Vinciennite and Cu-excess tennantite from the Layo (Cu, Sn, As, Au) epithermal deposit (Southern Peru)

Summary

The Layo epithermal deposit, cutting Miocene-Pliocene calc-alkaline volcanites of the Tacaza group, includes a well-developed eastern zone (Vetas 7 and 8) in which brecciated and banded textures are associated with a large, intensely argillized zone containing diaspore and alunite. The vetas contain a typical Cu-As mineralogy of the “acid-sulfate” type (pyrite, enargite, Cu-excess tennantite, chalcopyrite, covellite) with an associated original stanniferous paragenesis including vinciennite and mawsonite. The vinciennite is close to the ideal end-member (Cu₁₀Fe₄SnAsS₁₆) and the Cu-excess tennantite (Cu₁₁FeAs₄S₁₃) shows a total absence of Zn and Ag; its very specific chemical composition suggests that all the iron is Fe³⁺, equilibrated by Cu⁺ and probably minor Cu²⁺.

This particular mineralogical association implies deposition at relatively low temperature (∼300°C) and high aS₂ (10^−6.5 decreasing to 10^−8.5), from a Cu-S-rich and Fe-Zn-poor fluid. The “acid-sulfate” epithermal mineralization of the eastern vetas of Layo appears to have preceded an “adularia-sericite” epithermal mineralization expressed in the western vetas of Layo and also in the nearby large epithermal veins at Orcopampa and Shila. It also supports the genetic relationship that is commonly evoked between porphyry copper and epithermal deposits.

Résumé

Le gîte épithermal de Layo est encaissé dans les volcanites calco-alcalines Miocène-Pliocène du groupe de Tacaza. Sa zone orientale renferme des corps minéralisés (Vetas 7 et 8) bien développés, à textures bréchiques et rubanées associées à une large zone intensément argilisée contenant diaspore et alunite.

Les “vetas” présentent une association minéralogique à As-Cu typique des gisements “acide-sulfate” (pyrite, énargite, tennantite riche en cuivre, chalcopyrite, covellite) et une paragenèse stannifère originale renfermant vinciennite et mawsonite. La vinciennite est proche du pôle théorique (Cu₁₀Fe₄SnAsS₁₆) et la tennantite riche en Cu (Cu₁₁FeAs₄S₁₃) est dépourvue de Zn et de Ag; sa composition chimique suggère que tout le fer se présente sous la forme Fe³⁺, en équilibre avec Cu⁺, avec probablement une participation mineure de Cu²⁺.

Cette association minéralogique particulière implique une mise en place sous forte fugacité en soufre (aS₂ = 10^−6.5 décroissant jusqu'à 10^−8.5) à une température relativement basse de l'ordre de 300°C à partir d'un fluide riche en Cu et S et pauvre en Fe et Zn. La minéralisation de type “acide-sulfate” des vetas orientales de Layo précéderait celles de type “adulaire-sericite” des vetas occidentales de Layo et des gisements voisins de Orcopampa et Shila. Elle contribue à renforcer le lien fréquemment évoqué entre les porphyres cuprifères et les gisements épithermaux.