IDEAN   23403
INSTITUTO DE ESTUDIOS ANDINOS "DON PABLO GROEBER"
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
La estructura cortical del arco magmático famatiniano inferida a partir de datos geológicos en las sierras de Valle Fértil y La Huerta, San Juan, Argentina.
Autor/es:
OTAMENDI, J.; CRISTOFOLINI, E.; TIBALDI, A.; BALIANI, I.; PINOTTI, L.; MARTINO, R. D.; VUJOVICH, G.I
Lugar:
Neuquén
Reunión:
Congreso; XVIII Congreso Geológico Argentino; 2011
Institución organizadora:
Asociación Geológica Argentina
Resumen:
Es preciso iniciar este resumen con una síntesis sobre las conclusiones más relevantes establecidas por nuestros estudios sobre la geología y naturaleza de las Sierras de Valle Fértil y La Huerta. En estas sierras se ha distinguido una división geológica de primer orden. En toda la franja central y oriental de las sierras se encuentran preservadas las relaciones geológicas originadas durante el estadio de arco magmático. En claro contraste, en el oeste de las sierras se encuentra una faja amplia y bien definida donde se aprecia una completa obliteración de los rasgos petrológicos y estructurales originales. En esta última faja, las texturas, estructuras y relaciones espaciales ígneas están parcial o totalmente borradas por el desarrollo de fábricas tectónicas generadas durante la exhumación del arco (Cristofolini et al., 2010). A escala regional, el contacto entre las dos subunidades geológicas (litoestratigráficas) se resuelve en una zona de transición que tiene pocos cientos de metros de espesor, este contacto se extiende a lo largo de todo el bloque serrano, permitiendo definir una gran faja de cizalla que comúnmente ocupa entre 6 y 10 kilómetros desde el Valle del Bermejo hacía el este. Los objetivos de esta comunicación excluyen todas las observaciones realizadas dentro del sector oeste de las Sierras de Valle Fértil y La Huerta, donde las estructuras tectónicas obliteraron las relaciones geológicas originales. En la porción centro – oriental de las sierras, donde se encuentra preservada una sección diferencialmente volcada del arco magmático Famatiniano, se definieron cinco unidades litoestratigráfica: 1- máfica, 2- intermedia, 3- transicional, 4-silícica, y 5- metasedimentaria. El nombre usado para distinguir cada unidad está de acuerdo con el tipo de roca dominante, hecho que no implica que sea el único tipo litológico de la unidad. Un rasgo de primer orden de esta sección cortical es que la distribución de las unidades muestra a la secuencia ígnea ordenada desde rocas más primitivas al oeste y progresivamente más evolucionadas hacía el este. Flanqueado a la faja de cizalla occidental, en el centro de la sierra se encuentra la unidad dominada por rocas ígneas menos evolucionas (máficas), en el extremo oriental se encuentra la unidad ígnea mas evolucionada, en tanto que la ubicación de las unidades ígneas intermedia y transicional respetan la posición que tendrían en un espectro de la serie ígnea (Otamendi et al., 2009). Otro aspecto importante determinado es que, la edad de cristalización de rocas ígneas en todas las unidades es sincrónica dentro del rango de variación de edades magmáticas (Ducea et al., 2010). Otra conclusión relacionada es que en la sección centro-oriental de la sierra no existe ninguna discontinuidad geológica regional, y todos los pasajes entre unidad plutónica son explicables por procesos magmáticos. Todo esto ha sido utilizado para concluir que los dos tercios orientales del bloque Valle Fértil-La Huerta representan una sección casi continua de la corteza del arco Famatiniano. Si bien los argumentos anteriores son válidos, no resulta simple determinar la potencia de la sección cortical observada, no es correcto proyectar a 90º toda la sección porque el basculamiento que ocurrió durante la exhumación fue diferencial. Utilizando como criterio el bandeando composicional de rocas cumulares en la unidad máfica se determinó que la paleo-horizontal del Ordovícico inferior ha sido rotada desde 40 a 120º siguiendo un movimiento en sentido de las agujas del reloj. En el extremo oriental de la sierra, datos de campo y paleo-magnéticos muestran que las granodioritas de la unidad silícica no sufrieron basculamiento entre el Ordovícico y el Terciario medio (Castro et al., 2008; Rapalini et al., 2010). Dos líneas de argumentos se utilizaran para justificar las implicancias que tiene el conocimiento obtenido en la sección cortical de Valle Fértil-La Huerta. Por un lado, se comparan las propiedades físicas (densidad, Vp y Vs) de las rocas con sus paleo-profundidades de formación. Las propiedades físicas se calcularon para rocas representativas de cada unidad a las condiciones de P y T de interés usando el programa Excel de Hacker y Abers (2004). La presiones de cristalización de las rocas (Otamendi et al., 2008; Tibaldi et al., 2009; datos inéditos) se convirtieron en paleo-profundidades utilizando un densidad media de 2,7 g/cm3 para los 15 Km. de la corteza superior. Los rasgos más importantes de la estructura cortical inferidos al relacionar propiedades físicas con paleo-profundidades son: 1- entre aproximadamente 15 y 23 Km. de profundidad el arco estuvo constituido por rocas plutónicas intermedias con una velocidad de ondas compresivas (Vp = 5,6 – 6,5 km/s) que son características de la corteza media; y 2- entre los 23 y 25 km comenzaban a dominar rocas plutónicas con escaso cuarzo, proporciones variables de plagioclasa y con abundante anfíbol y piroxeno, cuya Vp estimada a la P-T de interés varía entre 6,9 y 7,4 km/s, por ende a esa profundidad existió un cambio relativamente acentuado en las propiedades físicas de la corteza. Precisamente, la extensión de la capa plutónica con rocas dominadas por cuarzo y plagioclasa, y relativamente baja velocidad de ondas sísmicas, constituye uno de los rasgos característicos que se utiliza para distinguir la naturaleza y el ambiente donde se genero la corteza de un arco magmático (Miller y Christensen, 1994). Este ejercicio permite correlacionar perfiles corticales de distintos arcos magmáticos. En consecuencia, considerando nuestras estimaciones en la sección de Valle Fértil, y asumiendo que su corteza superior complementaria se observa en el Sistema de Famatina, podemos concluir que la corteza del arco Ordovícico fue mucho más potente que la de un arco oceánico, pero significativamente menos potente que la inferida para el batolito de la Sierra Nevada, que es el arco continental más estudiado (Fliedner et al., 2000). La segunda línea de argumentos es petrológica. La Sierras de Valle Fértil y La Huerta son singulares porque se observa en el campo todos los reactivos y productos del proceso petrológico que genero las rocas plutónicas intermedias y silícicas (dioritas cuarzosas, tonalitas, granodioritas y monzogranitos). Además, los procesos petrológicos se pueden inferir combinando observaciones de campo con conceptos petrológicos y datos químicos (elementos e isótopos). La integración de observaciones, datos y conceptos muestran que: 1- algunas dioritas pueden derivarse de la cristalización fraccionada de magmas máficos, cuyo residuos complementarios son rocas gábricas ricas en anfíbol y plagioclasa; y 2- las tonalitas de la unidad intermedia, las granodioritas y monzogranitos de la unidad silícica se formaron fundamentalmente por la mezcla de magmas gábricos y/o dioríticos con magmas leucograníticos, los últimos magmas fueron derivados de la fusión parcial de rocas metasedimentarias. El modelo petrológico general que explica el origen de toda la variedad de rocas plutónicas de composición intermedia y silícica tiene dos corolarios importante. Existen dos fuentes de magmas “originales”, por un lado el manto desde el que emergen magmas máficos hidratados y, por otro lado la secuencia metasedimentaria de la que se derivan leucogranitos anatécticos. Las rocas intermedias son el resultado de la mezcla parcial, compleja y en varias etapas entre estos dos magmas. Los procesos de cristalización fraccionada y asimilación de roca de caja son importantes pero no producen cambios de composición que permitan explicar toda la diversidad de rocas plutónicas. El modelo petrológico no requiere la intervención de corteza continental antigua. Por ende, en el caso particular de Valle Fértil-La Huerta, y quizás en general para el arco Famatiniano, la petrogénesis de rocas ígneas no puede usarse para definir la estructura cortical del arco, ni tampoco los detalles del ambiente de subducción (continental versus oceánico).