Estimación de condiciones P/T para metapelitas de la Formación Puncoviscana y unidades suprayacentes en la región N de Salta (Cordillera Oriental, NW Argentina)

DO CAMPO, MARGARITA; COLLO, GILDA; NIETO, FERNANDO

Congreso; XVIII Congreso Geológico Argentino; 2011

La Formación Puncoviscana fue definida por Turner (1960) en la porción norte de la Sierra de Santa Vi ctoria, la cual forma parte de la unidad morfoestructural Cordillera Oriental; sin embargo, la mayor parte de los estudios realizados en las últimas décadas se basan en datos correspondientes a afloramientos de esta unidad ubicados al sur de los 24º Lat. S. Teniendo en cuenta la importancia que reviste conocer la evolución neoproterozoica-cámbrica del margen occidental de Gondwana se decidió realizar un detallado estudio mineralógico-petrológico en esta región. Se colectaron 15 muestras de metapelitas y metaareniscas de la Formación Puncoviscana cubriendo un perfil de aproximadamente 6 Km en dirección NO-SE, comenzando al NO del poblado de San Isidro (22º 44’ 1,7’’ Lat. S, 65º 15’ 00’’ Long. O). Con el fin de comparar el grado de transformación post-depositacional de la Formación Puncoviscana, afectada por deformación polifásica, con el de las unidades cambro-ordovícicas separadas de aquella por una fuerte discordancia angular, se colectaron muestras de niveles finos correspondientes a las Formaciones Campanario y Lizoite (Grupo Mesón, Cámbrico) en San Isidro, y de la Formación Campanario y el Grupo Santa Victoria (Ordovícico) en Miyuyoc y algo más al sur en la Quebrada de Humahuaca (22º 52’ S, 65º 17’ O y 23º 22’ S, 65º 20’ O, respectivamente). La investigación comprendió el estudio de cortes delgados, análisis mediante difracción de rayos X (DRX) de la roca total y de la fracción < 2 µm, determinaciones de los parámetros Índice de Kübler  (IK) y b de la mica blanca y el estudio de 6 muestras empleando imágenes de electrones retrodispersados y microanálisis (Zeiss DSM950 SEM y Variable Pressure SEM, Centro de Instrumentación Científica, Universidad de Granada). La reconstrucción de las condiciones de P y T de rocas silicoclásticas afectadas por metamorfismo de muy bajo a bajo grado, y en particular su evolución temporal, son con frecuencia difíciles de establecer. Se pueden obtener estimaciones de la temperatura del metamorfismo mediante la medición del IK; mientras que determinaciones más precisas son difíciles de obtener debido a la falta de minerales índice confiables, pero además porque en un régimen de metamorfismo de baja temperatura es difícil que se alcance el equilibrio termodinámico. Por otro lado, las condiciones barométricas pueden deducirse mediante el parámetro b de la mica blanca, o empleando el geobarómetro de la fengita si se cuenta con microanálisis de las micas (Massonne y Schreyer, 1987; Massonne y Szpurka, 1997). Las metapelitas de la Formación Puncoviscana presentan una foliación secundaria continua a espaciada S1, definida por un bandeado granulométrico-composicional milimétrico con orientación preferencial demi nerales laminares (granos de mica blanca y clorita autigénicas), así como de otros minerales recristalizados(eg. Qtz, feldespatos). El S1 se dispone predominantemente paralelo a S0 como consecuencia del plegamientoapretado que afecta a la unidad. La foliación primaria es evidenciada por una alternancia de bandas claras yos curas milimétricas aunque de espesor variable. Las bandas cuarzosas asociadas al S1 aparecen frecuentementecomo lentes o levemente plegadas dentro de las de grano más fino. Son abundantes las sombras de presiónalrededor de granos de cuarzo y blastos de clorita, formadas predominantemente por cuarzo y clorita de granofino. La mica blanca frecuentemente aparece en láminas de menos de 10 hasta 60 µm de largo. La clorita presenta, en cambio, una morfología más variable, apareciendo en láminas pero también en granos globulares oirregulares, de tamaño semejante al de los granos de mica. En el SEM se pudieron observar cristales de mica yclorita curvados o micro plegados, en coincidencia con las evidencias de deformación observadas en los cortespetrográficos. Ocasionalmente se desarrolla una foliación de crenulación S2, que suele presentar blástesis de illitay clorita asociada y minerales opacos reorientados y alargados en los flancos de los pliegues y predominio degranos cuarzo-feldespáticos en las charnelas. Los filosilicatos identificados mediante DRX fueron clorita e illita-moscovita; mientras que los valores de IK se ubicaron en el rango 0,31 a 0,23 (n = 9), indicandocondiciones de anquizona media a epizona. Estos valores, junto con la ausencia de biotita autigénica, permiten inferir temperaturas de 350 ± 50ºC para el clímax del evento metamórfico.  Tanto en las pelitas del Grupo Mesón como en las del Grupo Santa Victoria, la foliación secundaria S1 sede sarrolla ocasionalmente, de manera oblicua al bandeado S0. Para la Formación Campanario, los minerales identificados mediante DRX fueron illita + caolinita + Qtz + Pl ± Kfs; mientras que, para el único nivel analizado de la Formación Lizoite, se reconocieron illita + Qtz + Kfs + Pl. Los valores de IK determinados para las muestras del Grupo Mesón varían entre 0,41 y 0,51 (n = 4), indicando condiciones de diagénesis profunda a anquizona débil (∼220°C). Solo se analizaron dos pelitas del Grupo Santa Victoria mediante DRX, la muestra tomada en la Quebrada de Humahuaca está compuesta por illita + caolinita + Qtz + Pl (IK = 0,68), mientras que en el nivel de Miyuyoc se identificó illita + corrensita + Pl + Qtz (IK = 0,41). Esta última muestra fue estudiada en el SEM, observándose una foliación primaria (S0) y una foliación secundaria (S1) oblicua a la primera. Para la Formación Puncoviscana se obtuvieron valores del parámetro b en el rango 9, 035-9,050, mientras que para dos muestras correspondientes a la Formación Campanario y el Grupo Santa Victoria se obtuvieron valores de 9,025 y 9,012, respectivamente. A partir de los microanálisis obtenidos en el SEM se calcularon las fórmulas estructurales de los filosilicatos, considerando 22 cargas negativas en el caso de las micas dioctaédricas y 28 en el caso de las cloritas. Para las micas se consideró, además, una relación Fe2+/Fe3+ igual a 0,70 dado que todas las muestras contienen hematita e ilmenita como minerales accesorios (cf. Guidotti et al., 1994). Las micas de la Formación Puncoviscana presentan un amplio rango en sus contenidos de Fe + Mg aún dentro de cada muestra, esta variación se explica por una combinación de substitución fengítica ((Mg, Fe+2)VI, SiIVVI = Al, AlIV), y fe rrimuscovítica (Fe+3 = Al). Por otro lado, las micas dioctaédricas evidencian en general escasa sustitución illítica (SiAl-1 =   K-1). Los contenidos de Si de las micas varían entre 3,05-3,48; estos valores, junto con las temperaturas estimadas a partir de los IK, permiten deducir presiones de entre 5,6 a 6,9 kbar para el clímax del metamorfismo, empleando el gráfico de Massonne y Szpurka (1997).  Las cloritas de la Formación Puncoviscana se ubican en el diagrama Fe + Mg vs. Si (Hillier y Velde, 1991) próximas a la línea que indica ocupación completa de los sitios octaédricos (Σ oct = 6), y presentan IVVIAl >Al, lo cual evidencia que se trata de cloritas metamórficas. Además, su relación Fe/(Fe + Mg) varía menos que 0, 1 en cada una de las muestras, lo cual constituye una fuerte evidencia de que se alcanzó el equilibrio químico. Solo una de las muestras presenta cloritas más silíceas y con Σ oct < 6; paralelamente, las micas que contiene esta metapelita evidencian una componente illítica mayor que la observada en el resto de las muestras.  Las micas del Grupo Santa Victoria se caracterizan por presentar un mayor componente illítico y ser menos fengíticas que aquellas de la Formación Puncoviscana, lo cual coincide con los valores de IK y pa rámetro b obtenidos. Las micas con carga interlaminar > 0,75 presentan contenidos de Si entre 3,02 y 3,32, y contenidos promedio de Fe + Mg de 0,28 (n = 26). La presencia de corrensita en la muestra del Grupo Santa Victoria, corroborada por los microanálisis, es compatible con el valor de IKobtenido que indica diagénesis profunda.Los valores de P y T estimados para el clímax del metamorfismo de la Formación Puncoviscana en la zona del río Iruya son semejantes a los deducidos para localidades ubicadas más al sur (T  350-400ºC, P = 5-7 kbar), a partir de datos de IK y estudios mediante TEM (Do Campo, 1999; Do Campo y Nieto, 2003). Por ot ra parte, el análisis microtectónico revela un mayor desarrollo del clivaje en los afloramientos de la zona del río Iruya que en las localidades ubicadas más al sur. Estos resultados demuestran que en la Cordillera Oriental, entre los 22º 30’ y 26º S, el grado metamórfico de la Formación Puncoviscana no aumenta paulatinamente de norte a sur como se sostuvo durante muchos años; aunque unidades equivalentes que afloran más al sur, en las Sierras Pampeanas, presenten metamorfismo de medio y alto grado. El estudio realizado evidencia, además, una diferencia de al menos 100°C entre las temperaturas alcanzadas por el Grupo Mesón y la Formación Puncoviscana, indicando historias post-depositacionales independientes, lo cual es consistente con la fuerte discordancia angular existente entre ambas unidades, que habría exhumado >10 Km de metamorfitas.