Caracterización petrológica y edad de las milonitas de la faja de cizalla Valle Fértil: implicancias en el desarrollo geodinámico del arco magmático famatiniano durante el Paleozoico

CRISTOFOLINI, E.; OTAMENDI, J.; TIBALDI, A.; MARTINO, R.D.; ARMAS, P.

Córdoba

Congreso; 19º Congreso Geológico Argentino; 2014

Asociación Geológica Argentina

El presente resumen tiene como propósito fundamental integrar los rasgos petrológicos de las rocas miloníticas, relevados en la porción centro-occidental de la sierra de Valle Fértil, a partir de las observaciones realizadas en las secciones que comprenden a las quebradas de Usno, Corral Grande, Otarola, Salazar y Chávez. En base a los estudios de detalle llevados a cabo en la sección central de las serranías (Gallien et al. 2010, Cristofolini et al. 2010, Otamendi et al. 2012, Cristofolini 2012, Tibaldi et al. 2013, entre otros), se ha podido conocer en detalle la geología presente en la zona. De acuerdo a estos estudios y al análisis minucioso que fue realizado de su segmento occidental (Cristofolini et al. 2010, 2013, Cristofolini 2012 y trabajos citados allí), se pudo reconocer y cartografiar una asociación litológica que aparece con una distribución areal continua, la cual ha sido denominada formalmente como asociación milonítica (ver Cristofolini et al. 2010). Dicha asociación litoestratigráfica pudo ser definida claramente, abarcando una zona que se extiende por más de 50 km, iniciando al norte en los alrededores de la quebrada de Usno y continuándose hasta la sierra de Chávez en su extremo más austral. De acuerdo al mapeo preciso, se ha distinguido una división geológica de primer orden que delimita dos zonas: la primera que abarca la franja centro-oriental de las sierras, expresada por una geología que preserva las relaciones petro-genéticas originales; en tanto que en contraste marcado en el segmento más occidental se encuentra una faja amplia donde se aprecia una completa obliteración de dichos rasgos. En esta última faja, las texturas, estructuras y relaciones espaciales ígneo-metamórficas están parcial o totalmente borradas por el desarrollo de típicas fábricas miloníticas (Cristofolini et al. 2011). Es por ello que se la definió como una extensa faja de cizalla (faja Valle Fértil), que comúnmente ocupa entre 5 y 10 kilómetros desde el valle del Bermejo hacia el este. Cabe mencionar que el contacto a escala regional entre las dos subunidades geológicas, se resuelve en una zona de transición que tiene pocos cientos de metros de espesor (< 300 m) y continuidad a lo largo de todo el segmento serrano estudiado. Mediante el estudio detallado de la faja de cizalla Valle Fértil, se ha identificado una continua unidad litoestratigráfica (asociación milonítica) conformada por una alternancia recurrente de rocas de la serie milonítica, agrupadas genéricamente en cuatro tipos litológicos principales: protomilonitas, milonitas, ultramilonitas y filonitas. Dadas las relaciones de campo y la petrografía de detalle, se ha caracterizado como protolitos precursores de dichas rocas tanto a las migmatitas metasedimentarias (estromatitas-diatexitas) presentes en la zona, como al conjunto de gabros-gabronoritas, dioritas y dioritas cuarzosas que dominan en la unidad máfica (ver Cristofolini et al. 2010, Cristofolini et al. 2011). El set de rocas miloníticas se organiza a lo largo de toda la zona de cizalla Valle Fértil como pequeñas fajas discontinuas, conformando tabiques flexurados y anastomosados, con morfología subangular, de 10 m a 40 m de longitud y potencias variables entre 1 m a 30 metros. Esporádicamente se encuentran fajas de gran continuidad espacial, con longitudes que pueden superar los 600 m y potencias estimadas de alrededor de 300 metros. En afloramiento se destacan por presentar tonalidades verde oscuras a pardas rojizas, variando de rocas de grano medio-fino con una foliación milonítica (S2) estrecha (0,5-2 cm de potencia) muy penetrativa, a otras de grano grueso donde la foliación tiende a tornarse más abierta (2-5 cm de potencia). Asimismo, cabe destacar que el contacto entre las rocas de la serie milonítica y sus respectivos protolitos, es siempre neto a escala de afloramiento. De esta manera se observa una alternancia repetida de bandas con alta tasa de deformación y otras donde se conserva el patrón morfológico-textural original del protolito, generando un típico paisaje de sucesivos tabiques angulosos y lomos redondeados. El análisis petrográfico muestra que las protomilonitas, milonitas y ultramilonitas de protolitos metasedimentarios exponen una matriz dominada por Bt+Sil+Qtz+Pl, en tanto que las filonitas exponen una asociación conformada por Ser+Chl+He+Qtz+Pl. En todos los casos los porfiroclastos son tipo δ y σ de Kfs-Grt-Cor-Pl. Por su parte las protomilonitas, milonitas y ultramilonitas de protolito ígneo máfico (gabro-diorita), se caracterizan por una matriz de Hbl+Pl+Qtz+Mag-Ilm+Spl±Bt y porfiroclasto σ y δ de Hbl-Pl-Opx-Cpx. Las asociaciones minerales paragenéticas definidas en las rocas miloníticas indican una recurrencia de condiciones metamórficas de grado medio en facies de anfibolita alta y dentro de la primera zona de sillimanita, y localmente solo asociadas a las filonitas condiciones de grado bajo estabilizadas en facies de esquistos verdes y dentro de la zona de clorita. Por otra parte, las rocas miloníticas exhiben una estructura planar penetrativa y anastomosada (foliación milonítica S2), cuyos rasgos sugieren un comportamiento reológico en condiciones dúctiles y temperaturas tanto de facies de anfibolitas (S2a) como de esquistos verdes (S2b). Su orientación espacial presenta rumbos entre N 320º a N 350° y buzamientos variable entre 55° y 80° al NE y SO. Asimismo, muestran un plegamiento (P2) a escala métrica y decamétrica de tipo isoclinal con planos inclinados y vergencia al oeste, pasando a isopáquicos apretados asimétricos cuyos ejes axiales se orientan sub-paralelos a S2, y en ocasiones caracterizando a típicos pliegues recumbentes también con vergencia occidental. Sobre los planos de S2 aparece una lineación (L2) dada por la orientación de filosilicatos (Bt-Chl), sillimanita y por el estiramiento de agregados cristalinos de cuarzo y feldespato, orientada entre N 25º y N 85º e inmersión hacia el ENE. En base al análisis de L2 conjuntamente con los indicadores cinemáticos (porfiroclastos, estructuras S-C, pliegues y micropliegues), se determinó para el conjunto de milonitas y para la faja de cizalla Valle Fértil en su totalidad, un sentido de movimiento ligado a una cizalla simple inversa con escasa componente de rumbo destral y vergencia recurrente al oeste. De manera integral se interpreta que la presencia de las rocas miloníticas aquí estudiadas y el desarrollo de la faja de cizalla Valle Fértil, manifiestan el evento deformacional-metamórfico D2-M2 (ver Cristofolini et al. 2011) que tuvo lugar en un periodo post-magmatismo famatiniano y post-pico metamórfico, donde las relaciones entre fábricas y crecimiento de minerales demuestran condiciones de niveles corticales medios y altos. El evento conjunto de deformación y metamorfismo dinámico asociado (D2-M2), refleja el resultado en la zona serrana de Valle Fértil de un proceso orogénico de escala regional. Por tanto, dicho evento ligado a zonas de cizalla localizada, brinda la evidencia del efecto en el frente orogénico de una colisión a escala regional, siendo esta idea recurrente y conocida regionalmente como orogenia Oclóyica (Turner y Méndez 1975). Considerando el rango de edades asignables en la literatura para la misma (Ordovícico Superior-Silúrico Inferior 460-430 Ma y hasta Devónico Inferior 400 Ma), y teniendo en cuenta la temporalidad acotada para las milonitas estudiadas con una edad plateau 40Ar/39Ar en biotita de 408,58 ± 1,64 Ma; la idea más plausible y con mayor consenso es que el proceso geodinámico en cuestión represente en el área de Valle Fértil la fase de cierre, desenraizamiento, exhumación y configuración estructural final de la parte profunda del arco famatiniano. Asimismo, la presencia de dichas zonas de cizalla del Ordovícico y del Silúrico-Devónico, no son más que el reflejo de corrimientos profundos del basamento, actualmente exhumados en superficie, que actuaron como zonas de despegue a escala cortical, mediante los cuales fue estructurado el nuevo borde del Gondwana a partir de la acreción paulatina y colisión final del terreno compuesto Cuyania (Snyder et al. 1990, Ramos 2004).