Datos geoquímicos preliminares y una nueva datación de volcanitas misisipianas de la Puna Catamarqueña: evidencias de extensión en el margen occidental de Gondwana?

MARTINA, F.; ASTINI, R.A.

Neuquen

Congreso; XVIII Congreso Geológico Argentino; 2011

Estudios geocronológicos recientes han permitido reconocer en el extremo NW del Famatina y en la Puna Catamarqueña (NW Argentina) la presencia de un importante evento magmático de edad Mississipiana (Martina et al., 2010), solo conocido anteriormente de forma indirecta a través de estudios isotópicos en circones detríticos y clastos de riolitas y granitos en conglomerados de la región central de Chile (Willner et al., 2008). Dicho evento está representado por sucesiones volcánicas y volcaniclásticas bimodales de hasta 2000 m de espesor, no metamorfizadas, que reposan en no-concordancia sobre un basamento metamórfico heterogéneo y son cubiertas por espesas sucesiones silicoclásticas (>1000 m) del paleozoica superior, representadas en la base por diamictitas de edad Pensilvaniana. Tradicionalmente, estas volcanitas fueron mapeadas como ordovícicas e incluidas dentro de la Formación Las Planchadas (Turner, 1973; Maissonave, 1979; Coira et al., 2005). En este trabajo se analiza en detalle el tramo inferior de la sección Las Peladas, de ~400 m de espesor, expuesta a lo largo de la ruta internacional paso San Francisco en la Puna catamarqueña (27º01’54”S – 67º04’16”W). En ella se reconocieron mantos macizos y alternantes de riolitas porfídicas de grano grueso, riolitas de grano fino y coloración violácea y basaltos macizos y con amígdalas. En menor proporción se reconocieron también mantos de composición traquítica y traquitandesitas. La relación de espesores entre las riolitas y los niveles más básicos es 2:1 en la base de la sección, aunque se observa un incremento de estas últimas hacia el tope de la misma. La sección culmina con ~80 m de basaltos macizos y con desarrollo local de disyunción columnar. En filos adyacentes el espesor volcánico continúa por más de 1500 metros predominando los términos básicos. La sección levantada es similar a la descrita por Coira et al. (2005) en la quebrada de Las Lozas, con la que se correlaciona por constituir un perfil más al sur en la misma corrida de afloramientos. De la sección estudiada se analizaron 5 muestras para geoquímica de roca total. La concentración de SiO2 medida varía entre 78,8% y 44,3%. En general, las riolitas y traquitas son ricas en K2O, siendo la relación K2O/Na2O = 1,09-4,56. Al contrario, el basalto posee una baja concentración de K2O y una relación K2O/Na2O = 0,29. En el diagrama SiO2 versus K2O todas las muestras se proyectan en el campo de de las rocas ricas en K de Pecerrillo y Taylor (1976). El índice de saturación de alúmina (ASI) es mayor a 1 en las riolitas y menor a 1 en las traquitas, mientras que el índice agpaítico es menor a 1 en todas las muestras, sugiriendo una naturaleza ligeramente peraluminosa para las riolitas y metaluminosa para las traquitas. El basalto se caracteriza por tener un alto contenido en Fe2O3 y TiO2 y bajo número de Mg, típico de magmas evolucionados. Asimismo, la baja concentración de Ni y Cr de esta roca podría estar indicando el fraccionamiento de olivino y clinopiroxeno, respectivamente. El contenido de elementos litófilos (LIL) es generalmente alto en todas las muestras a excepción del Ba que exhibe bajas concentraciones. Los diagramas de distribución de tierras raras (ETR) normalizados de las riolitas y traquitas muestran un enriquecimiento en ETR livianas (La/YbN = 2,74-10,34) y valores similares de ETR medias y pesadas (Dy/YbN = 0,95-1,40), con una fuerte anomalía de Eu (Eu/Eu* = 0,79-0,08). De estas, la riolita CAZ 1110 es la que posee el perfil más aplanado y la anomalía de Eu más pronunciada en consistencia con su mayor contenido de SiO2. El basalto posee un diseño similar al de las traquitas pero ligeramente desplazado hacia abajo, dado su menor contenido total de ETR. Otra diferencia con las rocas mas ácidas es la leve anomalía positiva de Eu (Eu/Eu* = 1,38) que presenta, comúnmente observada en los cristalizados tempranos. Análisis U–Pb LA-ICP-MS en circones de una muestra de riolita de la base de la sección permitieron calcular una edad concordia de 336,3 ± 1,6 Ma (MSWD = 6,6) para estas rocas. Este resultado es similar a los obtenidos anteriormente en las regiones de Casadero Grande y los cerros Pabellones (Martina et al., 2010), ubicadas inmediatamente al sur. Este nuevo dato resulta también consistente con la edad sugerida para las sucesiones volcaniclásticas de la Formación Punta del Agua a partir de datos de circones detríticos y permitiría extender este volcanismo hacia el sur hasta la Precordillera de Jagüé (Ezpeleta et al., 2009). En este sentido, los de diques y filones capa coetáneos de composición bimodal reportados por Coughlin (2000) en Sierra de las Minitas podrían constituir los conductos alimentadores de este volcanismo. Si bien los resultados obtenidos son escasos y no son concluyentes a la hora de definir con precisión la fuente del volcanismo, la diferencia en el contenido de SiO2 entre el basalto y las riolitas y traquitas sugiere que estas rocas no son consanguíneas, es decir, las riolitas y traquitas no son el resultado de un proceso de diferenciación magmática involucrando a la muestra de basalto. Asimismo, el elevado contenido en elementos LIL, tierras raras livianas, Nb y TiO2 y bajo en Ba que presenta el basalto es común de magmas mantélicos profundos tipo OIB. Las rocas más acidas se habrían originado por fusión cortical dado el alto contenido de algunos elementos incompatibles y la marcada anomalía negativa de Eu que sugiere feldespatos en la fuente. Asimismo, las bajas relaciones Zr/Nb (6,20-14,74) y Nb/Th (0,97-2,61) que exhiben estas rocas, son típicas de corteza continental (cf. Oberc-Dziedzic et al., 2005). Esto es consistente con la elevada concentración de Sr radiogénico reportado previamente para las volcanitas misisipianas ubicadas más al sur (Martina et al., 2010). Una pronunciada anomalía negativa de Ba como la que presentan las riolitas y la traquita es típica de rocas asociadas a ambientes de rift (Singh et al., 2006). Esta interpretación es consistente con lo observado en los diagramas de discriminación geotectónica de Pearce et al. (1984) donde las muestras sistemáticamente se proyectan en el caso de los granitos de intraplaca. Un ambiente extensional permitiría asimismo explicar los valores juveniles de εNd (t) que exhiben las riolita de Casadero Grande y los cerros Pabellones (Martina et al., 2010). De este modo, los magmas primordiales no provendrían de una fuente única (cortical o mantélica) sino que serían el resultado de una mezcla de material, como ha sido sugerido recientemente para el magmatismo granítico de filiación A del Paleozoico superior expuestos en la región más externa del antepaís andino (batolito de Achala, Devónico superior, Rapela et al., 2008; Complejo granítico Huaco, Misisispiano, Grosse et al., 2009; complejos graníticos misisipianos de las Sierras Pampeanas, Dahlquist et al. 2010) con los cuales las volcanitas misisipianas muestran una marcada similitud geoquímica. La fusión generalizada de corteza se habría producido a partir del emplazamiento de fundidos mantélico calientes a distintos niveles de la corteza (underplating), pudiendo el basalto analizado representar la componente primitiva, como parece sugerirlo su composición geoquímica, aunque datos de geoquímica isotópica son requeridos para ser concluyentes en este tópico.