Geología y geoquímica del skarn San Miguel, sistema de Tandilia, provincia de Buenos Aires

Abstract

En el área de San Miguel (37°33´45,42´´ LS y 59°21´45,22´´ LO) afloran rocas ígneas y metamórficas pertenecientes al basamentos de las Sierras Septentrionales denominado Complejo Buenos Aires. Las metamorfitas consisten en: un gneis biotítico, migmatitas, xenolitos de anfibolitas y un mármol al cual se asocia el skarn San Miguel. Las rocas ígneas corresponden a: un cuerpo de composición tonalítica que aflora en el casco de la Estancia San Miguel y en el cerro Los Angelitos (Ea. Siempre Verde), un cuerpo granítico, fuertemente metamorfizado, que constituyen el Cerro Guacho y diversos diques de naturaleza tanto ácida como intermedio-básica. El gneis biotítico presenta un bandeado (S1) con rumbo general N35°E y una composición mineralógica integrada por microclino, plagioclasas (oligoclasa-andesina), cuarzo y biotita. Las migmatitas se exhiben como diferenciados dentro del mismo gneis con estructura estromática de igual rumbo que S1 o con estructuras menos frecuentes como movilizados brechoides o boudines. Sus leucosomas están constituidos por cuarzo, plagioclasa (oligoclasa) y feldespato potásico tipo microclino. También se presentan leucosomas de límites difusos que además de la mineralogía antes mencionada incluyen granate con una composición Alm₇₂ Prp₁₃ Sp₁₂ Gro₃. Análisis químicos de las rocas antes mencionadas indican que el gneis deriva de un protolito sedimentario con características de un wacke o grauvaca y que las migmatitas se habrían formado a partir de la fusión parcial de gneis a través de la descomposición de la biotita en presencia de plagioclasas y cuarzo. Esto generó una fase granatífera, con feldespato potásico y un fundido granítico peraluminoso caracterizado por un bajo contenido en Th (1,50 a 2,71 ppm) y en Zr (42 a 154 ppm), aunque variable en este último, y por la baja relación (La/Yb)N, menor a 55,85 en todos los casos, característico de los fundidos en desequilibrio. Teniendo en cuenta que parte de los cuerpos de leucosomas son concordantes con el bandeamiento del gneis y que los cristales de cuarzo de los mismos presentan extinción ondulosa, podríamos decir que la migmatización comienzó a producirse durante la fase deformacional donde el gradiente de presión podría haber favorecido la migración del fundido antes de reequilibrarse. Dicha fase deformacional corresponde al Ciclo Transamazoniano según la edad estimada para este tipo de rocas en el área de Tandil de 2200 Ma aproximadamente. Incluidos en el gneis y en parte de los leucosomas, se han identificado xenolitos de anfibolitas con una asociación mineral hornblenda + plagioclasa ± titanita ± apatita ± opacos (facies anfibolita) con signos de retrogradación, sobre todo en los bordes de los mismos, como reemplazos pseudomórficos de biotita y la cristalización de actinolita. Dichos fragmentos han sido interpretados como remanentes de la ruptura de cuerpos rígidos de composición máfica en respuesta a la alta tasa de deformación que afectó a toda el área de Tandil. El mármol estudiado aflora en tres sectores: dos de ellos en la Ea. San Miguel y uno en la Ea. Siempre Verde. Se encuentra hospedado en el gneis biotítico y se encuentra intruido por numerosos filones cuyos espesores varían entre 5 centímetros y 1 metro. Presenta una asociación mineral calcita + diópsido + cuarzo, indicando un grado metamórfico en facies anfibolita alta (716°C), en concordancia con las anteriores rocas metamórficas. Datos de δ13C de +5/+6‰, y δ18O con una distribución bimodal de +14‰ y +17‰, indican que si bien existe un descenso en los valores de O a medida que nos acercamos al contacto con los filones graníticos, los mismos corresponderían a valores típicos para carbonatos de origen marino. Por otro lado teniendo en cuenta también que estos carbonatos se depositaron con anterioridad a los 2200 Ma, podrían ser incluidos dentro de los carbonaros depositados durante el “evento Lomagundi-Jatuli”, siendo la primera mención de los mismos en Argentina. La intrusión de los leucosomas graníticos en el mármol propició el metasomatismo a partir de cual se formó el skarn San Miguel. Este proceso favoreció el desarrollo de paragénesis minerales calcosilicáticas, con un patrón zonal caracterizado por las zonas de: (1) wollastonita-vesubianita, (2) granate-clinopiroxeno, (3) clinopiroxeno, en facies de exoskarn, y las zonas de (1) granate-clinopiroxeno, (2) clinopiroxeno-plagioclasa cálcica, en facies de endoskarn. Esta mineralogía indica que los fluidos formadores poseían una fase fluida con baja proporción de CO2 (vesubianita + grosularia limitada a X_CO2 <0,05 y vesubianita + wollastonita hasta X_CO2 <0,01). En este sentido análisis de inclusiones fluidas hospedadas en minerales del skarn indicaron un sistema acuoso predominantemente NaCl-H₂O/NaCl-KCl-H₂O, de baja salinidad y con una temperatura entre 250 y 320 °C. Estudios geotemométricos permitieron arribar a temperaturas de equilibrio isotópico del orden de 351 a 503 °C, superiores a las temperaturas de homogeneización de las inclusiones fluidas medidas. Pero si tenemos en cuenta que la cristalización de los minerales analizados se produjo, de acuerdo al contexto geológico, bajo un régimen de metamorfismo regional, esta diferencia podría deberse a que las IF presentan una corrección por la presión del sistema del orden de los 100°C, ya que los equilibrios isotópicos no son sensibles a la presión. Fases retrógadas se manifiestan como reemplazos de minerales de la paragénesis prógrada del siguiente modo: diópsido por tremolita y clorita y granate por clinozoisita, desarrollando texturas de desequilibrio térmico como coronas y pseudomorfismo, y apatita, titanita y escasos cuarzo y calcita y cuarzo como minerales intersticiales o neoformados como en el caso de la titanita y apatita. La retrogradación también se observa en el desarrollo de vetillas compuestas por cuarzo (vetillas grises) y clinozoisita (vetillas rosadas) que cortan a las zonas primarias o prógradas y representan la circulación de los últimos fluidos silíceos y acuosos remanentes del sistema. En el Cerro Guacho aflora un granito de grano medio a fino que se intruyó en el gneis biotítico arrastrando en su ascenso xenolitos máficos y fragmentos de gneis. Su clasificación tectónica, mediante estudios geoquímicos, es similar a la del resto de los granitos del área de Tandil, que poseen características transicionales entre granitos sin-colisionales y de arco volcánico. El mismo fue interpretado como el resultado de la fusión de corteza continental durante el episodio de colisión continental. En este mismo sector el estudio de cuerpo pegmatoideos portadores de turmalina, fue de mucha utilidad en la definición del origen ígneo del granito del Cerro Guacho. La tonalita que aflora en el Cerro Los Angelitos y en la Ea. San Miguel, pone de manifiesto a través de las relaciones de corte una formación póstuma al gneis y a los leucosomas. Su tamaño de grano es medio a grueso y en algunos sectores presenta foliación que junto con la vinculación a los leucosomas de las migmatitas, indican un ambiente meso a catazonal. Tanto la tonalita como el granito antes mencionado no presentan relación de contacto en afloramiento con el skarn San Miguel. Geoquímicamente también posee características transicionales entre los granitos sincolisionales y de arco volcánico. Esta roca podría estar asociada a la anatexis de cuerpos básicos o, a la fusión parcial en la corteza inferior-media. Adicionalmente se definió un conjunto de diques integrados por diques granítico-granodioríticos y un dique andesítico-basáltico. Estos cuerpos intruyen a todas las unidades antes descriptas por lo que representan el evento más joven dentro de la evolución ígneo-metamórfica del mismo. Los primeros corresponden a granitos calco-alcalinos, metaluminosos con tendencia a la peraluminosidad, con una signatura geoquímica que los ubica en un zona de transición entre los granitos sin-colisionales y de arco volcánico, en coincidencia con los granitos del área de Tandil. Estas características coinciden con los granitoides de alta SiO2 que son los últimos residuos en cristalizar y tienen además de agua, volátiles ricos en aluminio. Análisis petrográficos y geoquímicos, especialmente de tierras raras, revelaron importantes similitudes, indicando que estos diques podrían derivar del mismo fundido granítico que se emplazó a través de un sistema de fallas de rumbo NO-SE coincidente con el dominio tectónico C. Estos últimos determinaron planos estructurales que han controlado la inyección de diques básicos y en reducidos sectores también ácidos. Estos diques corresponden a la primera mención de este tipo de cuerpos en el ámbito de las Sierras Septentrionales y se habrían formado por e emplazamientos de fundidos anatécticos resultantes del reciclado de la corteza continental. Por otra parte el dique andesítico-basáltico es calcoalcalino de potasio medio y se emplazó en una zona de cizalla con una actitud similar a la de los diques graníticos, siendo sometido a un proceso de milonitización evidenciado por la presencia de una foliación milonítica y porfiroclastos de plagioclasa con bordes deformados y recristalizados. Según las relaciones geoquímicas (La/Yb)N y (La/Sm)N obtenidas, este dique posee afinidad con los correspondientes a la suite calcoalcalina presentes en la región, los cuales derivan de la fusión parcial de material mantélico, posteriormente afectado por metasomatismo, a partir de la interacción con material cortical hace unos 2000 Ma aproximadamente. Los procesos antes mencionados que determinaron la formación de las rocas que afloran en el área de San Miguel pueden ser explicados, teniendo en cuenta además estudios realizados por otros autores, en el contexto tectónico de una cuenca de retroarco asociada a una subducción corteza oceánica-corteza continental con anterioridad al Ciclo Tranzamazoniano.