Metamorfismo progrado y fusión parcial de metapelitas en el ámbito de la Cordillera Oriental, Paleozoico Inferior: la perspectiva de las pseudosecciones.

SOLA, ALFONSO M.; HASALOVÁ, PAVLINA; BECCHIO, RAÚL A.

Córdoba

Congreso; XIX CONGRESO GEOLÓGICO ARGENTINO; 2014

La construcción de modelos de equilibrio de fases (pseudosecciones) en rocas metapelíticas permitió investigar en detalle y cuantificar la evolución metamórfica y el proceso de fusión parcial en la Sierra de Molinos (Provincia de Salta) durante el orógeno Famatiniano. Algunos de los resultados obtenidos pueden ser extrapolados a otras áreas a lo largo del límite Puna - Cordillera Oriental e inclusive en la transición hacia las Sierras Pampeanas del Norte, donde los procesos de anatexis relacionados con la génesis de magmas graníticos de pequeño volumen son observados. En ausencia de asociaciones minerales adecuadas para realizar estimaciones de presión y temperatura por termobarometría convencional, la integración de los resultados obtenidos con las pseudosecciones, la termometría Ti+4 en biotita (Henry et al. 2005) (Fig. 1), como también los rasgos microestructurales reconocidos, son fundamentales para intentar trazar una trayectoria P-T que se ajuste lo más precisamente a la evolución de la corteza en este sector de los Valles Calchaquíes. Litológicamente, la Sierra de Molinos está compuesta esencialmente de una secuencia turbidítica epimetamorfizada asignada a la Fm. Puncoviscana (Neoproterozoico-Cámbrico temprano) y sus equivalentes de medio y alto grado metamórfico (filitas, esquistos, gneises y migmatitas). En el borde nororiental de la sierra, las epimetamorfitas de la Fm. Puncoviscana están en contacto tectónico con metamorfitas de mediano a alto grado. En el núcleo de la Sierra de Molinos, los metasedimentos muestran una transición continua desde rocas de bajo y mediano grado metamórfico a migmatitas félsicas (metatexitas y diatexitas). En base a las asociaciones minerales reconocidas en las rocas metapelíticas, la sierra fue subdividida en 4 zonas metamórficas (Sola y Becchio 2012), que en orden creciente del grado metamórfico son: 1) zona de clorita-mica blanca, 2) zona de moscovita-biotita, 3) zona de sillimanita-feldespato potásico y 4) zona de cordierita-feldespato potásico. El grado metamórfico aumenta de W a E, desde filitas y esquistos en facies de subesquistos verdes, hasta migmatitas alcanzando facies de anfibolita alta en el borde oriental de la sierra. Esta transición metamórfica refleja un incremento de la temperatura que es suficiente para promover la fusión parcial en las zonas de mayor grado. El metamorfismo presenta características que indican condiciones de alta temperatura y baja presión típicas de aureolas de contacto regional (Sola y Becchio 2012; Sola et al., 2013). El protolito fértil de la secuencia migmática y los granitos asociados, corresponde a una metapelita subaluminosa de la secuencia de Puncoviscana. Las condiciones del pico metamórfico (ca. 4,5 kbar - 710ºC) fueron alcanzadas a los ca. 470 Ma (Sola et al., 2013).-La composición rica en magnesio de las pelitas de Puncoviscana favoreció la estabilización de cordierita con poco incremento de la temperatura.-La aparición incipiente de la sillimanita es otra reacción importante que sucede dentro del campo subsólido. Esta reacción es observada dentro de la zona de moscovita-biotita, donde escasos agregados fibrolíticos se encuentran reemplazando a porfiroblástos de cordierita (ahora extensamente reemplazados por mica fina) y toma lugar entre ca. 3 y 4 kbar en el intervalo de temperaturas de 550 ºC hasta alcanzar la línea del solidus (650 ºC).-Las primeras segregaciones graníticas en los esquistos estarían asociadas con reacciones de fusión hidratadas (sobre la línea de solidus). Estas reacciones de fusión hidratadas normalmente generan escaso volumen de fundidos (-5 % vol) por lo que su identificación en el campo o en la petrografía es dificultosa. La pendiente negativa que posee el solidus hidratado en el espacio P-T impediría a estos fundidos ascender por la corteza sin solidificarse o cristalizar, motivo por el cuál difícilmente sean los precursores de granitoides situados en niveles estructurales superiores.-Con el incremento de la temperatura, la coexistencia de sillimanita y feldespato potásico en las primeras migmatitas metatexíticas y la ausencia total de moscovita primaria, sugiere que el estrecho campo que marca la deshidratación de la moscovita fue atravesado en la zona de sillimanita-feldespato potásico. Tomando en cuenta las temperaturas de la termometría (ca. 660-680 ºC) este campo debió ser atravesado alrededor de ca.4-4,5 kbar. Esta reacción, también llamada curva del solidus efectivo, generó la cantidad suficiente de fundido (15-16% vol) como para iniciar la migración con asistencia de la deformación mediante redes interconectadas. Un aspecto importante a ser considerado en este punto es que, una vez atravesada la curva del solidus efectivo, la infiltración eventual de pequeñas cantidades de H2O podría incrementar de forma notable la cantidad de fundido que puede ser producido, manteniendo su naturaleza o composición haplogranítica. En este caso, los fundidos poseen mayor capacidad de ascenso debido a que se encuentran por encima del solidus granítico hidratado. Aunque el agua libre no es común en niveles profundos de la corteza, sin embargo, zonas con deformación o terrenos asociados con zonas de cizalla pueden canalizar cierta cantidad de agua hacia niveles superiores de la corteza.-Las microestructuras revelan que la cordierita reemplaza a la biotita y la sillimanita en un campo que es consistente con un aumento de la temperatura (alternativamente una disminución de la presión) a través de la reacción: Bt + Sil + Pl + Qtz = Crd + Kfs + fundido. Esta reacción acaba consumiendo la sillimanita mucho antes que la biotita simplemente porque es el mineral menos abundante como reactante.-A las temperaturas del pico metamórfico 700-710 ºC, la asociación mineral estable en las migmatitas involucra cordierita y feldespato potásico. El campo de estabilidad calculado para esta asociación mineral en las migmatitas está limitado a presiones que están por debajo de los 4,5 kbar. No se encontraron en las migmatitas de Molinos asociaciones integradas por granate y cordierita. Esta última asociación marcaría el inicio de la facies de granulitas para metapelitas subaluminosas a temperaturas superiores a los 730-740 º C (Fig. 1 izq.). Las rocas metamórficas de Molinos suministran mejor información sobre la evolución prograda mientras que la información del retrogrado no es muy concluyente. La única evidencia clara sobre el enfriamiento en las migmatitas, es la gran cantidad de moscovita tardía que creció reemplazando fases peritécticas formadas previamente por las reacciones del progrado como la sillimanita, el feldespato potásico y la cordierita, indicando que las migmatitas debieron enfriarse a presiones similares a las del progrado, posiblemente en forma isobárica, siempre por encima del punto P1 (Fig. 1 izq.). En resumen, la evolución metamórfica inferida, contraria a las agujas del reloj se corresponde con la de otros terrenos metamórficos de baja presión que han experimentado metamorfismo regional de contacto o calor magmático directo. Fig. 1 (izq.) Pseudosección construida con Perple-x (Connolly 1990) para una metapelita representativa de la Sierra de Molinos (promedio muestras MO40 y MO104/08; ver Sola et al. 2013). La composición de roca total utilizada se expresa en % en peso. El cuarzo está en exceso y la cantidad de H2O fue calculada de manera que es apenas suficiente para saturar la roca por debajo del solidus a 8 kbar (der.) Termometría Ti en biotita (Henry et al. 2005) obtenida para las diferentes zonas metamórficas. La sucesión de las asociaciones minerales o paragénesis en los terrenos metamórficos pueden ser el resultado de uno o varios eventos metamórficos superpuestos. Un evento metamórfico es entendido en el sentido de Vernon et al. (2008), como un episodio tectonotérmico que puede ser bien diferenciado en el tiempo y que consta de un segmento progrado, un pico y un segmento retrogrado. Estos eventos pueden, y normalmente lo hacen, involucrar varias generaciones de plegamientos y foliaciones vinculadas a la deformación a lo largo de su trayectoria P-T. En este sentido, la trayectoria inferida en base a la interpretación de la información disponible y la sucesión de paragénesis minerales puede ser explicada sin necesidad de recurrir a varios eventos metamórficos superpuestos.