Caracterización química y geotermometría de clorita vermicular asociada a la deformación de los gneises miloníticos del sector norte de la Sierra de Guasapampa, Córdoba

RODRÍGUEZ, K. D. L. A.; GUERESCHI, ALINA B.; MARTINO, ROBERTO D.

Puerto Madryn (Chubut)

Congreso; XXI Congreso Geológico Argentino; 2022

Asociación Geológica Argentina

La sierra de Guasapampa, continuación septentrional de la Sierra de Pocho, constituye la unidad orográfica noroccidental de las Sierras Pampeanas de Córdoba. Se caracteriza por un basamento cristalino polideformado de edad neoproterozoica a paleozoica inferior, constituido por gneises tonalíticos biotíticos, gneises tonalíticos inyectados y gneises de ojos, con menores intercalaciones de cuarcitas y esquistos biotíticos (Lucero Michaut y Olsacher 1981; Martino y Fasola 2001). En el sector norte de la sierra de Guasapampa, entre las localidades de Piedritas Blancas y Estancia Casas Viejas, afloran mayoritariamente gneises miloníticos, de grano medio a grueso, constituidos por cuarzo, plagioclasa, muscovita y biotita. La foliación S2, de tipo milonítico, se define por la alternancia de bandas claras de cuarzo-plagioclasa y bandas oscuras de biotita-muscovita, con una orientación media de N 20°/70° O; se encuentran plegadas, definiendo pliegues intrafoliares desmembrados y boudinados. Al microscopio se reconoce una foliación milonítica anastomosada, con porfiroclastos subredondeados de plagioclasa y bandas lenticulares de cuarzo-plagioclasa de 4-5 mm de espesor, rodeados por una matriz de grano fino a medio, con cintas de cuarzo policristalinas recristalizadas y fajas lepidoblásticas fusiformes de muscovita y biotita deformadas en kink bands. Estas rocas presentan una evolución estructural muy compleja y heterogénea, pasando por varias etapas durante un régimen dúctil a dúctil-frágil. Hacia ese último periodo, se reconoce una serie de venillas poliminerales de pequeño espesor (0,5-2 mm), con textura en bloque a ligeramente en bloques elongados hacia el borde (Bons 2000), dispuestas paralelas a la foliación S2 y ligeramente boudinadas, constituidas por feldespato potásico, clorita, calcita y titanita. El feldespato potásico forma granos subhedros a anhedros de 0,25-2 mm, exento de maclas, con fuerte extinción ondulosa, en menor medida se presenta entre las líneas de clivaje de la biotita de la foliación. La clorita es de grano muy fino (< 0,05 mm), color verde claro, con pleocroísmo muy leve a ausente, forma vermicular y color de interferencia anómalo (azul berlín), asociada al feldespato potásico. Su distribución dentro de la vena es aleatoria, pero en sectores, se concentra en agregados paralelos a las paredes de las venillas. La calcita se presenta en granos elongados (< 1,5 mm), con maclas bien definidas, dispuesta paralela a las paredes de las venillas y a la foliación milonítica. La titanita se presenta en granos anhedros, de aspecto grumoso, menor a 0,2 mm, color pardo oscuro, asociada a la clorita y orientada paralela a las paredes de la vena y a la foliación milonítica S2. Otras venillas monominerales, de hasta 4 mm de longitud y 2 mm de espesor, están constituidas por granos de feldespato potásico elongados (< 1 mm), con maclas en enrejado muy difusas y marcada extinción ondulosa; los granos se disponen en sentido perpendicular a las paredes de la vena y definen una textura en bloques elongados; estas venillas aparecen cortando únicamente a los porfiroclastos de plagioclasa. Los análisis de química mineral se realizaron en el LAMARX, Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Universidad Nacional de Córdoba, usando una microsonda JEOL JXA 8230, la cual cuenta con 3 espectrómetros dispersivos en longitudes de onda (WDS) y uno dispersivo en energías (EDS). Se obtuvieron composiciones del feldespato potásico y clorita presentes en las venas y en la foliación. La composición de la titanita y calcita fue determinada con EDS. Las fórmulas estructurales para la clorita y feldespato potásico, se calcularon en base a 14 y 8 átomos de oxígeno respectivamente. Para la clasificación de la clorita se utilizó la propuesta de Foster (1962), mientras que para la estimación de la temperatura de la clorita se compararon 5 geotermómetros. La composición media de la clorita es de: (Mg2,34 Fe2,49 Mn0,05 Al1,1) (Si2,88 Al1,12) (O10) (OH)8, con una relación de Fe/(Fe+Mg) de 0,51 y se puede clasificar como brunsvigita, según Foster (1962). La suma de los cationes Na + K + 2Ca es inferior a 0,05 (apfu), lo que indica que se trata de cloritas puras y libres de interestratificados. La composición química del feldespato potásico es similar para ambos tipos de venas con un alto porcentaje de ortoclasa (media de 97%). Las temperaturas de formación de la clorita obtenidas por los distintos geotermómetros son variables y comprenden una media entre 257° y 352°C. Para el caso analizado aquí, se considera más adecuado utilizar el geotermómetro desarrollado por Xie et al. (1997), ya que aplica una calibración actualizada del propuesto por Cathelineau (1988), introduciendo la relación Fe/(Fe+Mg), lo que lo hace aplicable a una gran variedad de rocas, desde ultramáficas a ácidas; la temperatura media de formación obtenida es de 352° C. El origen y la estructura vermicular de la clorita están poco estudiados; fue primeramente mencionada por Okamato et al. (2008) en esquistos pelíticos del cinturón de Sanbagawa (Japón), donde se asocia a venas de cuarzo, albita, feldespato potásico y calcita. El origen de las venas lo atribuyen a la presencia de fluidos dentro de la roca o bien a la infiltración de fluidos externos. Posteriormente, Kameda et al. (2010) analizan la morfología vermicular de la clorita y proponen un crecimiento en espiral relativamente rápido, como consecuencia de la presencia de dislocaciones en los planos basales donde se inicia el crecimiento en espiral, o bien como consecuencia de la presencia de impurezas absorbidas en el borde de la capa, lo que disminuye el crecimiento lateral; sin embargo, hasta el momento el mecanismo preciso es incierto. La primera hipótesis para explicar el origen de las venillas con clorita vermicular en los gneises miloníticos de la sierra de Guasapampa es que podrían derivar de la descomposición de muscovita y biotita en presencia de fluidos acuosos, para dar lugar a la formación de feldespato potásico y clorita, según la reacción muscovita + biotita + cuarzo + agua = feldespato potásico + clorita propuesta por Spear (1993), para el sistema KFMASH a una temperatura inferior a los 400°C. Por otra parte, la presencia de una fase acuosa con CO2 habría generado una serie de reacciones de disociación en cadena, liberando al sistema los iones carbonato CO_3^(2-)y H+ (Mediavilla Pérez 2014), que al reaccionar con el Ca2+ liberado de la alteración de la plagioclasa daría como resultado la formación de calcita; de la misma forma, la presencia de titanita se podría interpretar formada por el Ti liberado de la descomposición de la biotita; lo que implica una serie de reacciones complejas y difíciles de desarrollar. Se propone que el efecto de la deformación frágil habría generado la descomposición de los filosilicatos, liberando al sistema un fluido enriquecido en K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Ti4+ y SiO42-, el cual habría infiltrado en las zonas de debilidad de la roca (planos de foliación) precipitando feldespato potásico, clorita y titanita. Se ha encontrado feldespato potásico entre las líneas de clivaje de la biotita de la foliación, lo que sería otra evidencia para explicar su origen. En síntesis, teniendo en cuenta que las venas son discontinuas y que algunas cortan solamente a los porfiroclastos de plagioclasa, se puede deducir que los fluidos no habrían migrado grandes distancias, es decir que podrían haber derivado de la misma roca. Además, las microestructuras de las venas, ligeramente alabeadas y boudinadas, y la marcada extinción ondulosa de los granos de feldespato potásico, indican que la deformación habría actuado antes, durante y después de la formación de las venas en los gneises miloníticos de la sierra de Guasapampa.