PETROLOGÍA Y TERMOBAROMETRÍA DEL SECTOR NORTE DE LA SIERRA DE VALLE FÉRTIL: UN APORTE A LA RECONSTRUCCION DEL SEGMENTO CENTRAL DEL ARCO FAMATINIANO.

TIBALDI, A ; OTAMENDI, J; CRISTOFOLINI, E; BALIANI, I

RÍO CUARTO-CÓRDOBA-ARGENTINA

Congreso; 10º CONGRESO DE MINERALOGÍA Y METALOGENIA-RÍO CUARTO – CÓRDOBA - ARGENTINA-20 al 22 de Octubre de 2010; 2010

Asociación Mineralógica Argentina y Universidad Nacional de Río Cuarto

Las sierras de Valle Fértil y La Huerta conforman un cordón serrano de 140 km de longitud por 30 km de ancho, ubicado entre los 29º 55´ y 31º 28´ de latitud Sur y los 67º 15´ y 68º 10 de longitud Oeste Estas sierras tienen una morfología de bloques segmentados y eleva¬dos por la tectónica andina y están constituidas por una secuencia litológica generada durante la evolución del arco magmático Famatiniano durante el Ordovícico inferior (Ducea et al., 2010). Al presente, los estudios llevados a cabo en el área norte de la sierra de Valle Fértil han permitido distinguir unidades litoestratigráficas, las cuales han sido denominadas de acuerdo al tipo de litologías predominantes como: máfica, intermedia, silícica y metasedimentaria (Otamendi et al. 2009). En particular para la porción del extremo norte de Valle Fértil, la unidad máfica predomina en el sector centro-oeste. Dentro de esta unidad se reconocen dos asociaciones principales (gábrica y diorítica) ambas intruídas por cuerpos de granitos anatécticos que se caracterizan por presentar elongación y orientación meridional. La asociación gábrica predomina en el sector oeste y se caracteriza por mostrar una alternancia litológica dominada principalmente por gabros anfibólicos, gabros piroxénicos y grabronoritas horbléndicas, con la presencia subordinada de dioritas. La asociación diorítica se encuentra restringida principalmente al sector oriental de la unidad máfica, y se caracteriza por el predominio de rocas dioríticas con intercalaciones menores de gabros de grano fino y diques. La unidad metasedimentaria y se encuentra intercalada entre la unidad máfica y la unidad intermedia, en general se presenta elongada meridionalmente y se caracteriza por desarrollar mayores dimensiones en el centro de la sierra. Esta unidad está ampliamente dominada por migmatitas paragnéisicas entre las que se intercalan escasos bancos de cuarcitas, y con la asociación esporádica de cuerpos de leucogranitos. Las cuarcitas se presentan a modo de tabiques intercalados dentro de las rocas migmáticas circundantes y poseen espesores variables entre 10 cm a 1 mts. Mineralógicamente están dominadas por cuarzo con proporciones menores y variables de biotita y granate. La asociación mineral permite distinguir entre las rocas migmáticas paragnéisicas distintos subtipos, tales como: a) migmatitas con granate, b) migmatitas con granate y cordierita y c) migmatitas con cordierita. Desde el punto de vista morfológico, se observa un predominio de migmatitas estromatíticas las cuales desarrollan un bandeado determinado por la alternancia de leucosomas graníticos y mesosomas ricos en biotita. La orientación espacial del es meridional y buzamiento al oeste con mediano a alto ángulo. De modo subordinado y en dimensiones más reducidas aparecen las migmatitas diatexíticas, con morfologías masivas o en schlieren. Los leucogranitos presentes en esta unidad se encuentran rodeados normalmente por las migmatitas y poseen morfologías variables tales como venas, diques o como cuerpos redondeados. Tanto los diques como los cuerpos redondeados son en general concordantes con la estructura principal observada en las migmatitas, mientras que las venas de menores tamaños pueden ser concordantes o discordantes y funcionan como los canales alimentadores de los cuerpos mayores. En su límite occidental las rocas que conformas la unidad metasedimentaria se encuentran interdigitada con diques y/o sills de gabros anfibólicos, de espesor en el orden métrico, que poseen una yacencia intrusiva y claramente controlada por la heterogeneidad de la foliación migmatítica. En ocasiones estos diques tienden a estrangularse y a conformar enclaves ovoidales con su eje mayor paralelo a la foliación. La unidad intermedia se encuentra restringida al sector oriental y se caracteriza fundamentalmente por el predominio de rocas tonalíticas dentro de las cuales se observan interdigitaciones de cuerpos de gabros y dioritas con características similares a las determinadas para estas litologías dentro de la unidad máfica. Las tonalitas se caracterizan por el desarrollo de una textura granular de grano medio a grueso, y se encuentran dominadas por cuarzo, plagioclasa, biotita y en ocasiones desarrollan la presencia de anfíbol. En menor proporción, y por sectores, se observa la presencia de granitos anatécticos los cuales se inyectan en la roca tonalítica mostrando límites desde netos a difusos. Todas las litologías del área norte de Valle Fértil aparecen afectadas por una foliación de carácter meridional (de alto a medio buzamiento al oeste) y por el desarrollo de pequeñas fajas de cizallas también de orientación meridional las cuales toman un carácter más penetrativo a medida que nos trasladamos hacia el oeste dentro de la unidad máfica. De este modo, esta fábrica se superpone a la foliación magmática original en las litologías de la unidad máfica e intermedia, y que se manifiesta por la orientación de biotita y anfíbol. Las condiciones de físico químicas bajo las cuales evoluciono esta sección de la sierra de Valle Fértil- La Huerta han sido evaluadas mediante las paragénesis en equilibrio textural observadas en migmatitas paragnéisicas de la unidad metasedimentaria. 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 (1990) y Berman y Aranovich (1996). En tanto que se usaron los siguientes modelos para soluciones sólidas con comportamiento no ideal: Berman (1990) y Berman y Aranovich (1996) para granate; Holland and Powell (1992) modelo 1 para plagioclasa, Patiño Douce et al. (1993) para biotita y Berman y Aranovich (1996) para cordierita. El vector de intercambio de Fe-Mg entre granate-biotita indica temperatura variables entre 730 y 850 °C. Cabe aclarar que las variaciones témicas estimadas sólo pueden deberse a la variación en el #Mg de la biotita, ya que la fracción molar de piropo en el granate es casi constante (XMg=0,32). Por su parte se determinó que barómetro GPB intercepta la reacción de intercambio de Fe-Mg entre granate y biotita a presiones de 7,3 ± 0,2 kbar, mientras que el barómetro GASP lo hace a presiones variables entre 6,3 y 7,1 kbar, levemente inferiores al otro barómetro. De este modo, las condiciones termobarométricas determinadas en la unidad metasedimentaria indican que estas litologías evolucionaron bajo condiciones de facies de granulitas, y que se encontraban soterradas a profundidades aproximadas de 20 kilómetros. Estos resultados, sumados a las relaciones de yacencia observadas entre la unidad máfica y la unidad metasedimentaria, constituyen herramientas confiables que permiten inferir que el contacto occidental de la unidad metasedimentaria puede ser interpretado como el límite entre corteza inferior y superior del arco Famatiniano. Por lo tanto, se considera que la porción norte de la sierra de Valle Fértil es equivalente a las porciones más profundas del arco magmático Famatiniano reconocidas en otras sectores de las sierras de Valle Fértil y La Huerta, y constituye un excelente lugar para analizar y evaluar como el magmatismo máfico intruía y alimentaba el arco magmático Famatiniano durante el Ordovícico inferior a medio y cual es el mecanismo de interacción con las secuencias corticales circundantes. BIBLIOGRAFÍA Ducea, M.N., Otamendi, J.E., Bergantz, G., Stair, K., Valencia, V., y Gehrels, G.E., 2010. Timing constraints on building an intermediate plutonic arc crustal section: U-Pb zircon geochronology of the Sierra de Valle Fértil, Famatinian arc, Argentina. Tectonics, en prensa. Otamendi, J.E., Vujovich, G.I., de la Rosa, J.D., Tibaldi, A.M., Castro, A., Martino, R.D. & Pinotti, L.P., 2009a. Geology and petrology of a deep crustal zone from the Famatinian paleo-arc, Sierras de Valle Fértil and La Huerta, San Juan, Argentina. Journal of South American Earth Sciences, 27: 258-279. Berman, R.G., 1990. Mixing properties of Ca–Mg–Fe–Mn garnets. American Mineralogist, 75: 328-344. Berman, R.G. & Aranovich, L.Ya., 1996. 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. Contributions to Mineralogy and Petrology, 126: 1-24. Holland, T. & Powell, R., 1992. Plagioclase feldspars: activity-composition relations based upon Darken’s quadratic formalism and Landau theory. American Mineralogist, 77: 53–61. Patiño Douce, A.E., 1993. Titanium substitution in biotite: an empirical model with applications to thermometry, O2 and H2O barometries, and consequences for biotite stability. Chemical Geology, 108: 133-162.