CARACTERIZACIÓN MINERALÓGICA Y GEOQUÍMICA DE ELEMENTOS TIERRAS RARAS EN ARCILLAS NEÓGENAS DE LAS FORMACIONES VINCHINA Y TORO NEGRO

COLLO, GILDA; MARTINA, FEDERICO; TEIXEIRA, WILSON

Congreso; XIX Congreso Geológico Argentino; 2014

La cuenca de Vinchina, en la provincia de La Rioja en el noroeste Argentino, presenta una sucesión expuesta mio-pliocena extraordinariamente espesa (~12000 m) y continua de estratos sinorogénicos aluviales andinos. Esta sucesión, interpretada como producto de un corrimiento que exhumó la cuenca neógena en la región, está constituida por las formaciones Vinchina y Toro Negro y equivalentes (Ramos, 1970) y es cubierta en discordancia angular por conglomerados horizontales asignados al Plioceno superior-Pleistoceno. La mineralogía de arcillas identificada por difracción de rayos x (DRX) en los niveles de grano fino en las formaciones Vinchina y Toro Negro muestran un cambio en la composición con la profundidad asociado a procesos de illitización que tuvieron lugar durante el soterramiento de las unidades, en un régimen térmico extremadamente bajo (Collo et al., 2011). La fracción <2mm y subfracciones (<0.1, 0.2, 0.2-1 y 1-2 μm) fueron analizadas en 5 niveles de pelitas y 2 niveles tobas a lo largo de la columna estratigráfica mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y transmisión con el objeto de avanzar en la reconstrucción de la los procesos postdepotacionales que tuvieron lugar en la cuenca. Por otra parte, los elementos traza en las diferentes fracciones fueron determinados mediante ICP-MS. Las fracciones analizadas en las pelitas se componen predominantemente de interestratificados I/S, illita y clorita, con proporciones variables de cuarzo, plagioclasa, feldespato potásico, calcita, hematita y zeolitas. Las fracciones menores a 0,2 mm están compuestas exclusivamente de minerales de arcilla (illita y/o I/S o clorita), en tanto que los minerales no arcillosos identificados están concentrados en las fracciones compuestas por granos de mayor tamaño (0.2-1 y 1-2mm). Las proporciones de illita en los interestratificados I/S aumentan con la profundidad, aunque no superan el 55% en los niveles más profundos. Las fracciones analizadas en las muestras de toba se componen predominantemente de interestratificados I/S (tipo R0 y R1). En las fracciones más gruesas se identificaron cantidades menores de illita, cuarzo y plagioclasa. Los análisis de química mineral (EDS y AEM) se realizaron en las subfracciones de un nivel de pelita y en una toba y las fórmulas estructurales se estimaron considerando 22 oxígenos. Los granos analizados en las fracciones separadas para la muestra de pelita (RT108) arrojaron composiciones compatibles con interestratificados I/S (R0, R1 y R3) hasta illita, con cargas interlaminares entre 0.26 y 0.99 a.p.f.u. (átomos por fórmula unidad) y contenidos de Si de 3.09 y 3.99 a.p.f.u. Para la muestra de toba la característica más significativa es el alto contenido de Si, con contenidos de K significativamente menores y mayores contenidos de Na y Ca que la pelita. La distribución de los elementos de tierras raras (ETR) normalizados a condrito (cf. Boyton, 1984) en las muestras de pelita presenta en general un diseño con pendiente pronunciada para los ETR livianos (relaciones La/Sm entre 3 y 4,3) y patrones de ETR pesadas (ETRP) con una pendiente más suave (relaciones GdN/YbN entre 1,61 y 1,99), con anomalías de Eu negativas (Eu/Eu* = 0,64 ? 0,72). Este diseño es similar al que presentan las rocas de origen cortical, tal como lo evidencia la similitud con el patrón del PAAS (post-Archean Australian Average Shale, Nance y Taylor, 1978, 1979; Taylor y McLennan, 1985). En el patrón de ETR obtenido para los niveles de tobas  (todos compuestos casi exclusivamente por interestratificados de tipo I/S), se observa que la toba basal (muestra TRT3) presenta  anomalía negativa de Eu (Eu/Eu* = 0,67) consistente con el fraccionamiento de plagioclasa, mientras que, al contrario, el nivel del tope de la unidad (TRT4) exhibe mayor concentración de ETR totales y no presenta anomalía de Eu (Eu/Eu* = 0,93). En las fracciones <0.1, <0.2, 0.2-1 y 1-2mm, tanto en las pelitas como en las tobas, se observa un incremento en la concentración de ETR totales a medida que aumenta el tamaño de grano. Salvo la muestra más basal de la Fm. Vinchina (RT108) que presenta una mayor concentración de ETR totales, pendiente aplanada de ETRP (relaciones Gd/Yb entre 1,12 y 1,22) y anomalía positiva de Ce, la distribución y concentración de ETR en las pelitas es similar a lo largo de toda la columna sugiriendo una procedencia desde fuentes corticales con igual composición. Dado que los ETR son trazadores eficientes de la interacción roca-fluido y de la subsecuente relación mediante fluidos y los minerales autigénicos que a partir de ellos se generan (e.g. Clauer y Chaudhuri, 1995) es posible interpretar que la composición de los mismos habría sido homogénea a lo largo de la historia post-depositacional.