IDEAN   23403
INSTITUTO DE ESTUDIOS ANDINOS "DON PABLO GROEBER"
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
RECONSTRUCCIÓN DE LA ESTRUCTURA TÉRMICA Y FÍSICA DEL ARCO FAMATINIANO EXPUESTO EN LA SIERRA DE VALLE FÉRTIL, SAN JUAN, A TRAVÉS DE ESTIMACIONES TERMOBAROMÉTRICAS”
Autor/es:
ALINA M. TIBALDI; JUAN OTAMENDI; EBER A. CRISTOFOLINI; IGNACIO BALIANI; GRACIELA I. VUJOVICH; ROBERTO D. MARTINO
Lugar:
Neuquén
Reunión:
Congreso; XVIII Congreso Geológico Argentino; 2011
Institución organizadora:
Universidad Nacional del Comahue-Asociación Geológica Argentina
Resumen:
La Sierra de Valle Fértil constituye un cordón serrano de orientación meridional formado principalmente por rocas magmáticas y en menor proporción por migmatitas metasedimentarias, que fue basculado y elevado por la tectónica andina. De acuerdo al tipo litológico dominante se definieron para esta sierra cinco unidades litoestratigráficas denominadas: 1- máfica, 2- intermedia, 3- transicional, 4- silícica y 5- metasedimentaria (Otamendi et al., 2009). Se observa una gradación continua de oeste a este desde la unidad máfica a la unidad silícica, con intercalaciones de septos de potencias variables correspondientes a la unidad metasedimentaria. Las relaciones de yacencia sugieren que las porciones más profundas de la sección expuesta se observan en su límite occidental, mientras que los niveles más someros afloran en el segmento oriental. Las edades de cristalización U-Pb determinadas en las unidades magmáticas indican que este paquete litológico se formó enteramente durante el Ordovícico inferior (485-465 Ma), mientras que las edades determinadas en los circones de la unidad metasedimentaria indican que el proceso de migmatización fue sincrónico con el plutonismo a escala regional (Rapela et al., 2007; Gallien et al., 2010; Ducea et al., 2010, Cristofolini et al., en prensa). La presencia de paquetes metasedimentarios como cuerpos discretos o bloques incluidos en todas las unidades plutónicas de la Sierra de Valle Fértil son objeto de una investigación en desarrollo, que permitirá: i) determinar con mejor precisión las condiciones de P y T reinantes a distintas paleo-profundidades y ii) reconstruir la estructura física y térmica de la sección de arco Famatiniano expuesto en este bloque serrano. Se presentan aquí los datos termobarométricos obtenidos a partir del estudio detallado de las paragénesis en equilibrio y la química mineral de migmatitas paraderivadas en cinco localidades, las cuales fueron seleccionadas con el propósito de obtener un perfil transversal del centro de la Sierra de Valle Fértil. Las muestras SCH22 y SZM62 se encuentran intercaladas con rocas de la asociación gábrica correspondiente a la unidad máfica, y fueron tomadas en el margen más occidental de la Cuesta de Chávez (67°35´46,9´´ O; 30°42´13,7´´ S) y en la Quebrada de Salazar (67°40´6,6´´ O; 30°46´31,8´´ S), respectivamente. Las muestras VFO68/69 fueron tomadas en el sector oeste de la Quebrada de Otarola (67°40´17,7´´ O; 30°42´ 25,9´´ S) y se encuentran asociadas a rocas de la asociación diorítica correspondiente a la unidad máfica. La muestra GVF54 fue recolectada cerca del pueblo de Usno (67°34´18.2´´ O; 30°34´47´´ S) y corresponde a un gran septo de migmatita incluido en las granodioritas de la unidad silícica. Las migmatitas de las cinco localidades se caracterizan por presentar la paragénesis cuarzo, plagioclasa, biotita, granate, sillimanita, feldespato potásico y óxidos de hierro y titanio. Las temperaturas y presiones fueron determinadas mediante la reacción de equilibrio entre granate-biotita, granate-plagioclasa-sillimanita-cuarzo (GASP) y granate-biotita-plagioclasa (GBP). Para ello se utilizaron las propiedades termodinámicas en estado estándar de Berman (1988), y en tanto que se usaron los siguientes modelos para soluciones sólidas con comportamiento no ideal: Berman (1990) para granate, Holland y Powell (1992) para plagioclasa y Patiño Douce et al., (1993) para biotita. Al mismo tiempo y de modo comparativo se calcularon las P y T de equilibrio mediante el programa THERMOCALC versión 3.33 de (Powell y Holland, 1985). Las temperaturas de equilibrio obtenidas mediante el termómetro Grt-Bt utilizando la base de datos de Berman (1988) al igual que aquellas obtenidas con el programa THERMOCALC, indican que la muestra SCH22 se equilibró a 876 ± 30 ºC para presiones de 8,3 ± 0,1 kbar (GASP), 8,25 ± 0,5 kbar (GBP) y 8,4 ± 0,3 kbar (THERMOCALC), sin mostrar diferencias entre los valores determinados en núcleo y borde de granate. Las estimaciones P-T en la muestra SZM62 son similares a las anteriores, pero con una variabilidad levemente mayor entre los resultados calculados para composiciones de núcleo y borde. Las temperaturas de equilibrio oscilan entre 770 y 730 ºC para presiones de 8 ± 0,5 kbar, usando tanto la base de datos de Berman (1988) como THERMOCALC. En la Quebrada de Otarola, muestras VFO68/69, las estimaciones barométricas indican presiones de equilibrio de 6,9-7,6 kbar (GASP), 7,3-8 kbar (GBP) y 7-7,5 kbar (THERMOCALC), mientras que las temperaturas estimadas varían entre 850-880 ºC utilizando la base de datos de Berman (1988) y 890 ºC (THERMOCALC). Los resultados obtenidos en estas últimas muestras son similares aunque levemente superiores a los determinados por Otamendi et al. (2008) a lo largo de la misma quebrada pero aproximadamente 10 km al este, en inmediaciones de la unidad intermedia (VFO2 a y b: 5,2-7 kbar; 770-820 ºC). Para la migmatita metasedimentaria GVF54 se estimaron temperaturas de equilibrio con el par Grt-Bt de 738 y 690 ºC, con composiciones de núcleos y bordes respectivamente y usando la base de datos de Berman (1988); mientras que el programa THERMOCALC da temperaturas de 725 ± 10 ºC dentro del rango de la otra base de datos. Las presiones determinadas en la migmatita GVF54 varían según el barómetro desde 5,2-5,5 kbar (GBP), pasando por el rango 5,5-6 kbar (THERMOCALC) y hasta un máximo de 6 kbar (GASP). Se puede concluir que la presión de emplazamiento de las granodioritas silícicas fue 5,5 ± 0,5 kbar, (coincidentes con los valores calculados por Murra y Baldo, 2004), lo que implica paleo-profundidades entre 17 y 22 km, asumiendo una densidad promedio de 2,75 g/cm3 para la corteza superior. Por otro lado, las estimaciones de presión (8,3 ± 0,5 kbar) de formación de las migmatitas intercaladas con las rocas gábricas de la unidad máfica, muestran que los niveles más profundos exhumados se formaron entre 27 y 30 km de profundidad. Estas estimaciones termobarométricas también demuestran que las tonalitas y dioritas de la unidad intermedia se emplazaron entre 24 y 25 km. Estos resultados permiten concluir que en la sección central y oriental de la Sierra de Valle Fértil se encuentran expuestos unos 10 km de corteza media a inferior formada durante la generación y evolución del arco Famatiniano. El corolario más importante de estos cálculos es que el gradiente geotérmico fue alto entre 28 y 34 ºC/km y similar entre los 17 y 30 km de profundidad, característica típica y distintiva de los arcos magmáticos. Berman, R.G., 1988. Optimized standard state and solution properties of minerals. I. Model calibration for olivine, orthopyroxene, cordierite, garnet, and ilmenite in the system FeO-MgO-CaO-Al2O3-TiO2-SiO2. Journal of Petrology, 29: 445–522. Berman, R.G., 1990. Mixing properties of Ca–Mg–Fe–Mn garnets. American Mineralogist, 75: pp 328–344. Cristofolini, E., Otamendi, J. E., Tibaldi, A.M., Martino, R.D. y Baliani, I. Geología de la porción occidental de la Sierra de Valle Fértil, San Juan, a partir de observaciones en la quebrada de Otarola. Revista de la Asociación Geológica Argentina (en prensa). Ducea, M.N., Otamendi, J.E., Bergantz, G., Stair, K., Valencia, V. y Gehrels, G., 2010. Timing constraints on building an intermediate plutonic arc crustal section: U-Pb zircon geochronology of the Sierra Valle Fértil, Famatinian Arc, Argentina. Tectonics, 29: TC4002, doi:10.1029/2009TC002615. Gallien, F., Mogessie, A., Bjerg, E., Delpino, S., Castro de Machuca, B., Thöni, M. y Klötzli, U., 2010. Timing and rate of granulite facies metamorphism and cooling from multi-mineral chronology on migmatitic gneisses, Sierras de La Huerta and Valle Fértil, NW Argentina. Lithos, 114: pp 229-252. Holland, T., Powell, R., 1992. Plagioclase feldspars: activity-composition relations based upon Darken’s quadratic formalism and Landau theory. American Mineralogist, 77: pp 53-61. Murra, J. y Baldo, E., 2004. Condición de emplazamiento de la granodiorita Valle Fértil y su comparación con las granodioritas del batolito Los Llanos-Ulapes. Avances en Mineralogía, Metalogenia y Petrología, pp 367-372. Otamendi, J.E., Tibaldi, A., Vujovich, y Viñao, G.A., 2008. Metamorphic evolution of migmatites from the deep Famatinian arc crust exposed in Sierras Valle Fértil-La Huerta, San Juan, Argentina. Journal of South American Earth Sciences, 25: pp 313-335 Otamendi, J.E., Vujovich, G. I., de la Rosa, J. D., Tibaldi, A.M., Castro, A., Martino, R.D. y Pinotti, L.P., 2009. Geology and petrology of a deep crustal zone from the Famatinian paleo-arc, sierras Valle Fértil - La Huerta, San Juan, Argentina. Journal of South American Earth Sciences, 27: pp 258-279. Patiño Douce, A.E., Johnston, A.D., Rice, J., 1993. Octahedral excess mixing properties in biotite: a working model with applications to geobarometry and geothermometry. American Mineralogist, 78: 113-131. Powell, R. y Holland, T. J. B., 1985. An internally consistent data set with uncertainties and correlations: 1. Methods and a worked example. Journal of Metamorphic Geology, 3: pp 327-342. Rapela, C.W., Pankhurst, R., Baldo, E., Casquet, C., Galindo, C., Fanning, C., Saavedra, J., 2001. Ordovician metamorphism in the Sierras Pampeanas: new U-Pb SHRIMP ages in central-east Valle Fértil and the Velasco batholith. Proceedings III South American Symposium on Isotope Geology, 3: pp 616-619. Pucón, Chile.