GEOLOGÍA, MINERALOGÍA Y PETROLOGÍA DE LAS ROCAS CUMULARES MÁFICAS Y ULTRAMÁFICAS DE LA SIERRA DE VALLE FÉRTIL Y LA HUERTA, PROVINCIA DE SAN JUAN

OTAMENDI J E

Congreso; XIII CONGRESO DE MINERALOGÍA, PETROLOGÍA ÍGNEA Y METAMÓRFICA, Y METALOGÉNESIS; 2019

En lasSierra de Valle Fértil y La Huertase han encontrado más de una decena de cuerpo ígneos que están constituidos porrocas máficas y ultramáficas, y que aparecen como parte integrante(consanguínea) de la secuencia plutónica ordovícica. Dentro de estos cuerpostodas las rocas muestran estructura y textura cumular. En general, elemplazamiento actual de estos cuerpos es de naturaleza tectónica. No obstante,la fábrica magmática interna es concordante a escala regional con la foliaciónmagmática de rocas plutónicas y con la estructura mesoscópica de las migmatitasmetasedimentarias. El encapado de naturaleza cumular se presenta con rumbo NNO-SSE,en tanto que el buzamiento varia desde sub-vertical hasta sub-horizontal, y puedeaparecer hacia el este o al oeste (Otamendi et al. 2010). Los cuerposdominados por rocas cumulares muestranuna variabilidad litológica que incluye: gabronorita olivínica hornbléndica,gabronorita piroxénica hornbléndica, gabronorita hornbléndica, gabro, peridotitapiroxénica hornbléndica, dunita, y anortositas. En general los cuerpos pasangradualmente a secuencias dominadas por gabronorita anfibólicas y dioritascuarzosas. Consideradas en su conjunto, estas rocas están constituidas por lossiguientes minerales: olivino, plagioclasa, ortopiroxeno, clinopiroxeno, anfíbol,espinelo, y magnetita. Elolivino es de tipo crisolito con forsterita que varia de 75% a 83%. Plagioclasapresentan un contenido de anortita alto y acotado entre 89% y 99%. Elortopiroxeno es 70% enstatita. El clinopiroxeno es cálcico con un contenido dewollastonita cercano a 50% y su relación Mg/(Mg+Fe+2) varia de 0,60a 0,84 y se correlaciona perfectamente con esa relación en el ortopiroxenocoexistente. El anfíbol es de la familia cálcica, y la mayoría varía enmagnesio-hornblenda y actinolita, con una proporción subordinada de pargasita.Los espinelos se dividen en dos tipos, unos son de colores pardos oscuros yricos en Cr2O3; los otros son de color verde y no tienenCr2O3. La mayoría de las magnetitas contienen TiO2y Cr2O3.  La concentración de elementos traza enestos minerales tiene las siguientes características fundamentales: 1- olivinocontiene las mayores concentraciones de Ni, Co y Zn, elementos que sustituyen aFe+2 y Mg, 2- ortopiroxeno muestra concentraciones variables pero importantesde Cr, Ti, V y Sc, 3- clinopiroxeno contiene mas Cr, Ti, Sc, y V que olivino yortopiroxeno, clinopiroxeno muestra un patrón de REE sin anomalía de Eu o conuna leve anomalía negativa, 4- anfíbol es el mineral que concentra al mayornúmero de elementos traza,  la relaciónentre elementos compatibles en anfíbol (Ti, Cr, V, Sc, Y, MREE and HREE) contraEu y Sr, permiten distinguir en que momento de la cristalización del magma aparecióel anfíbol, 5- la plagioclasa posee las mayores concentraciones de Sr y Ba, y6- los espinelos poseen abundancia importantes de Zn (4002 ? 8087 ppm), Ni(2136 ? 3717 ppm), Co (841 ? 1522 ppm), V (531 ? 1316 ppm). Las rocascumulares tienen entre 40 % y 50 % de SiO2. La co-variación de MgOcontra CaO muestra que la composición de cada roca refleja en primer lugar lacantidad en que se han separado plagioclasa de los minerales ferro-magnesianosdurante el proceso de formación del cúmulo. En un diagrama MgO contra FeO, sepuede apreciar que aunque varia la cantidad absoluta de estos dos óxidos, semantiene casi constante la relación entre ellos (MgO/FeO*), porque estarelación refleja la concentración de estos óxidos en mineralesferro-magnesianos y la proporción modal de los minerales ferro-magnesianos encada roca. La concentración de Al2O3 en las rocas cumulareses menor que la concentración teórica calculada conectando la composición deplagioclasa con olivino, hecho que indica que plagioclasa cristalizó antes queclinopiroxeno, además la relación CaO/Al2O3 es constantea 0,5, lo que es coherente con la idea anterior. En esteresumen no se pueden discutir todas las implicaciones del estudiopetrogenético. Integrando las observaciones de campo, petrografía, químicamineral y geoquímica se determina que la secuencia de cristalización fue: 1?Cr?Al?espinelo + olivino, 2? Cr?Al?espinelo + olivino + plagioclasa + Cr?magnetita± clinopiroxeno, 3? plagioclasa + ortopiroxeno + anfíbol + magnetita ±clinopiroxeno ± Al?espinelo, mientras que olivino reacciona y formaortopiroxeno; y 4? Al?espinelo + ortopiroxeno + anfíbol en coronas. Combinandola secuencia de cristalización con la química mineral (traza) se puededemostrar que la secuencia encapada se construyó por diferenciación in situ donde el fundido segregado decapas ricas en olivino alimentaba capas pobres en olivino, en general es unproceso de diferenciación que se aproxima a una cristalización fraccionada aescala de capas y a la cristalización en equilibrio a escala de secuencia. Elmagma que alimentó los cuerpos cumulares fue máfico SiO2 < 51 %p/p con olivino como fase liquidus. Por la composición de olivino la relación Mg/(Mg+Fe+2)del magma fue mayor que 0,60. La concentración inicial de de FeO y MgO no sepueden resolver con precisión porque no se puede asumir que el olivino observadoes el que cristalizó originalmente (Barnes 1986). No obstante, la concentraciónde FeO* debió ser > 10 %p/p y la de MgO ≈ 9,5 % p/p (FeO*/MgO ≥ 1). Usando la composición de laplagioclasa, se deduce que la concentración de CaO estuvo entre 11 y 13 % p/p yla de Na2O entre 0,5 y 1,3 % p/p y muy bajo K2O (< 0,5% p/p). A partir de de la composición de olivino, espinelos y óxidos sepude inferir que el magma era primitivo con Ni > 150 ppm y Cr > 2000 ppm.Además, para que cristalizara anfíbolen el estadio magmático, el magma contenía una cantidad de H2O inicialentre 1 y 3 % p/p. Todas esta características son típicas de magmas primitivosde zonas de subducción del tipo basáltico tholeiitico de Fe/Mg medio y bajo K2O(Arculus 2003). Usando como datos de entrada la composición inferida, en unsistema de calculo que simulan la fusión del manto en una zona de subducción(Kimura 2017), se pude demostrar que los magmas primitivos se generaron en elmanto astenosférico (T > 1250 ºC). Los magmas ascendieron y se emplazaron enniveles inferiores de la corteza (25 ? 30 km) del arco Famatiniano según la geologíaexpuesta. La cristalización fraccionada dentro de estos cuerpos cumulares pudogenerar un liquido derivado para formar fundidos dioríticos/tonalíticos.