Condiciones de formación de rocas ígneas máficas y migmatitas derivadas de rocas máficas y metasedimentarias en el centro de la Sierra de Valle Fértil, San Juan: Implicancias Geológicas

TIBALDI, A.; OTAMENDI, J.; VUJOVICH, G.I; MARTINO, R. D.

San Salvador de Jujuy

Congreso; XVII Congreso Geológico Argentino; 2008

Asociación Geológica Argentina

Las sierras de Valle Fértil y La Huerta están ubicadas en el sector oriental del arco magmático Famatiniano,y exponen secciones cristalinas que muestran la transición entre niveles corticales profundos y medios (Otamendi et al. 2008a). Estas sierras constituyen un bloque cristalino de 140 km. de largo por 30 km. de ancho, que fue diferencialmente elevado por la tectónica andina (Jordan y Allmendinger 1986). Reconstrucciones actuales del arco magmático Famatiniano sugieren que estas secuencias corticales profundas se formaron en el cinturón externo del arco magmático compuesto (Quenardelle y Ramos 1999). En el sector central del arco Famatiniano la actividad magmática culminó cuando el terreno alóctono de Laurentia colisionó con el margen proto-pacífico de Gondwana (Thomas y Astini 1996, Ramos et al. 1996). Esta idea es consistente con los resultados obtenidos mediante mediciones geofísicas que indican la existencia de una paleo-sutura, denominada lineamiento Valle Fértil, en el borde occidental de las sierras de Valle Fértil-La Huerta (Giménez et al. 2001). En términos generales, la estratigrafía de dicha sierra ha sido descripta por Otamendi et al. (2008b) en cuatro unidades principales denominadas: máfica, intermedia, silícica y metasedimentaria supracortical. En el sector central del la sierra de Valle Fértil, específicamente a lo largo del arroyo San Juan, se preserva una sección cortical que facilita la evaluación de la mineraloquímica, composición, condiciones de P-T de emplazamiento, cristalización e historias de enfriamiento de los materiales rocosos formados en niveles corticales profundos del arco magmático Famatiniano. Esta sección cortical, correspondiente a la unidad máfica definida por Otamendi et al. (2008), se caracteriza por la presencia de rocas plutónicas máficas inter-estratificadas con migmatitas máficas y migmatitas meta-sedimentarias. Las relaciones de campo y las observaciones petrográficas indican que gabros piroxénicos anfíbólicos son la litología máfica dominante. Las rocas gábricas (Pl-Opx-Cpx-Amph; símbolos tomados de Kretz 1983) se caracterizan por el desarrollo de texturas típicamente magmáticas y en menor proporción por la presencia de texturas desarrolladas en estado subsólido. Presentan enclaves de tamaños variables de similar composición pero menor granulometría, mientras que a menudo se encuentran intruídos por un conjunto de diques cuyas características no difieren significativamente de aquellas descriptas para los enclaves. Las migmatitas máficas tienen un mesosoma constituido por Pl + Opx + Cpx + Amph + Mt y, se caracterizan por mostrar una transición desde fábricas magmáticas hasta migmáticas. Los leucosomas de las migmatitas máficas son de composición leucotonalítica, los cuales se ramifican manteniéndose paralelos a la fábrica de los mesosomas, o incluso cortándola. Los mesosomas presentan una composición mineraloquímica muy similar a aquella de las rocas máficas y desarrollan textura inequigranular hipidiomórfica y granoblástica a pseudopoligonal a modo subordinado. Estas características sugieren que las intrusiones máficas son los protolitos de las migmatitas máficas. Las migmatitas metasedimentarias (Qtz-Sil-Grt-Pl-Bt-Crd-Kfs) presentan textura granoblástica a grano-lepidoblástica, mostrando eventualmente retrabajo mineral. En general, poseen fábricas bandeadas generadas por la alternancia de mesosomas y leucosomas leucograníticos, observándose algunas veces la coalescencia de estos leucosomas dando lugar a la generación de diques tabulares de leucogranitos. Los leucogranitos se disponen discordantemente y en ocasiones se encuentran intruyendo a las rocas máficas. Un rasgo destacable de la zona de estudio es que se puede ver la alternancia de bancos de migmatitas máficas y metasedimentarias. Asimismo, observaciones de campo y petrografía permiten deducir que mientras las migmatitas metasedimentarias experimentaron la reacción de fusión parcial general: Qtz + Pl + Bt + Sil ’! fundido ± Grt ± Crd ± óxidos (1). En las migmatitas máficas la fusión se desarrollo por el progreso de la reacción incongruente de fusión: Qtz + Pl + Amph ’! fundido + Cpx ± Opx (2). Estimaciones geotermobarométricas realizadas tanto en los grandes cuerpos gábricos como en los diques menores indican que los magmas máficos intruyeron a la secuencia metasedimentaria y cristalizaron a aproximadamente 7 kbar y 1100 ºC. Estos valores barométricos son consistentes con aquellos estimados en las migmatitas metasedimentarias (GASP ~ 7 kbar; GBSQ ~ 6,5 kbar). Por su parte, los valores térmicos (~ 820º C) obtenidos mediante el intercambio de Fe-Mg entre Grt-Bt indican que las migmatitas metasedimentarias se formaron en facies de granulitas. Estas condiciones físico-químicas de formación son equivalentes a aquellas observadas tanto en los mesosomas de las migmatitas máficas (770-840 ºC y 6,5 kbar) mediante el vector de intercambio de Fe-Mg entre Cpx-Opx y el termómetro Pl-Amph, como en los segregados leucotonalíticos (780-820 ºC; 5,5 y 6,6 kbar) generados a partir de las mismas. Desde el punto de vista mineraloquímico, estos resultados son consistentes con la disminución observada en la concentración de aluminio tetraédrico y en la relación Mg/Mg + Fe+2 de los piroxenos correspondientes a las migmatitas máficas con aquellos de las rocas gábricas. Por otra parte, las estimaciones de P-T son semejantes con aquellas determinadas mediante los experimentos de fusión parcial (Stevens et al. 1997, Beard y Logfren 1991) que modelaron las reacciones 1 y 2 previamente mencionadas. Experimentos realizados en rocas máficas indican temperaturas mínimas de fusión > a 850º C mediante fusión deshidratada y > a 800º C cuando agua es incorporada al sistema, para presiones de 7 kbar (Beard y Logfren 1991); mientras que para esas presiones en migmatitas meta-sedimentarias se establecen temperaturas de fusión alrededor de los 800 º C (Stevens et al. 1997). La suma de estos factores indican que la transferencia de calor generada por la cristalización de la rocas máficas, promueve la fusión parcial de la corteza metasedimentaria adyacente (Annen et al. 2006), y como resultado de ello, la formación de migmatitas máficas a partir de la fusión parcial de las intrusiones máficas previas. La presencia de migmatitas máficas en la Sierras de Valle Fértil, no sólo es un rasgo geológico no mencionado en el arco Famatiniano, sino también establece al menos el límite térmico inferior (820º C; Beard y Logfren 1991) al cual estuvieron sometidas estas secciones corticales profundas. Estas observaciones en su conjunto, ponen de manifiesto que las secuencias litológicas que constituyen la base del arco magmático Famatiniano, alcanzaron el equilibrio térmico y barométrico, y que la energía aportada por los magmas máficos que intruyen sucesivamente la corteza inferior fue la fuente de calor para sostener el metamorfismo magmático.