"Metasomatismo en metaperidotitas de la faja máfica-ultramáfica del Río de Las Tunas, Cordillera Frontal de Mendoza y su relación con el ciclo de metamorfismo regional"

GARGIULO, M. FLORENCIA; BJERG, ERNESTO A.

Córdoba

Congreso; 19º Congreso Geológico Argentino; 2014

Asociación Geológica Argentina y Universidad Nacional de Córdoba

El área de estudio se encuentra 35 km al oeste de la localidad de Tupungato, provincia de Mendoza, en el ámbito de la Cordillera Frontal. Allí, afloran cuerpos máficos (Asociación Volcánica-Subvolcánica Básica) y ultramáficos (Asociación de Cuerpos Ultrabásicos) pertenecientes a la faja del Río de Las Tunas, emplazados en diferentes unidades de la Asociación Metasedimentaria. Estas tres asociaciones litoestratigráficas integran el basamento metamórfico de la Cordillera Frontal, conocido en este sector como Complejo Guarguaráz (López y Gregori 2004). Las edades más frecuentes reportadas para este complejo están comprendidas en el intervalo 1420-935 Ma y 650-520 Ma para las metasedimentitas y entre 731-550 Ma para las metabasitas y ortoanfibolitas (Willner et al. 2008, López de Azarevich et al. 2009); mientras que el pico metamórfico fue alcanzado en el Devónico medio (392-390 Ma) (Willner et al. 2011). En este trabajo se analizan las evidencias de metasomatismo en los cuerpos ultramáficos de la faja del Río de Las Tunas, en relación con su roca de caja metasedimentaria u ortoanfibolítica y en contexto con la evolución del ciclo de metamorfismo regional pre-mesozoico que afecto al Complejo Guarguaráz. En el área de estudio se identificaron tres procesos metasomáticos relativamente simultáneos: 1) carbonatización pentrativa de metaperidotitas y ortoanfibolitas (Gargiulo et al. 2011), 2) generación de zonas de reacción entre metaperidotitas y su encajonante metasedimentario u ortoanfibolítico, 3) generación de rodingitas clinopiroxénicas con granate y clinozoicita, que representan el metasomatismo de las ortoanfibolitas asociadas a los cuerpos ultramáficos (Gargiulo et al. 2012). Los cuerpos de metaperidotitas del área de estudio son generalmente concordantes con la esquistosidad principal de las unidades metasedimentarias y están en contacto con diferentes litologías, correspondientes tanto a la Asociación Metasedimentaria, como a las ortoanfibolitas de la Asociación Volcánica-Subvolcánica Básica. En el sector de discontinuidad entre el cuerpo ultramáfico y su encajonante, es común encontrar zonas de reacción caracterizadas por concentraciones de minerales que tienen variaciones laterales transicionales y distribución relativamente concéntrica alrededor del cuerpo metaperidotítico. Frecuentemente, se identifica una zona de talco en el sector más cercano al cuerpo ultramáfico, seguido de una zona de anfíbol y luego una zona de clorita o black-wall hacia la roca de caja metasedimentaria u ortoanfibolítica. Ocasionalmente, se desarrolla una zona de biotita muy delgada (<10cm) en el sector más cercano a la roca de caja metasedimentaria (esquistos micáceos o paragneises). Cuando el encajonante es carbonático, se desarrolla una zona de carbonato masivo (dolomita y/o calcita) transicional entre la zona de clorita y la roca de caja; aunque también se han encontrado importantes mineralizaciones de magnesita asociados a estos sectores. El ancho de afloramiento de cada una de estas zonas minerales puede variar entre unos 10 y 100 cm aproximadamente y su desarrollo depende principalmente del tamaño del cuerpo ultramáfico al que se vinculan. Cuanto más grande es el cuerpo metaperidotítico, mayor es el desarrollo de cada una de las zonas minerales. La zona de reacción entre el cuerpo metaperidotítico y la roca de caja puede variar aproximadamente entre 1 y 5 m de potencia en el sector relevado. También es posible que ciertas zonas minerales estén ausentes en algunas de las zonas de reacción. Asimismo, entre los niveles metasedimentarios cercanos a las zonas de reacción con los cuerpos metaperidotíticos mayores, es común encontrar numerosas lentes de talco, o de anfíbol fibroso o de  clorita, que representan cuerpos ultramáficos y máficos menores completamente reemplazados. Los análisis geoquímicos de roca total de los cuerpos metaperidotíticos y de las sucesivas zonas minerales, permitieron establecer la movilidad de elementos mayoritarios; observándose transferencia de MgO desde el cuerpo ultramáfico hacia la roca de caja y de SiO2 y Al2O3 desde la roca de caja hacia el cuerpo ultramáfico. El intercambio de MgO y SiO2 se estabiliza relativamente a lo largo de toda la zona de reacción, mientras que la transferencia de Al2O3 está mayormente concentrada en la zona de clorita. Para el CaO y FeOT las variaciones son mucho más complejas, encontrándose concentraciones anormalmente altas de CaO en la zona de anfíbol y de FeOT en la zona de clorita. Una fuente importante de CaO se atribuye a los niveles carbonáticos intercalados en la sucesión metasedimentaria; mientras que el FeOT es aportado tanto por la roca de caja esquistosa o gnéisica, como por la ortoanfibolítica. Sin embargo, ninguna de las litologías involucradas contiene tanto FeOT como el que se concentra en la zona de clorita. Aún así, las ortoanfibolitas son las rocas que principalmente aportan este componente al sistema y es probable que la relación entre las reacciones involucradas en cada una de estas zonas minerales provoque una concentración diferencial de este componente en la zona de clorita, sin que haya podido alcanzar su homogeneización en toda la zona de reacción. Los diagramas de distribución de abundancias de elementos tierras raras (REE) normalizados al condrito (McDonough y Sun 1995) indican que las abundancias relativas de REE en cada una de las zonas minerales es variable respecto a las abundancias relativas de tales elementos en el cuerpo ultramáfico con el que se encuentran asociado. En las muestras correspondientes a la zona de talco, las distribuciones de abundancias son siempre semejantes a las de cuerpo ultramáfico. Algunas muestras de la zona de anfíbol tienen distribuciones comparables al cuerpo ultramáfico, mientras otras marcan una tendencia transicional hacia las abundancias relativas de las REE en la roca de caja metasedimentaria. En la zona de clorita, las distribuciones son siempre comparables a la roca de caja metasedimentaria, indicando que el sector donde se encontraba inicialmente el contacto entre las litologías que reaccionaron, puede localizarse en el sector de transición entre la zona de anfíbol y la zona de clorita. El estudio de química mineral efectuado en cristales de talco, anfíbol y clorita en las zonas de reacción, en el cuerpo ultramáfico y en la roca de caja, también documentan la movilidad de elementos mayoritarios, observándose que los cristales de talco de las zonas de reacción poseen menos SiO2 y MgO y mayor contenido de Al2O3, FeOT, CaO y Na2O que los cristales de talco metamórfico presentes en el cuerpo metaperidotítico al que se vinculan (Gargiulo y Bjerg 2012). Los cristales de anfíbol poseen compleja zonalidad composicional, que puede variar entre los cristales desarrollados en la zona de anfíbol y aquellos presentes en el sector de transición hacia la zona de clorita (Gargiulo et al. 2010), reconociéndose núcleos hornblendíticos en los cristales de la zona de anfíbol y núcleos tremolíticos en los cristales del sector de transición hacia la zona de clorita. Se realizaron cálculos de geobarometría a partir del contenido de Al en anfíbol, que permitieron estimar presiones entre 3,1 y 1,8 kbar para la formación de estas zonas de reacción. Si bien estas estimaciones son imprecisas para ambientes metamórficos, se pueden tomar como valores de referencia, ya que son consistentes con las observaciones texturales y determinaciones de química mineral documentadas por Gargiulo et al. (2012) y con los resultados termobarométricos reportados por Massonne y Calderón (2008) y Willner et al. 2011), para el ciclo de metamorfismo regional que afectó al Complejo Guarguaráz. Por otro lado, los cristales de clorita formados en la zona de clorita son más ricos en Fe y Al, en relación con los cristales de clorita presentes en los cuerpos metaperidotíticos. A su vez, las cloritas presentes en las zonas de anfíbol tienen contenidos de Fe superiores al de las cloritas de la zona de clorita y éste es aún mayor que el de las cloritas del cuerpo metaperidotítico, aunque no alcanza el valor mínimo medido en las cloritas de las ortoanfibolitas. El contenido de Al indica que son más pobres en este elemento respecto a las cloritas de la zona de clorita, pero más ricas respecto a aquellas presentes en los cuerpos de metaperidotitas. Estas zonas de reacción han sido interpretadas en el sentido de Sanford (1982), como producto del gradiente de potencial químico entre las litologías inicialmente en contacto, dando lugar a un proceso de metasomatismo silicático como intento de alcanzar el equilibrio químico. De acuerdo a las relaciones de campo, texturales y a la secuencia de formación establecida entre las diferentes fases minerales presentes, en conjunto con los resultados de química mineral obtenidos hasta el momento (Gargiulo et al. 2010, 2011, 2012), se propone que el metasomatismo debió iniciarse en condiciones de bajo grado metamórfico y con presiones menores a 4 kbar, vinculándose a la etapa retrógrada del ciclo de metamorfismo regional pre-mesozoico que afectó a estas rocas.