METAMORFISMO DE ALTO GRADO Y MAGMATISMO GRANÍTICO ASOCIADO DURANTE EL PALEOZOICO INFERIOR. SIERRA DE MOLINOS. VALLES CALCHAQUIES. SALTA

BECCHIO R. A., SOLA A. Y CHOCOBAR R.

San Salvador de Jujuy

Congreso; XVII Congreso Geologico Argentino; 2008

La sierra de Molinos forma parte de la Cordillera Oriental y constituye una zona de transición entre las Sierras Pampeanas Septentrionales y la Puna. En la sierra, afloran unidades de basamento de bajo a alto grado metamórfico intruídas por cuerpos de granitoides de composición sienogranítica a tonalítica y leucogranitos (Sola 2007). El rango de edades para plutones graníticos en el ámbito de los Valles Calchaquíes es coincidente con un evento de metamorfismo de alta temperatura y deformación regional que se estima ha tenido una duración de aproximadamente 75 Ma (Hongn y Riller 2007). En las cercanías del área de estudio, se describe la presencia de zonas de cizallas conjugadas con rumbos predominantes N-S y NO-SE desarrolladas durante el Paleozoico inferior. Algunas de estas estructuras de carácter dúctil se vincularían a sistemas con componentes de transpresión y transtensión (Hongn y Becchio 1999). Estas zonas de cizalla, en algunos casos, habrían actuado de forma sincrónica con el magmatismo félsico, y el control que habrían tenido en el transporte y emplazamiento de fundidos corticales a niveles medios a superficiales aún no está claro. Tal es el caso de las zonas de cizalla de Brealito hacia el norte y Agua Rosada al sur del área estudiada (Hongn y Riller 2007, Wegmann et al. 2008). En este trabajo se presentan datos de relaciones de campo, petrografía y geoquímica de elementos mayores y traza de las rocas metamórficas e ígneas principalmente del plutón central de la sierra denominado como leucogranito Pumayaco (Sola 2007). Las rocas que integran el encajante de alto grado en la sierra de Molinos son esquistos cuarzo-biotiticos, esquistos, ortogneises y gneises biotiticos-cordieríticos, corneanas y migmatitas; todas ellas integradas a la Formación La Paya. El grado metamórfico varía desde leptometamorfitas en los bordes de la sierra a rocas de grado medio y alto. El basamento de menor grado está compuesto por una secuencia turbidítica psamo-pelítica fuertemente plegada, asignada a la Formación Puncoviscana, afectada por un metamorfismo de muy bajo grado durante el Cámbrico inferior. Desde el Cámbrico al Silúrico y bajo metamorfismo regional, las metapelitas fueron transformadas en filitas, esquistos, gneises y migmatitas. Este metamorfismo es de alta temperatura y baja presión y es corroborado por diversos autores (Lucassen et al. 2000, Büttner et al. 2005, Hongn y Riller 2007) en las cercanías del área de estudio. Las unidades de la Formación Puncoviscana tienen un plegamiento apretado de tipo isoclinal N-S que buza hacia el oeste con alto ángulo, con desarrollo de un clivaje de plano axial S1 que es coincidente con la estratificación original S0. Esta primera deformación es acompañada por metamorfismo de baja presión (1 a 2,5 kbar) y temperatura (Tº - 300 ºC), en facies de subesquistos verdes. En algunos sectores se observa el desarrollo de una segunda fase de deformación que pliega al primer clivaje (S1) y en forma superpuesta y oblicua al mismo se desarrolla una segunda dirección de clivaje S2. Sobre estas leptometamorfitas entre los 500 Ma y como mínimo 462 ? 453 Ma ocurrieron eventos metamórficos de alta temperatura y baja presión (HT/LP) y de anatexis que generaron rocas ígneas y metamórficas agrupadas bajo el nombre informal de Complejo Ígneo Metamórfico Molinos, integrado por la Unidad Ígnea Molinos y la Unidad Metamórfica Molinos. La Unidad Metamórfica de este complejo es correlacionable con la Formación La Paya y está formada por esquistos, gneises y migmatitas, en facies de esquistos verdes hasta facies de anfibolita alta (650 - 680 ºC y 3 - 6 kbar). La Unidad Ígnea Molinos está conformada por cuerpos félsicos intrusivos armónicos de pequeñas dimensiones, emplazados sincrónicamente a la deformación en niveles medios de la corteza. Los mismos están asociados a rocas migmáticas y se caracterizan por la presencia de minerales accesorios como Grt, Crd, Sill, Ms y Tur. El granito Pumayaco descripto recientemente por Sola (2007), es el plutón de mayores dimensiones. Es un plutón leucogranítico de composición sieno-monzogranítica con Bt-Ms dominante, compuesto por siete facies composicionales. Se caracteriza por contener cantidades significativas de minerales aluminosos como fases accesorias, que diferencian estos granitoides del resto aflorante en el ámbito de la Cordillera Oriental. Los cuerpos graníticos y diques félsicos de la sierra de Molinos se emplazaron sincinemáticamente a los eventos de metamorfismo regional y, a su vez, precinemática a sincinemáticamente a la implementación de fajas de alta deformación dúctil en todo el ámbito de la sierra. Existen evidencias de un metamorfismo térmico superpuesto superior a los 650 ºC y con presiones menores a 3 kbar, que afecta tanto a las rocas ígneas como metamórficas. Los contenidos de alúmina y la escasa variación en el contenido sílice, como también los rasgos petrográficos, indican que los granitoides son de tipo S derivados de anatexis cortical (Sola 2007). Los procesos que habrían estado involucrados en la generación y diferenciación de estos magmas félsicos, incluyen contribuciones de distintas reacciones de fusión para protolitos metapelíticos e influencia de las fases residuales en la composición de los fundidos segregados (Sola 2007). La asociación con zonas de cizalla dúctil y las relaciones de campo con unidades migmáticas indican una importante participación de la deformación en la segregación, migración y emplazamiento de los fundidos. La variabilidad geoquímica de las facies graníticas del plutón de Pumayaco y de los otros cuerpos de granitoides en el extremo norte de la sierra de Molinos, se puede explicar mediante procesos de desmezcla entre fases restíticas y porciones de fundidos. Parcialmente, el protolito del cual se generaron los fundidos graníticos son las migmatitas que en algunos sectores tienen pasajes transicionales o están íntimamente ligadas con los diferenciados graníticos (leucosomas). El mecanismo de generación de los fundidos anatécticos sería un proceso de fusión incongruente mediante deshidratación de mica y en desequilibrio. Las principales evidencias del desequilibrio estarían indicadas por la fuerte heterogeneidad en las composiciones química y mineral de los granitoides aflorantes en el área. Los granitos empobrecidos en fases minerales restíticas serían los más próximos a la composición inicial de los fundidos anatécticos. Las características mencionadas son indicativas de procesos de fusión, migración y cristalización de fundidos que ocurren en un corto período de tiempo, principalmente por ello es que no se alcanza a producir el equilibrio entre las fases restíticas y el fundido generado (Sola 2007). Para el caso de la sierra de Molinos y en particular el área del granito anatéctico de Pumayaco, se considera que el proceso de fusión rápida se habría iniciado durante el Paleozoico inferior, donde se registra un pico metamórfico de alta temperatura (750° C). Estas condiciones de sobrecalentamiento superan la curva de deshidratación de muscovita, a presiones de 6-5 kbar. Los fundidos se habrían segregado en una primera etapa de fusión parcial de su fuente migmática, arrastrando fases restíticas y en volúmenes pequeños (diques leucocráticos y facies de leucogranito rico en minerales accesorios). El proceso de fusión/segregación se habría desarrollado en numerosos pulsos. Posteriormente, procesos de cizallamiento a escala cortical pudieron haber aumentado el grado de anatexis produciendo volúmenes mayores de fundidos con composiciones diferentes. Las zonas de cizalla estarían ligadas a sistemas estructurales de extensión vinculados al desarrollo de cuencas paleozoicas durante el Ordovícico temprano (Büttner et al. 2005, Hongn y Riller 2007, Wegmann et al. 2008). Las condiciones metamórficas de alto grado, con temperaturas superiores a los 700°C, se habrían mantenido durante un período de tiempo prolongado, disminuyendo localmente la presión en aquellas regiones donde existió la distensión a escala cortical. En esas condiciones (700° C, 3-4 kbar) puede entrar en fusión otra fase mineral como la biotita y de esta manera generar fundidos con distinta composición a los generados durante el inicio de la anatexis. Los procesos de fusión, migración y emplazamiento de los líquidos anatécticos se habrían repetido y desarrollado simultáneamente con eventos de deformación en condiciones de alto y bajo grado. Se estima que la producción de fundido habría finalizado a los 440 Ma teniendo en cuenta edades de metamorfismo y magmatismo granítico en el área de la sierra de Quilmes e inmediatamente al sur de la sierra de Molinos (granito El Durazno). De esta forma se puede explicar la génesis de los magmas leucograníticos en el contexto evolutivo de orógenos calientes de largo período durante el Paleozoico inferior (~ 60 m.a., Sola 2007). Las condiciones de presión /temperatura en niveles medios a superiores de la corteza, que caracterizan un escenario extensional durante el Cámbrico superior ? Ordovícico inferior, se corresponden con los valores termobarométricos (HT/LP) determinados para una gran área del basamento andino. Condiciones que pueden ser asumidas aproximadamente para el extremo norte de la sierra de Molinos, con menores valores de presión, teniendo en cuenta el predominio de texturas con evidencias de un metamorfismo térmico en rocas migmáticas de expresión regional.