguen las "Volcaniclastitas Lomitas" (Plioceno), que poseen dos ciclos
eruptivos, cada uno de los cuales está representado por un nivel basal de brechas coignimbríticas (ground
breccias) y un nivel superior de flujos ignimbríticos no soldados. Como rasgo distintivo, el ciclo inferior presenta
un nivel de "surge" sobre las coignimbritas, atribuído a una explosión freatomagmática.
Hacia el techo continúa en forma discordante las "Sedimentitas el Pantano" (Pleistoceno) de origen fluvial.
Siguen aglomerados correspondientes a las "Psefitas Olguín" (Pleistoceno a Holoceno). Finalmente se
encuentran los "Limos y Loess" (Holoceno) que cubren discordantemente las unidades infrayacentes.
La mineralización está alojada tanto en los esquistos como en las sedimentitas Santa Isabel y su edad es
atribuida al Plioceno. Sus minerales hipogénicos están representados por los polimorfos calcita y aragonita.
La calcita es la especie que domina ampliamente y es la que constituye al Onice Calcáreo de color
verdoso, compuesto por fibras muy finas, transversales a los mantos. Es característica una fina laminación
representada por capitas de 0,5 a l mm de espesor que se diferencian por sus diferentes tonalidades. El
estudio óptico de inclusiones fluidas bifásicas permitió calcular la temperatura de formación de la calcita en
220 °C. La aragonita, es de color castaño a grisáseo y posee cristales fibrosos dispuestos de manera similar a
los de la calcita, pero más gruesos. La laminación es menos frecuente.
Los minerales supergénicos son limonitas, producto de la alteración del ónice verde y muy esporádicamente
aparece calcita, celestina y óxidos de manganeso tapizando oquedades y fracturas.
Los rasgos distintivos de los cuerpos mineralizados [5] son A: su disposición mantiformes (subhorizontal)
que guardan relaciones de seudoconcordancia con las sedimentitas y de discordancia con los esquistos y B:
las estructuras internas. Dichos cuerpos son clasificados como:
Departamento de Geología, Universidad Nacional de San Luis,
Av. Ejercito de los Andes 950, (5700) San Luis, Argentina

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Simples con espesores de 0,10 a 1,50 m debidos a un único pulso de mineralización.
Complejos que alcanzan los 10 m de potencia , formados por la recurrencia de varios pulsos.
Los mantos simples (Fig. 1) poseen estructuras internas típicas que tienen la mitad inferior compuesta por
Onice Calcáreo compacto y la mitad superior porosa. Contrariamente, los mantos complejos (Fig. 2) presentan una
alternancia de capas compactas y porosas como resultado de las polipulsaciones.
III.- MODELO GENETICO
Las relaciones discordantes entre la mineralización calcárea y las rocas encajantes [5] han permitido
postular un modelo epigenético de tipo epitermal, originado a partir del desarrollo de un sistema geotermal
durante el Plioceno [7]. Tal sistema, comprende la existencia de una fuente de calor [8] debido a una intrusión
magmática, o a un flujo de calor regional, e incluye a las aguas afectadas por dicho calor.
En los sistemas geotermales quedan involucrados dos aspectos: el descenso marginal de aguas frías y el
ascenso convectivo de los fluidos calientes en razón de su menor densidad, pero en el caso de Santa Isabel
dicho sistema geotermal ya no es activo por lo que podría ser denominado "geotermal fósil", aunque se
prefiere la denominación de epitermal [9], lo cual ya denota su inactividad.
En este modelo se asigna un rol fundamental al emplazamiento de los domos volcánicos traquiandesíticos
de elevada viscosidad [5] tal como los reconocidos en las cercanías de la Cantera Santa Isabel.
Se considera que el magma viscoso, durante el ascenso y antes de su aparición en la superficie,
interaccionó con aguas superficiales desarrollando un conjunto de procesos de carácter localizado (Fig. 3 ),
que condujeron a la mineralización calcárea. Dichos procesos desde un punto de vista evolutivo pueden
enunciarse del siguiente modo:
1) Desarrollo de fracturas cónicas que divergen desde el cuerpo ígneo que está ascendiendo y que pueden
seguir dos trayectorias, A: se refractan en los planos de estratificación (Fig. 4) o en fracturas de exfoliación
(Fig. 5), generando así virtuales aperturas subhorizontales; B: llegan hasta la superficie del terreno. En

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ambos casos dichas fracturas desarrollan una permeabilidad secundaria a través de la cual migran los fluidos
mineralizadores.
2) El sistema hidrológico de la región, previo a la existencia del vulcanismo, estuvo integrado por aguas
subterráneas de origen meteórico, con abundante bicarbonato de calcio, debido a la lixiviación de calizas
metamórficas presentes, tanto en las áreas de recarga hidrológica como en el substrato por donde ellas
circularon.
3) Estas aguas bicarbonatadas son calentadas por conducción térmica a partir de las rocas de caja próximas
al cuerpo ígneo, desde que éste comienza a aproximarse a los niveles superficiales. Por otra parte, dichas
aguas son contaminadas mediante el aporte de aguas magmáticas que circulan a favor de la permeabilidad
secundaria, provocando la acidificación de las soluciones que luego serán neutralizados mediante la
interacción con las rocas de caja próximas al cuerpo ígneo. El gradiente geotérmico instalado en la región
favorece la estratificación densimétrica de las soluciones y su consecuente convección a través de los
canales abiertos constituyéndose de este modo en un sistema geotermal.
4) La presión hidráulica y el desplazamiento de bloques a lo largo de las fracturas cónicas desarrollan
sucesivas aperturas subhorizontales en las cuales las soluciones geotermales bicarbonatadas cálcicas
sufren un proceso de descompresión brusca y la consecuente ebullición adiabática. Este proceso provoca
la rápida sobresaturación y la precipitación del carbonato de calcio en forma de una gelatina coloidal [7]. Al
mismo tiempo se separa la fase gaseosa (CO 2 ) que es expulsada hacia la superficie o bien queda
atrapada en las soluciones residuales presentes en aquellos canales que quedaron sellados y
desconectados de la superficie.
5) Debido a la obturación circunstancial de los canales de conexión con la superficie, es probable que en el
interior de los espacios abiertos se produzca el incremento de la presión parcial de la fase gaseosa. El
desplazamiento ascendente del (CO 2 ), desde los niveles medios de los mantos produce la deformación
de la masa calcárea gelatinosa, aún no cristalizada, desarrollando las crestas y oquedades típicas (Figs.
1-2 ) y exclusivas de la mitad superior de dichos mantos [5].
6) La paulatina deshidratación de la masa gelatinosa provoca un aumento en la viscosidad y densidad del
carbonato y luego se transforma al estado cristalino.
7) El ónice calcáreo corresponde al primer estadio de la mineralización, que tiene lugar a temperaturas
próximas a los 220 °C [2-7] y en la cual interviene una mezcla de aguas meteóricas y juveniles. Esta
mineralización es recurrente debido a lo cual pueden presentarse varios mantos superpuestos.
8) La aragonita corresponde al segundo estadio de la mineralización, a temperaturas próximas a los 280 °C
[2-7]. Los menores valores de la relación isotópica 18 O/ 16 O y del contenido de litio muestran que estas
soluciones mineralizadoras poseían un menor aporte de aguas juveniles. Ello se explica debido a que la
mayoría de dichas aguas fueron consumidas durante el primer estadio.
9) Entre el primer y segundo estadio existió un prolongado período de tiempo que no puede determinarse
pero cuya existencia se infiere debido a que el ónice calcáreo tuvo suficiente tiempo para cristalizar y
comportarse frágilmente previo al segundo estadio, dado que la aragonita rellena fracturas que cortan
tanto al ónice como a las rocas de caja [6].
10) Previo al segundo estadio el cuerpo ígneo probablemente ascendió por efecto de presiones magmáticas
internas, provocando un nuevo desplazamiento a lo largo de las fracturas cónicas y una nueva
fracturación de las rocas de caja así como de los mantos de ónice previamente consolidados. A la vez
dicho ascenso provoca el incremento del gradiente geotérmico de la región, por lo que la mineralización
del segundo estadio es de mayor temperatura.
11) Las manifestaciones superficiales subaéreas del sistema geotermal muestran una mayor participación de
aguas meteóricas y los precipitados calcáreos dan lugar a travertinos compuestos por calcita proveniente
de precipitación inorgánica y biogénica.
IV.- EVOLUCION DEL MODELO GENETICO EN LA CANTERA SANTA ISABEL
En el yacimiento estudiado se han podido interpretar las condiciones geológicas previas y posteriores al
desarrollo del modelo genético propuesto en el apartado anterior. Dichas condiciones pueden enunciarse
sintéticamente del siguiente modo:
IV.a.- CONDICIONES PREVIAS
Hacia fines del Mioceno tiene lugar la acumulación de las denominadas Sedimentitas Calcáreas Santa
Isabel, en pequeñas cuencas intermontanas (Fig. 6). La presencia de travertinos dentro de ellas y la posterior

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evolución diagenética con abundante cementación carbonática, son evidencias de la existencia de un
ambiente hidrológico con aguas bicarbonatadas.
Dichas aguas fueron meteóricas y el contenido de bicarbonato de calcio podría vincularse a un ciclo
hidrológico que produjo la lixiviación de calizas metamórficas ubicadas en la superficie o el subsuelo de
regiones topográficamente más elevadas, similares a las que se encuentran en el faldeo occidental de las
Sierras Grandes de Córdoba ( Villa del Carmen) y en las Sierras de la Estanzuela, El Morro y Yulto.
El sistema hidrológico podría haber tenido su área de recarga precisamente en estas últimas serranías
mencionadas, ubicadas a unos 70 km al oeste del yacimiento.
IV.b.- GENESIS DEL YACIMIENTO
Durante el Plioceno, en forma casi coincidente con la etapa principal de levantamiento de la Sierra de San
Luis, tiene lugar la irrupción de los cuerpos subvolcánicos que actúan como disparadores para el inicio de la
mineralización según el modelo genético que se propone. Ello implica que las Sedimentitas Calcáreas Santa
Isabel ya se encontraban diagenizadas y cementadas por cuanto se comportaron de manera frágil frente al
campo de esfuerzos generado desde las fracturas cónicas desarrolladas durante el emplazamiento de los
cuerpos ígneos viscosos (Fig. 7).
Es probable que luego de la mineralización, la elevación general de la sierra provocó un cambio de nivel
de base y la consiguiente erosión de los niveles superiores de las Sedimentitas Calcáreas Santa Isabel hasta
llegar a los niveles más bajos de la secuencia, próximos a los sectores ya mineralizados.
Las soluciones mineralizadoras que alcanzaron la superficie, tuvieron una mayor participación de aguas
meteóricas y desarrollaron los depósitos travertínicos como los ubicados en las canteras de Mena y Collado ,
mientras que las soluciones que rellenaron los espacios abiertos en profundidad originaron los depósitos de
ónice y aragonita.
Fig. 6: Estadio inicial del modelo,
durante la sedimentación y formación
de travertinos en las cuencas
intermontanas.
Fig. 7: Etapa de ascenso del cuerpo
ígneo viscoso, desarrollo de fracturas
cónicas y emplazamiento de la
mineralización.
Fig. 8: ExplosIión freatomagmática,
desarrollo de la caldera y acumulación
de los depósitos piroclásticos de la
Volcaniclastitas Lomitas.

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IV.c.- CONDICIONES POSTUMAS
Durante la génesis del yacimiento y luego de ella, la cámara magmática fue ascendiendo entrar hasta en
contacto con niveles freáticos próximos a la superficie, lo cual provocó una explosión freatomagmática
(Fig.8). Este episodio ha quedado evidenciado en la estructura calderiforme que circunda al domo Lomitas y
tiene su registro estratigráfico en la secuencia volcánica basal de la unidad Volcaniclastitas Lomitas,
especialmente con el depósito de surge que suprayace a las brechas coignimbríticas.
Posteriormente se desarrolló una nueva fase explosiva que dió lugar a los depósitos del segundo ciclo
volcaniclástico y a la aparición en superficie del domo Cerro Lomitas de naturaleza andesítica.
Con la explosión freatomagmática se inicia la decadencia del sistema geotermal debido a que la misma
provocó profundas modificaciones en el comportamiento de las aguas subterráneas, alterando tanto el ciclo
hidrológico como el sistema geotermal que se estaban desarrollando. Esta interpretación está avalada por la
ausencia de cementación calcárea dentro de las Volcaniclastitas Lomitas. Recién durante el Pleistoceno, en las
Sedimentitas El Pantano de carácter fluvial, reaparece la cementación calcárea.
V.- CONSIDERACIONES FINALES
El modelo epigenético propuesto [2] es superador del modelo singenético sostenido por diversos
autores hasta el presente [10-11-12], debido a que los procesos geológicos interpretados han dejado su
impronta en los rasgos geológicos actualmente observables en afloramientos.
Este yacimiento pertenecería a la clase epitermal de baja sulfuración (LS – Low sulfidation) [13], en
razón de los siguientes rasgos geológicos: a) Rellenos de espacios abiertos, b) Mineralización de calcita,
c) Presencia de brechas, d) Texturas bandeadas y coloformes, e) Ebullición -interpretada a partir de
estructuras internas-
Finalmente se destaca que el nuevo modelo concebido introduce profundos cambios en los criterios
de prospección, exploración y evaluación de sus reservas y, por otra parte, representa un indicio de sistemas
hidrotermales de baja sulfuración que permiten orientar la prospección de algunos metales asociados.
VI.- AGRADECIMENTOS
Agradezco la lectura crítica del manuscrito y las sugerencias de la Dra. Nilda Urbina. Asimismo
deseo hacer público mi agradecimiento y dedicar este trabajo a dos queridas investigadoras fallecidas: la
Dra. Elda C. Di Paola quien dirigió mi tesis doctoral y la Dra. Lidia Malvicini por haber orientado las
investigaciones en este tipo de depósitos en sus últimos años de vida.
VII.- REFERENCIAS
1. Lacreu, H. L., 1989. Geología de los yacimientos de ónice calcáreo en la región austral del Salar de Arizaro, Puna
Argentina. Revista de la Asociación de Mineralogia Petrología y Sedimentología, A.M.P.S. 20, (1/4):21-32. Argentina.
2. Lacreu, H. L. 1993. Génesis de los Carbonatos del Yacimiento Santa Isabel, Dpto. Cnel. Pringles, Pcia de San Luis.
Tesis Doctoral, Universidad Nacional de San Luis, Argentina. Inédita.
3. Brogioni, N., 1988. Caracteres geológicos y clasificación de los domos volcánicos Mio-Pliocenos de San Luis. Revista del
Museo de La Plata (N.S.) Geol. X (84):101-112. Argentina
4. Lacreu, H. L. y E.C. Di Paola, 1992. Secuencias epiclásticas y volcaniclásticas en la cantera Santa Isabel y alrededores,
Dpto. Cnel. Pringles, Pcia. de San Luis. IV Reunión Argentina de Sedimentología, Actas I:219-226.
5. Lacreu, H. L., 1995. Control estructural del yacimiento de ónice calcáreo Santa Isabel, Pcia. de San Luis, República
Argentina. V Congreso Nacional de Geología Económica Actas:181-189, Argentina.
6. Lacreu, H. L. 1988. Exploración de Onice Calcáreo en la Cantera Santa Isabel, Dpto. Pringles, Pcia. de San Luis. III
Congreso Nacional de Geología Económica I:39-56. Argentina.
7. Lacreu, H. L. ,1995. Origen de las soluciones mineralizadoras del yacimiento Santa Isabel, Pcia. de San Luis,
República Argentina. V Cong. Nac. de Geol. Económica. Actas:190-200, San Juan 20-22 set.
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Dpto. Pringles, Pcia. de San Luis. Carpeta N" 106. Dirección Provincial de Minería. San Luis. Inédito.
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