Discusión: El ambiente geotectónico del Ordovícico de la región del Famatina

RAPELA, C.W.

Revista de la Asociación Geológica Argentina

Asociación Geológica Argentina

Lugar: Buenos Aires; Año: 2000 vol. 55 p. 134 - 138

0004-4822

El significado tectónico de las secuencias volcánicas y volcano-sedimentarias de edad ordovícica temprana de la Sierra de Famatina estudiadas por Toselli et al. (1990), Mannheim (1993), Mángano y Buatois (1996) y Astini (1998), tiene una importancia considerable en la elaboración de cualquier modelo de formación de la corteza continental del centro y noroeste de Argentina. En su reciente trabajo Astini (1998) propone para estas secuencias una génesis de arco de islas separado del supercontinente de Gondwana. La misma es consisten- te con trabajos realizados anteriormente (Astini y Benedetto 1996) y también con hipótesis basadas en evidencias paleomagnéticas (Conti et al. 1996) y faunísticas (Benedetto y Sánchez 1996; Benedetto 1998), que son abarcativas a las rocas magmáticas y las secuencias marinas ordovícicas del Sistema de Famatina y sus equivalentes en la Puna y las Sierras Pampeanas noroccidentales. El objetivo de este comentario es puntualizar evidencias que se contraponen a la hipótesis de un arco de islas famatiniano, obtenidas recientemente en estudios petrológico-geoquímicos, isotópicos y geocronológicos en las rocas basamentales del noroeste de Argentina. No es esta una discusión de diferentes opiniones con evidencia a la vista, al menos hasta el momento, ya que gran parte de estos estudios no estaban publicados al momento de escribirse el artículo que da lugar al presente comentario. En primer lugar hay que acotar que los arcos de islas, definidos por la subducción de una litósfera oceánica por debajo de otra placa oceánica, tienen una composición litológica, geoquímica e isotópica cuyo espectro de variabilidad ha sido estudiado extensivamente en los últimos 20 años. Dado que en su mecánica están involucradas principalmente cortezas oceánicas derivadas directamente del manto, la composición de la corteza de los arcos de islas se caracteriza por su inmadurez, dominada por una litología y geoquímica juvenil. Abundan en ellos los basaltos de arcos de islas (“island-are tholeiites”) y las andesitas basálticas con composición isotópica primitiva, en tanto que las riolitas son muy minoritarias (Wilson 1989). Aún en los casos en los que se ha encontrado alguna litología subordinada con impronta isotópica evolucionada, ésta siempre es transicional a los tipos primitivos dominantes, y explicada generalmente por contaminación de los magmas con sedimentos marinos profundos (ver Wilson 1989, Fig. 6.44). Vale tener en cuenta que las improntas isotópicas del ambiente de generación, en este caso arcos de islas, pueden preservarse aún cuando las rocas originales hayan sufrido metamorfismos de alta temperatura, presión y/o deformación. En este sentido es ilustrativo el estudio de Vujovich y Kay (1998) en el basamento de la sierra de Pie de Palo, interpretado como un arco de islas Precámbrico al que se sobreimpuso un evento metamórfico Ordovícico. Ninguna de las características mencionadas han sido encontradas hasta el momento en las rocas magmáticas famatinianas, lo cual abre interesantes perspectivas para una fructífera discusión que explique esta discrepancia. Por el contrario, la evidencia que se obtiene de los estudios de las rocas plutónicas y volcánicas ordovícicas, apunta al emplazamiento de ambas en una corteza continental madura. Los primeros en estudiar las vulcanitas del Famatina fueron Toselli et al. (1990), que puntualizaron la gran abundancia de los términos daciticos y riodaciticos, atribuyéndole a la secuencia una afinidad de arco magmático. Los estudios más de- tallados de Mannheim (1993) y Mannheim y Miller (1996) muestran el carácter subalcalino de la serie, bimodalidad litológica y relaciones iniciales 87SrP6Sr entre 0,707-0,7095, características las dos últimas, muy raras en arcos de islas. Debe señalarse que estos auto- res alemanes han utilizado la expresión “régimen de arco de islas” (island-arc regime) como sinónimo general de subducción, pero sin aludir en ella a un arco de islas en sentido estricto, es decir subducción de una corteza oceánica debajo de otra corteza oceánica (H. Miller, comunicación verbal). Ello puede verse en el esquema geotectónico propuesto por Mannheim (1993, Fig. 66 a-d), con subducción en el borde continental de Gondwana, formación de una cuenca de retroarco ensiálica, y cierre final de la misma. Los estudios isotópicos de las plutonitas del Sistema de Famatina y su prolongación en las sierras de Los Llanos, Malanzán y Chepes aportan conclusiones pertinentes a esta cuestión (Pascua 1998; Pankhurst et al. 1998; Rapela et al. 1999). Las relaciones isotópicas iniciales de estroncio y neodimio de las rocas máficas e intermedias de esta suite calcoalcalina, inclusive los gabros con 45-50% de Si02, muestran la misma signatura isotópica cortical. No hay evidencia de contaminación masiva in situ durante el emplazamiento en la corteza superior, por lo que esta signatura debe reflejar la composición de la corteza media o inferior, ya sea porque fue adquirida durante la generación del magma en es- tos niveles, o debida a una fuerte contaminación de los sistemas Rb-Sr y Sm-Nd durante el ascenso. En cualquiera de los dos casos el emplazamiento en una corteza continental madura es la conclusión inevitable (Pankhurst et al. 1998). Las edades Sm-Nd de residencia cortical de las unidades mayores en las sierras del sur de La Rioja dan todas un pico bien definido de 1550-1750 Ma (edad en la que el segmento de corteza considerado se derivó de una fuente mantélica), similar al que muestran las rocas cámbricas de la sierra de Córdoba, y sugiriendo por lo tanto que la corteza continental infrayacente tiene la misma composición y edad de residencia en ambas regiones (Pankhurst et al. 1998). Las migmatitas de la Formación Espinal en las que se encuentra intruido el Granito Cerro Toro en Villa Castelli, al oeste del Sistema de Famatina tienen una edad de metamorfismo de 529 ± 5 Ma (Pankhurst y Rapela, U-Pb SHRIMP, dato inédito), lo cual confirma la intrusión de los granitos del Famatina en un corteza continental sometida al importante evento Pampeano (Cámbrico Temprano-Medio). Recientes estudios isotópicos en las rocas basamentales de la Puna, el norte de Chile y noroeste de Argentina son consistentes también con un emplazamiento continental del arco Famatiniano. La geoquímica de las turbiditas de edad Ordovícico temprano-medio de la Puna indica que la fuente de los sedimentos volcaniclásticos era semejante a un promedio de la corteza superior, dominada por rocas silícicas e intermedias, con claras afinidades a la composición de un arco continental y no a un arco de islas (Bahlburg 1998, Zimmermann et al. 1999). Recientes estudios geocronológicos del basamento de la Puna y del norte de Chile indican mayoritariamente edades cámbricas, con lo cual se limitaría considerablemente la extensión hacia el sur- sureste del basamento Precámbrico del cratón de Arequipa (Lucassen et al. 1996). Si al oeste del Famatina se extendía un basamento de edad Pampeana y los granitos metaluminosos del Sistema de Famatina intruyen una corteza continental “Pampeana”, resulta difícil conciliar esta evidencia geológica con el “docking de un arco de islas durante el Ordovícico. Finalmente, recientes dataciones U-Pb SHRIMP indican que, contrariamente a lo que se conocía hasta el momento, los grandes batolitos peraluminosos situados inmediatamente al este’ y al noreste del Famatina, como el Velasco y Capillitas, tienen también edades ordovícicas tempranas (Rapela et al. 1999). Estas edades son indistinguibles de las de unidades metaluminosas típicas del Sistema de Famatina, como el Granito Nuñorco (484 ± 5 Ma) y el Granito Cerro Toro (468 ± 3 Ma) (Rapela et al. 1999, Tabla 1), y no existiendo discontinuidades geológicas mayores, no se justificaría separar las historias geológicas de estas regiones. Las edades tremadocianas-llanvirnianas de estos granitos del Famatina indican que los mismos se habrían intruido coetáneamente con la depositación de las secuencias marinas Tremadociano-Llanvirnianas de retroarco, y no con posterioridad a las mismas (ver Fig. 6.2, Mángano y Buatois 1996). Más al este aún, en la Sierra de Ancasti, también han sido datadas unidades graníticas en el Ordovícico temprano (Knüver 1983), con lo cual la continuidad lateral del plutonismo Ordovícico temprano-medio parece ser una característica saliente del evento Famatiniano. Muchas de las unidades graníticas peraluminosas tienen atributos mineralógicos y geoquímico-isotópicos típicos de granitos de tipo “S” (fuente sedimentaria), o sea de haberse generado de la fusión de una corteza continental madura. Los granitos de la Puna intruidos en el mismo intervalo temporal que los granitos famatinianos, participan también de filiación peraluminosa (Lork y Bahlburg 1993). Granitos de tipo “1”, granitos de tipo “S” y granitoides de tipo TTG (tonalitas, trondhjemitas y granodioritas de alto Na) se emplazaron coetáneamente durante el episodio Famatiniano, lo que implicó una importante removilización de una sección completa de corteza continental (Rapela et al. 1999). La sumatoria de evidencias en las rocas magmáticas ordovícicas resumida más arriba, apunta a un desarrollo ensiálico del magmatismo Famatiniano. Cualquier modelo geodinámico que se proponga para el mismo deberá tener en cuenta la dominante signatura cortical de sus rocas ígneas, aún las más primitivas. La formación de una extensa cuenca ensiálica de retro-arco (Mannheim 1993; Rapela et al. 1998) podría explicar algunas de las singularidades de este evento como lo es el ambiente extensivo que debió prevalecer durante la apertura de la cuenca, con la intrusión simultánea de granitoides. No obstante, estos esquemas parecen demasiado simples para describir un fenómeno muy complejo.