Mineralogy and geochemistry of Fe-Ti oxide ores from the Don Dieguito massiftype anorthosite suite, Sierra Nevada de Santa Marta, Colombia

Abstract

Fe-Ti oxide ores are commonly associated with Proterozoic massif-type anorthosite bodies emplaced during the Grenville orogeny (~1.2-1.0 Ga). Some of these anorthositic bodies occur in the northernmost part of the Santa Marta Massif, Colombia. They locally contain crosscutting Fe-Ti(-V) ore bodies between the El Hierro creek and the Don Dieguito river. We have distinguished two types of Fe-Ti(-V) ores: i) oxide-apatite norite (fine grained ilmenite and magnetite disseminated in an assemblage of apatite, amphibole, chlorite, rutile and sericitized plagioclase) and ii) banded nelsonite (coarser grained ilmenite, magnetite and apatite distributed in bands, with minor baddeleyite, srilankite and högbomite). Ilmenite in the two ore types display distinct hematite exsolution features: a) needle-like in the oxide-apatite norite ore; and b) two generations of exsolutions in the banded ore. Magnetite shows similar Ti and V contents in both ore types (0.4 wt % TiO2 and 0.5 wt % V2O3 on average in the oxide-apatite norite ore, 0.5 wt % TiO2 and 0.4 wt % V2O3 in the banded ore), whereas ilmenite has higher hematite, pyrophanite and geikielite components in the banded ore. The ores might have formed from the combination of fractional crystallization and magma mixing, with exsolution occurring probably at 575-600°C. This first detailed mineralogical and textural study of Fe-Ti(-V) oxide ores in anorthosite massifs from Colombia suggests that the Santa Marta Massif is an interesting target for future research.

Las mineralizaciones de óxidos de Fe-Ti se asocian comúnmente a complejos anortosíticos proterozoicos (massif-type) emplazados durante la orogenia Grenvilliana (~1.2-1.0 Ga). Algunos de estos cuerpos anortosíticos se encuentran en la parte septentrional del Macizo de Santa Marta, en Colombia. Localmente, éstos contienen cuerpos de óxidos de Fe-Ti(-V) entre la quebrada El Hierro y el río Don Dieguito. Se han distinguido dos tipos de mineralizaciones de Fe-Ti(-V): i) norita con óxidos y apatito (ilmenita y magnetita de grano fino diseminadas en una asociación de apatito, anfíbol, clorita, rutilo y plagioclasa sericitizada); y ii) nelsonita bandeada (ilmenita, magnetita y apatito de grano grueso, distribuidos en bandas, con cantidades menores de baddeleyita, srilankita y högbomita). Las ilmenitas en los dos tipos de mineralizaciones muestran diferentes exsoluciones de hematites: con forma de aguja en la mena diseminada; y dos generaciones de exsoluciones en la mena bandeada. La magnetita presenta contenidos en Ti y V similares en ambas mineralizaciones (un promedio de 0.4 wt % TiO2 y 0.5 wt % V2O3 en la diseminada, 0.5 wt % TiO2 y 0.4 wt % V2O3 en la bandeada), mientras que la ilmenita tiene mayor componente hematites, pirofanita y geikielita en la mena bandeada. Las menas se podrían haber formado por la combinación de cristalización fraccionada y mezcla de magmas, y la exsolución tendría lugar probablemente a 575-600°C. Esta primera caracterización mineral y textural de los óxidos de Fe-Ti(-V) en macizos anortosíticos en Colombia indica que la Sierra de Santa Marta es un objetivo interesante para investigaciones futuras.