Andean Geology 38 (1): 98-118. January, 2011
formerly Revista Geológica de Chile
www. scielo.cl/andgeol.htm

 

Petrología y Estructura del Complejo Ígneo-Metamórfico Aluminé, Provincia de Neuquén, Argentina

Petrology and Structure of the Aluminé Igneous-Metamorphic Complex, Neuquén province, Argentina

 

Ivana A. Urraza1, Laura E. Grecco1, Sergio H. Delpino1, Mónica L. Arrese1, Carlos W. Rapela2

1 Departamento de Geología, Instituto Geológico del Sur (INGEOSUR), Universidad Nacional del Sur y CONICET, San Juan 670, (8000) Bahía Blanca, Buenos Aires, Argentina. iurraza@uns.edu.ar; mlgrecco@criba.edu.ar; sdelpino@criba.edu.ar; marrese@uns.edu.ar
2 Centro de Investigaciones Geológicas (CONICET- UNLP), calle 1 Nro. 644 (Bl 900TAC), La Plata, Buenos Aires, Argentina. crapela@cig.museo. unlp.edu.ar

RESUMEN. En la presente contribución se dan a conocer los resultados parciales de un estudio de detalle de los eventos magmáticos, metamórficos y tectónicos acaecidos en el Complejo Ígneo-Metamórfico Aluminé (CIMA). Se define como CIMA al conjunto de rocas ígneas intrusivas preandinas y andinas y su encajonante metamórfico, aflorantes en el área comprendida entre los lagos Aluminé, Moquehue, Ñorquinco y Pulmarí, en la provincia de Neuquén, Argentina. Sobre la base de las observaciones de campo y de las características petrográficas y geoquímicas, las rocas granitoides constituyentes del CIMA han sido clasificadas como: 1. dioritas cuarzosas, 2. tonalitas-granodioritas, 3. granodioritas y 4. granitos. Los parámetros geoquímicos indican que las litologías definidas derivan de magmas calcicos a levemente calcoalcalinos, de composición metaaluminosa, típicos de los batolitos Tipo I Cordilleranos asociados a márgenes continentales activos. Intercalados entre las rocas magmáticas se preservan afloramientos de basamento metamórfico compuestos por esquistos, gneises, anfibolitas y escasas areniscas cuarzosas. Cubriendo en parte a las metamorfitas y granitoides, se reconocen andesitas, tobas y basaltos. La estructura del sector se caracteriza por la presencia de tres conjuntos de lineamientos regionales principales con orientaciones NE-SW, NW-SE y N-S. Estas direcciones coinciden con las orientaciones de tres grupos de foliaciones penetrativas reconocidas en las rocas magmáticas del sector. Sobre la base del análisis petrográfico-microestructural y de mecanismos de deformación en minerales, se identificaron al menos dos eventos de deformación dúctil en las rocas magmáticas del área. Los mapeos de campo y estudios petrológicos y estructurales llevados a cabo hasta el presente, permitieron diferenciar dos sectores con características claramente contrastantes: el sector norte caracterizado por el predominio de granitoides con edades andinas (cretácicas o más modernas) y el sector sur donde dominan los granitoides preandinos de edades permotriásicas-jurásicas, emplazados en un basamento paleozoico. Si bien los diagramas geoquímicos permiten diferenciar los diferentes petrotipos definidos petrográficamente y sus tendencias evolutivas podrían indicar procesos de cristalización fraccionada, la distribución areal de los mismos, sus características petrográfico-microestructurales y la geocronología, indican que podrían corresponder a diferentes pulsos-eventos magmáticos separados en el tiempo, aunque desarrollados en un contexto de características tectónicas similares.

Palabras clave: Complejo Igneo-Metamórfico Aluminé, Granitoides, Rocas metamórficas, Petrografía, Geoquímica, Estructura.

ABSTRACT. In the present contribution, the partial results of a detailed study of the magmatic, metamorphic and tectonic events developed in the Aluminé Igneous-Metamorphic Complex (AIMC) are given. We define the AIMC as the set of pre-andean and andean intrusive igneous and metamorphic rocks, outcropping in the área located between the Aluminé, Moquehue, Ñorquinco and Pulmarí lakes in the Neuquén province, Argentina. Based on field and petrographic observations and geochemical characteristics, the granitic rocks forming part of the AIMC have been classified as: 1. quartz diorites, 2. tonalites-granodiorites, 3. granodiorites and 4. granites. The geochemical parameters indícate that the defined lithologies derive from calcic to weakly calcalkaline magmas of metaluminous composition, typical of Type I Cordilleran batholiths associated with active continental margins. Intercalated between the magmatic rocks, some outcrops of metamorphic basement composed mainly of schists, gneisses, amphibolites and scarce quartzose sandstones. Andesites, tuffs and basalts cover in part the metamorphites and granitoids are exposed. The structure of the sector is characterized by the presence of three main sets of regional lineaments, with NE-SW, NW-SE and N-S orientations. These directions coincide with the orientations of the three groups of penetrative foliations recognized in the magmatic rocks of the sector. On the basis of the petrographic-microstructural analysis and deformation mechanisms in minerals, at least two ductile deformation events were identified in the magmatic rocks of the área. Field mapping and perrological-structural studies carried out so far, allow to differentiate two sectors with clearly contrasting characteristics. The north sector is characterized by the predominance of granitoids with andean ages (Cretaceous or younger), whereas in the southern sector dominates the pre-andean granitoids of permotriassic-jurassic ages emplaced in a Paleozoic basement. Although the geochemical diagrams allow to clearly distinguish the different lithologies defined petrographically and their evolu-tive trends could indicate fraccional crystallization processes, its areal distribution, their petrographic-microstructural characteristics and the geochronology indicate that they correspond to different magmatic pulse-events separated in time, although developed in a similar tectonic framework.

Keywords: Aluminé Igneous-Metamorphic Complex, Granitoids, Metamorphic rocks, Petrography, Geochemistry, Structure.

1.       Introducción

El área de estudio está situada entre los 38°48'-39°10'S y 71°00'-71°27'W, y cubre aproximadamente 700 km2 entre los lagos Aluminé-Moquehue y Ñorquinco-Pulmarí (Fig. 1).


FIG. 1. a. Ubicación del Complejo Ígneo-Metamórfico Aluminé (CIMA) en el contexto geológico regional; b. Mapa geológico preliminar del Complejo Ígneo-Metamórfico Aluminé; c. Esquema modificado de Gordon y Ort (1993), indicando la ubicación del CIMA. BP: Batolito Patagónico Cordillerano y BPS: Batolito Patagónico SubcordiUerano; d. Ubicación areal de las muestras analizadas geoquímicamente, utilizando la misma simbología de los diagramas de variación. Las muestras para geoquímica se ubican entre las coordenadas UTM 5.698-5.672 y 1.554-1.584.

En este sector añoran intrusivos ígneos pre-andinos y andinos, emplazados en rocas metamórf icas de edad paleozoica. El conjunto, caracterizado por complejas relaciones de campo y estructurales, se define en la presente contribución como Complejo Igneo-Metamórfico Aluminé (CIMA).

El área se corresponde parcialmente con la Faja Batolítica Aluminé previamente definida por Ramos (1978), la cual se extiende en dirección N-S entre los megalineamientos Pino Hachado-Picún Leufú (PH-PL) al norte y Nahuel Huapi (NH) al sur, e incluye el segmento norte del Batolito Patagónico Cordillerano (BP) (Gordon and Ort, 1993).

En la presente contribución, se dan a conocer los avances de la investigación que tiene por objeto determinar las características petrológicas, geoquímicas, geocronológicas y estructurales del CIMA. La profundización en el conocimiento de los eventos magmáticos y tectonometamórficos acaecidos en este sector, es una tarea necesaria si se pretende dilucidar las características y evolución del margen protoandino y establecer las correlaciones con el plutonismo andino subsecuente.

2.       Geología regional y antecedentes

La descripción general de la geología de la zona de estudio fue realizada por Galli (1969) y Turner (1976).

Dentro del CIMA, los afloramientos de basamento metamórfico son de reducida extensión y están esencialmente confinados al sector sur del área del estudio. Están compuestos por esquistos, gneises, anfibolitas y escasas metaareniscas cuarzosas (Grecco et al., 1998; Urraza et al., 2006). Para el sector oriental-nororiental de la hoja 'Lago Aluminé', sector norte de la zona de estudio, Galli (1969) menciona un zócalo antiguo compuesto por lutitas, filitas, cuarcitas, gneises y anfibolitas, conjunto al que le asigna edad Precámbrica. Para la zona sur del área de estudio, Turner (1965 y 1976) describe un basamento compuesto por esquistos y filitas correspondientes a la Formación Colohuincul, a la cual le atribuye una probable edad precámbrica a paleozoica, y rocas granodioríticas pertenecientes a la Formación Huechulaf quen de edad proterozoica a paleozoica inferior. Dalla Salda et al. (1991) denominan Complejo Colohuincul a las rocas metamórficas compuestas por gneises, migmatitas y esquistos biotíticos y cuarzosos, aflorantes en el área de San Martín de los Andes, a 130 km al sur del CIMA y reasigna una edad cretácica para las rocas granodioríticas de la zona de lago Aluminé (70±19 Ma). Franzese (1995) denomina Complejo Piedra Santa a las unidades metamórficas del basamento premesozoico del área norpatagónica occidental, asignando edades devónicas y carboníferas a los esquistos de bajo grado del Cordón de La Piedra Santa, ubicado inmediatamente al sur-sureste de la zona de estudio del presente trabajo.

En un trabajo previo, Grecco et al. (1998) señalan que entre los granitoides del CIMA predominan las tonalitas y granodioritas, con cantidades subordinadas de leucogranitos y aplitas. Las determinaciones radiométricas previas realizadas utilizando Rb/Sry K-Ar en rocas graníticas, indican edades variables en el intervalo entre el Permo-Triásico y el Cretácico (Cingolani et al. 1991;Latorre et al. 2001; Rapela, 1987; Rapela et al., 1987; Varela et al., 1994). Para la zona sur de la provincia del Neuquén, en la región de San Martín de los Andes, Pankhurst et al. (2006) describen granitos asociados a subducción de edad carbonífera-devónica, brindando edades Sm/Nd de 400 Ma para la Tonalita San Martín de los Andes, y de 290 Ma para la zona de Piedra del Águila. Inmediatamente al sur del CIMA y extendiéndose unos 250 km en dirección SSE, se encuentran las rocas plutónicas que fueran, en principio, denominadas 'Batolito Patagónico Subcordillerano' por Gordon y Ort (1993), y renombradas luego por Haller et al. (1999) como 'CinturónPlutónico Subcordillerano' (CPS). Dataciones recientes U-Pb (SHRIMP) en circones, realizadas por Rapela et al. (2005), establecen una edad jurásica temprana para los granitoides del CPS.

Cubriendo en parte las rocas de basamento y granitoides descritos previamente, aparecen andesitas y tobas correspondientes a la Formación Auca Pan y los basaltos III y VI de probables edades eocena inferior, miocenay pleistocena inferior, respectivamente (Turner, 1965 y 1976).

3.       Metodología de trabajo

Se llevaron a cabo cuatro campañas geológicas al área de estudio. Se tomaron más de 300 muestras para el análisis macroscópico y se realizaron 120 cortes delgados para el estudio petrográfico y muestras orientadas para el estudio microestructural de las mismas. Los análisis químicos de 36 muestras representativas fueron llevados a cabo en el Activation Laboratories Ltd. Canadá, utilizando la metodología de Fusión-ICP para los óxidos mayoritarios e ICP-MS para elementos minoritarios y de las tierras raras.

4.       Basamento metamórfico

Según Ramos (1978) en esta zona se preservan 'colgajos' de basamento metamórfico de la Formación Colohuincul. Sin embargo, además de los xenolitos de rocas metamórficas incluidos en granitoides, se han reconocido afloramientos de basamento in situ de significativa extensión areal. Los afloramientos de basamento son discontinuos, aparecen preservados entre los abundantes cuerpos ígneos que caracterizan la región y su reconocimiento se dificulta con frecuencia debido a la abundante cobertura vegetal del área. Esta situación torna compleja la tarea de establecer con precisión las relaciones de contacto entre los cuerpos ígneos y metamórficos. Los afloramientos de basamento más importantes y continuos se encuentran ubicados principalmente en la zona sur del área de estudio. Los primeros asomos se reconocen a la latitud correspondiente al lago Polcahué, y se extienden hacia la zona comprendida por los lagos Ñorquinco y Pulmarí (Fig. 1). En su gran mayoría están constituidos por gneises (Qtz+Pl+Ms+And±Bt±Grt, minerales accesorios Zr, Ap, Tur y opacos); (abreviaturas según Bucher y Frey, 1994). Estas rocas intensamente foliadas, presentan inyecciones de material granítico del tipo 'lit par lit' y muestran frecuentemente pliegues isoclinales, intrafoliares y/o ptigmáticos. Con menor representación, se han reconocido afloramientos de anfibolitas finamente foliadas (Qtz+Pl+Hbl±Bt, minerales accesorios Zry opacos). Estas rocas también muestran inyecciones delgadas del tipo 'lit par lit' a lo largo de los planos de foliación y venas graníticas irregulares, cuyo espesor varía entre 3 y 5 cmy que cortan a la foliación.

Las dos variedades de basamento descritas correspondientes a afloramientos in situ, han sido observadas como inclusiones de variado tamaño en dioritas cuarzosas y tonalitas. Raramente y en fajas delgadas, el basamento gnéisico pierde en parte su apariencia ptigmática y adquiere una foliación con orientación regular muy bien definida. En este caso, la foliación está remarcada por la inyección granítica fina, el estiramiento y 'boudinage' de las venas más gruesas y por la distribución de abundante cantidad de micas a lo largo de dichos planos. La pérdida de la estructura gnéisica replegada en estas fajas y el incremento de filosilicatos hacen que la roca adquiera la apariencia de un esquisto.

Desde el punto de vista geocronológico, se ha obtenido una edad de 360±7 Ma en análisis de U-Pb/ Th en monacitas de las rocas gnéisicas del sector sur del CIMA (Urraza et al., 2008, 2009).

5.       Rocas plutónicas

5.1.       Características de campo y petrografía

Se clasificó a los granitoides del CIMA en cuatro tipos litológicos:

5.1.1.       Dioritas cuarzosas

Son afloramientos muy extensos de color gris oscuro, que por sectores presentan inclusiones leucocráticas con formas angulosas y subredon-deadas. Las dioritas constituyen la variedad de mayor basicidad encontrada en la zona, con un contenido de sílice promedio del 56%. Bajo el microscopio petrográfico (Fig. 2a y b) muestran textura inequigranular de grano fino a medio, formada por cristales de plagioclasa, cuarzo, feldespato alcalino, ortopiroxeno, clinopiroxeno, anfíbol y biotita. Los minerales máficos constituyen hasta el 25% modal de la roca. Esta variedad litológica aflora exclusivamente en la parte sur del área de estudio, en la zona comprendida entre los lagos Ñorquinco y Pulmarí. Las fases hidratadas horn-blenda y biotita, muestran relación de reemplazo sobre los piroxenos. Como accesorios presenta circón, apatito, titanitay opacos.


FIG. 2. Microfotografías representativas de los cuatro petrotipos definidos. Columna izquierda: luz paralela; columna derecha: fotos equivalentes tomadas con nicoles cruzados, a, b. Dioritas cuarzosas. Nótese la presencia de ortopiroxeno y clinopiroxeno como mafitos principales, con escasa biotita intersticial. Cristales bastos de Pl, anhedrales, con contornos fuertemente lobulados y engolfamientos (Blg, 'bulging') de gran amplitud; agregados de granos recristalizados poligonales con uniones triples (Pl). Note la presencia de algunos subgranos que evidencian rotación en la continuidad de las maclas con el relicto, pero con pequeña variación de su orientación. El aspecto turbio de la plagioclasa se debe esencialmente a sericitización; c, d. Tonalitas. Cristales prismáticos subhedrales a euhedrales de plagioclasa con escasa deformación interna. Algunos presentan núcleos zonados. Se observan engolfamientos de muy pequeña amplitud (Blg), que le dan a algunos bordes cristalinos y planos de macla primarios un aspecto aserrado. La alteración sericítica incipiente está limitada a los bordes cristalinos y proximidades de microfracturas internas. Los mafitos son clinopiroxenos intensamente reemplazados por hornblenda y escasa biotita. Note que la hornblenda está en parte transformada en anfíbol actinolítico; e, f. Granodioritas. Plagioclasa en cristales bastos, anhedrales, con fuerte zonado oscilatorio y cuarzo anhedral. Los mafitos son biotita y hornblenda, esta última transformada en gran parte en actinolita. Observe en el interior de los anfíboles, 'fantasmas' de un mineral que podrían corresponder a restos de cristales de clinopiroxeno; g, h. Granitos. Cristales bastos euhedrales a subhedrales de plagioclasa zonados. La mayoría de ellos con moderada a intensa retrogradación a sericita y zoisita-clinozoisita. Observe cuarzo en cristales anhedrales de gran tamaño y feldespato potásico pertítico intersticial. El mafito es exclusivamente biotita. Abreviaturas según Bucher y Frey (1994). Detalles en el texto.

5.1.2 .       Tonalitas-granodioritas

Las tonalidades de estas rocas varían de gris oscuro a gris claro y presentan enclaves micro-granulares máficos de composición diorítica, en proporciones variables según la zona. Estas rocas tienen un contenido promedio de sílice del 63%. Están caracterizadas petrográficamente (Fig. 2c y d) por una textura inequigranular de grano medio a grueso, constituida por cuarzo, plagioclasa zonada (oligoclasa-andesina) y clinopiroxeno, hornblenda y biotita, estos últimos constituyendo hasta el 15% modal de la roca. El clinopiroxeno muestra a veces reemplazo parcial por hornblenda, quedando fragmentos relícticos de aquél en el núcleo de cristales de anfíbol. Rocas de esta composición se encuentran representadas tanto al norte (zona de los lagos Aluminé-Moquehue) como al sur (lago Pulmarí), sin embargo únicamente en la zona sur incluyen xenolitos de basamento de diversas litologías y tamaños. Como accesorios contienen circón, apatito, titanita y minerales opacos. En algunos sectores, estas rocas se encuentran alteradas parcialmente a asociaciones de bajo grado, reconociéndose la presencia de sericita, actinolita y sulfuras de hierro y cobre (pirita y calcopirita, principalmente).

En el sector localizado entre los lagos Ñorquinco y Pulmarí (S39°08'37"-W71°12'47,5') se ha reconocido una unidad tonalítica-granodiorítica diferenciada del resto por ser altamente peraluminosa (TGAP). En campo, conforma un cuerpo de roca oscura, intensamente foliada, que contiene abundante cantidad de xenolitos de basamento metamórfico de variado tamaño, constituidos principalmente por esquistos, anfibolitasy gneises. Bajo el microscopio petrográfico, esta variedad muestra una foliación milonítica anastomosada sobrepuesta a la textura ígnea granular original. Se reconocen porf iroclastos de plagioclasa (andesina, con zonación oscilatoria aún reconocible en los cristales menos afectados por la deformación) y de cordierita subredondeados o elípticos. Abundante cantidad de láminas de biotita envuelven los porfiroclastos de plagioclasa y cordierita, ocupan las sombras de presión y se extienden en folias que definen la foliación milonítica. Esta última es remarcada asimismo por cintas de cuarzo con cristales tabulares ('blocky quartz') y lentes del mismo mineral con recristalización poligonal de hasta 250 um. Se reconoce abundante sillimanita (fibrolita) que se presenta predominantemente en el interior de los cristales de cordierita, aunque los cristales aciculares suelen cortar en forma parcial algunos individuos de esta última, orientándose en paralelismo con la foliación de la roca. Los accesorios principales son circón, monacita y opacos. Se observan algunas evidencias de retrogradación de bajo grado como: pinitización de algunos cristales de cordierita, sericitación de la plagioclasa y reemplazo parcial y localizado de biotita por muscovita, en todos los casos en forma incipiente a moderada.

5.1.3.       Granodioritas

Esta litología es la que presenta mayor distribución areal, pudiendo reconocerse al norte del lago Aluminé y en el área comprendida entre los lagos Pulmarí y Ñorquinco. Con un contenido promedio de sílice del 68%, son rocas de grano medio a grueso compuestas por cuarzo, plagioclasa y ortosa pertítica (Fig. 2e y f). Son esencialmente biotíticas y contienen escaso anfíbol, conservándose algunos núcleos relícticos de clinopiroxeno. La plagioclasa (andesina) presenta una zonación oscilatoria marcada. Como accesorios contienen circón, apatito, titanita y minerales opacos.

5.1.4.       Granitos

Esta variedad ha sido reconocida exclusivamente en el sector norte del área de estudio, en la zona de los lagos Aluminé y Moquehue. Son afloramientos de grandes dimensiones, muy continuos y de color rosado. Presentan textura granular de grano grueso compuesta por cuarzo, plagioclasa zonada (oligo-clasa), ortosa pertítica y escasa biotita (Fig. 2g y h). Contienen en promedio 72% de sílice. La ausencia total de hornblenda constituye la principal diferencia mineralógica con las demás litologías definidas. Como minerales accesorios presenta circón, apatito y opacos. Los minerales de alteración son epidoto, calcita, clorita y sericita.

Estudios geocronológicos recientes mediante la metodología Ar/Ar en hornblendas, biotitas y feldespatos (Urraza et al., información inédita de los autores) sobre tres de los tipos litológicos establecidos (tonalitas, granodioritas y granitos), arrojan edades que varían entre el Jurásico Medio y el Cretácico Tardío. La excepción más notoria dentro de los cuerpos datados es la TGAP, para la cual se obtuvo en estudios previos U-Th/Pb en monacitas una edad de 250±10 Ma (Urraza et al., 2008, 2009).

5.2.       Características geoquímicas

Las diferencias geoquímicas entre los petrotipos definidos para el CIMA, se han establecido sobre la base del contenido y distribución de elementos mayoritarios y trazas en 36 muestras representativas (Tabla 1).

Sobre el diagrama normativo Ab-An-Or (Barker, 1979), las rocas graníticas del CIMA muestran una línea de diferenciación que se extiende desde las dioritas cuarzosas hasta granitos, aunque se observa un predominio de facies tonalíticas a granodioríticas (Fig. 3).


FIG. 3. Diagrama ternario normativo CIPW. Ab- An- Or. Clasificación de los petrotipos sobre la base de los campos propuestos por Barker (1979) en el diagrama Ab, An y Or. : dioritas cuarzosas; : tonalitas-granodioritas; : tonalitas-granodioritas altamente peraluminosas; +: granodioritas; : granitos.

La mayoría de las rocas estudiadas son subalca-linas y sobre el diagrama MALI (Na2O+K2O-CaO versus SiO2, Frost et al., 2001, Fig. 4) se observa que las rocas graníticas de Aluminé caen, en su gran mayoría (dioritas cuarzosas y tonalitas), dentro de las series calcicas, mientras que las granodioritas y granitos pasan transicionalmente al campo calcoal-calino y los granitos y la variedad TGAP se ubican específicamente dentro de este último campo.


FIG. 4. Indice alcalino-cálcico modificado (MALI), (Frost et al., 2001). Símbolos como en la figura 3. Detalles en el texto.

En el diagrama que representa el índice de saturación en alúmina (ASI) versus Al2O3/Na2O+K2O (mol) (Shand, 1927; Fig. 5), se observa que la mayor parte de las rocas del CIMA caen en el campo meta-aluminoso. Como resultado se observa abundancia de minerales calcicos, fundamentalmente hornblenda y augita. Además, se ha determinado que la variedad TGAP presenta un valor de ASI de 1,5, dado por la presencia de abundante cordierita.


FIG. 5. Indice de saturación en alúmina (Shand, 1927). Símbolos como en la figura 3.

De la observación del gráfico (Fig. 5) surge que cada petrotipo muestra un nivel característico en la relación Al2O3/ Na2O+K2O (mol) y al mismo tiempo una variación en el contenido de aluminio que es lo que define el valor del ASI. Por lo tanto, lo que se observa en el gráfico es una serie de secuencias subparalelas de Al2O3/Na2O+K2O (mol) con contenidos variables de Al2O3/CaO-1,37*P2O5+Na2O+K2O (mol).

Además del gráfico, también se desprende que la mayoría de las rocas plutónicas del CIMA corresponden a granitos Tipo I Cordilleranos, ya que su ASI es inferior a 1,1. Chappell y White (1992) establecieron este límite en el Lachlan Fold Belt en Australia, para discriminar entre granitos Tipo-I y granitos Tipo-S. La litología TGAP supera este límite y se ubica por lo tanto en el campo de los granitos Tipo-S.

En los diagramas de variación tipo Harker (Fig. 6a) se observa que los principales elementos mayoritarios (Al2O3, FeOt, CaO, MgO, K2O y Na2O) se distribuyen en secuencias más o menos alineadas. A pesar de ello, es dificultoso establecer si los tipos litológicos están relacionados entre sí por un proceso de fraccionamiento continuo, ya que entre ellos se observan saltos composicionales, como es el caso de las dioritas cuarzosas con el resto de los petrotipos.


FIG. 6. a. Diagramas de variación binarios para óxidos mayoritarios. Todos los valores de los óxidos se expresan en % en peso. El gráfico CaO versus SiO2 ha sido empleado para clasificar los cuatro petrotipos expuestos. Símbolos como en la figura 3. Detalles en el texto.

Las tendencias geoquímicas reflejan las variaciones mineralógicas observadas petrográficamente en los diferentes tipos litológicos definidos. La desaparición o disminución de los minerales máficos (ortopiroxeno, clinopiroxeno, hornblenda, biotita) y plagioclasa en los términos más básicos, se correlaciona con el incremento de los minerales félsicos, esencialmente feldespato potásico y cuarzo en los términos más ácidos de la serie.

Los elementos traza Sr, Ba, Rb y Zr son los mejores indicadores de procesos geoquímicos. En los diagramas de variación de estos elementos versus SiO2 (Fig. 6b), se observa con claridad que las tonalitas-granodioritas y las granodioritas definen tendencias verticales subparalelas, indicando posibles porciones 'batches' de magmas discretos, separados por pequeños hiatus composicionales de SiO2. Esto también se observa en el gráfico Eu/ Eu* versus SiO2.


FIG. 6. b. Diagramas de variación binarios de elementos minoritarios (en ppm). Relaciones de Rb versus Sr y Eu/Eu* versus Si2O. Símbolos como en la figura 3. Detalles en el texto.

Los análisis de tienas raras en roca total (Tabla 1) han sido normalizados a condrita (Boynton, 1984). En general, los diagramas de tierras raras para los cuatro petrotipos estudiados muestran diseños particulares.

En el gráfico correspondiente a las dioritas cuarzosas (Fig. 7a), se observa que la muestra 040104 (simbolizada con un diamante) tiene una pendiente diferente con respecto al de las otras muestras, con un leve enriquecimiento en las tierras raras livianas; además, presenta una moderada anomalía positiva de Eu con una relación Eu/Eu* de 1,15. Para esta muestra la relación (La/Yb)Nes de 5,14. Lamuestra se caracteriza por presentar una notoria abundancia de piroxenos (orto y clinopiroxenos), biotita, escaso anfíbol (producto de la hidratación del piroxeno) y apatito.

El resto de las muestras presentan patrones de tienas raras subparalelos entre sí, con incremento del contenido de tienas raras totales (Fig. 7a) y leves anomalías negativas de Eu, lo que indica un limitado fraccionamiento de plagioclasa. Las relaciones Eu/Eu* varían entre 0,74 y 1,23, mientras que las relaciones (La/Yb)N varían entre 2,50 y 13,87 (Tabla 1). Las tienas raras pesadas muestran un diseño casi planar y tienen concentraciones entre 10 y 20 veces el valor de concentración de la condrita patrón, mientras que las tienas raras livianas tienen valores entre 15 y 50 veces la concentración de dicho patrón.


FIG. 7. a. Dioritas; b. Tonalitas-Granodioritas; c. Granodioritas y d. Granitos. Diagramas de Tierras Raras, normalizados a condrita (Boynton, 1984) de los cuatro petrotipos definidos. Símbolos como en la figura 4. El símbolo correspondiente a un diamante 0, corresponde a la muestra 040104 (Tabla 1). Detalles en el texto.

Para las tonalitas-granodioritas y las TGAP (Fig. 7b) el diagrama muestra un notorio incremento en las tienas raras livianas (LREE) con respecto a las pesadas (HREE). Las relaciones (La/Yb)N varían entre 0,99-9,22 y las de Eu/Eu* entre 0,60-1,40, desanollando marcadas anomalías negativas de europio y un diseño prácticamente planar de las HREE; tienen concentraciones entre 10 y 25 veces el valor de la condrita de referencia, mientras que las tienas raras livianas tienen valores de entre 30 y 100 veces la concentración del patrón. Las relaciones (La/Yb)N para las TGAP es de 8,01 y Eu/Eu* es de 0,70. Es de destacar el progresivo aumento de la cristalización de la plagioclasa en el fraccionamiento de todas estas muestras.

En las granodioritas, las tienas raras muestran un diseño (Fig. 7c) con marcado enriquecimiento de las LREE con respecto a las HREE en relación con las abundancias de la condrita patrón. Las relaciones (La/Yb)N varían entre 3,3 -27 y las de Eu/Eu* entre 0,70 y 2,66.

Para los granitos, el diagrama de tienas raras (Fig. 7d) muestra una leve anomalía de europio, leve enriquecimiento de HREE y diseño planar de tienas raras pesadas. La relación Eu/Eu* varía entre 0,49-0,98 y la relación (La/Yb)N entre 5,30 y 11,5. Los granitoides del CIMA muestran enriquecimiento en Rb, Ba y Th, en relación con Nb, Ta, REE, Hf y Zr (Fig. 8), comportamiento característico de las rocas de arco magmático asociadas a subducción (Thompson et al., 1984). Además, su diseño es similar al que muestra el conjunto de tonalitas y granodioritas con hornblenda y biotita del Batolito Patagónico y rocas graníticas del Cinturón Subcordillerano del noroeste Patagónico (Rapela et al., 2005). Los cuatro petrotipos siguen el mismo diseño, aunque los tres últimos muestran estar algo más enriquecidos en elementos incompatibles (tonalitas, granodioritas y granitos) en relación a las dioritas cuarzosas.


FIG. 8. Abundancias de elementos trazas en rocas graníticas del CIMA, normalizadas a ORG (Pearce et al., 1984).

6.       Características estructurales del CIMA

6.1.       Estructuración regional y rasgos mesoscópicos

Turner (1976) y Ramos (1978) consideraron que, en general, la zona de estudio está conformada por un sistema de bloques elevados limitados por fracturas extensionales.

La región comprendida entre los lagos Aluminé-Moquehue y Ñorquinco-Pulmarí presenta lineamientos regionales de dimensiones kilométricas, que afectan tanto el basamento metamórfico como las rocas plutónicas que conforman el CIMA.

El análisis de fotografías aéreas e imágenes satelitales, combinado con controles de campo, permitieron establecer la presencia de al menos tres lineamientos regionales principales (Fig. 1):

      1. NE-SW: Este lincamiento coincide con el eje mayor del lago Moquehue. Paralelos a este lineamiento se reconocen otros de similar importancia en la zona comprendida entre los lagos Ñorquinco y Polcahué, al norte del lago Pulmarí y otros de menor magnitud en el resto de la región (Fig. 1).

      2. NW-SE: Este lineamiento se encuentra bien representado al norte del lago Polcahué y al sur del lago Ñorquinco. Esta dirección es una de las más importantes a escala regional y se encuentra representada por el lineamiento del lago Aluminé. Esta orientación coincide también con los megali-neamientos Pino Hachado y Nahuel Huapi. Según Ramos (1978), estas estructuras regionales serían responsables de la segmentación del batolito andino en la región de la Cordillera Neuquina.

      3. N-S: Este lincamiento se encuentra representado al este del lago Aluminé, extendiéndose por varios kilómetros hacia el sur, hasta la latitud del lago Pulmarí; también se reconoce en la zona de La Angostura y al oeste del lago Ñorquinco. Esta dirección está representada a lo largo de toda la región cordillerana, siendo una de las manifestaciones más importantes la denominada falla Liquiñe-Ofqui (Chotiny Giret, 1978; Cembrano et al., 2000; Folgaera et al., 2002).

Todas las rocas ígneas y metamórficas del área de estudio muestran evidencias de deformación dúctil con desarrollo de foliaciones penetrativas. Se han reconocido tres orientaciones dominantes (indicadas como dirección/ángulo de buzamiento) cuyos máximos estadísticos son: 123772°, 220780° y 277776° (Fig. 9). Estas tres foliaciones concuerdan en orientación con los tres sistemas de lincamientos regionales descritos.


FIG. 9. Diagrama de densidad de la proyección polo a plano de los valores de foliaciones que afectan a las rocas del CIMA. Red equiareal, hemiesfera inferior.

6.2.       Mecanismos de deformación

Prácticamente todos los granitoides muestreados en el área de trabajo tienen alguna evidencia de deformación dúctil. La intensidad de la deformación es variable y se manifiesta mesoscópicamente por la presencia de granitoides con foliaciones muy poco perceptibles hasta intensamente foliados. El estudio petrográfico-microestructural incluyó el análisis de mecanismos de deformación en minerales. Esta herramienta permitió identificar en los granitoides al menos dos eventos de deformación:

      1. Un evento de deformación de alto grado me-tamórfico, caracterizado por la presencia de grandes cristales de cuarzo con formas ameboidales, con contactos lobulados con las otras fases coexistentes y desarrollo de extinciones tipo tablero de ajedrez ('chessboard extinctions') (Fig. 10a). Esta textura es característica de deformaciones a altas temperaturas y se desarrolla por encima de la transición de segundo orden Qtza-Qtz (Kruhl, 1996; et al., 2002). A presiones bajas, esta curva de equilibrio indica que debieron superarse temperaturas mínimas del orden de los 600°C. Concordantemente con las altas temperaturas indicadas por el cuarzo, las plagioclasas muestran muy alta movilidad de los bordes de grano, con engolfamientos de gran amplitud y recristalización a agregados poligonales con uniones triples a 120° con tamaños de hasta 60-70 Lim (Figs. 10b y c). Estas características indican que el mecanismo de deformación dominante fue la recristalización por migración de borde de grano (RMBG) de alta temperatura. La presencia de subgranos en algunos cristales de plagioclasa (Figs. 2b y 10c) indica que el mecanismo de recristalización por rotación de subgranos (RRS) ha contribuido también en parte a la deformación dúctil del feldespato. La combinación de ambos mecanismos es una característica frecuentemente observada en feldespatos deformados en condiciones de f acies de anf ibolitas altas y granulita (e.g., Tullis y Yund, 1985). En las rocas dioríticas, el ortopiroxeno también muestra recristalización a agregados de cristales poligonales (de hasta 200 µm) a lo largo de sus bordes (Fig. 10d). En las tonalitas se observa a menudo recristalización del anfíbol a agregados de granos poligonales con tamaños variables entre 30 y 50 µm (Fig. 10e). Los mecanismos de deformación observados en el conjunto de minerales indican que este evento de deformación tuvo lugar en facies de anfibolitas alta a granulita.


FIG. 10. a, b, c, d, e. Evidencias del evento de deformación dúctil atemperatura alta a muy alta (facies de anfibolitas alta a granulitas): a. Cristal de cuarzo ameboidal con gran desarrollo cristalino y extinción del tipo tablero de ajedrez ('chessboard extinction'). Obsérvese el crecimiento intergranular y la inclusión parcial o total de fragmentos de las otras fases coexistentes. Nótese, además, que la plagioclasa de estas rocas presenta engolfamientos de gran amplitud; b. Engolfamientos de gran amplitud entre cristales de plagioclasa que indican muy alta movilidad de los límites de grano y recristalización mediante el mecanismo de RMBG; c. Granos recristalizados irregulares a seudopoligonales con uniones triples a 120°. Obsérvese engolfamientos de gran amplitud y granos recristalizados, ambos separados por límites de gran ángulo con el cristal relíctico sin mediar subgranos visibles; d. Ortopiroxeno relíctico en cristales bastos con recristalización a agregados de pequeños cristales poligonales (centro y arriba-izquierda). Nótese que en estas rocas la recristalización del ortopiroxeno se asocia a la presencia de plagioclasa con engolfamientos de gran amplitud (izquierda-abajo) y recristalización de grano grueso (arriba-derecha), con características equivalentes a las mostradas en las Figs. 10b y 10c que indican que ambas fases fueron deformadas durante el mismo evento de alta temperatura; e. Se indica con círculos la presencia de cristales de anfíbol recristalizado cuyos tamaños oscilan entre 30 y 50 µm; f, g, h. Evidencias del evento de deformación dúctil a temperatura intermedia (facies de esquistos verdes alta a anfibolitas baja): f. Agregados de cristales de cuarzo recristalizado mediante el mecanismo de RMBG. Nótese los tamaños dispares de los granos irregulares o seudopoligonales con contactos lobulados o rectos y la conformación de uniones triples a 120°. Los granos relícticos y recristalizados muestran escasa o nula deformación interna y ausencia de subgranos. Obsérvese, además, que la plagioclasa que acompaña al cuarzo presenta engolfamientos de moderada amplitud; g. Cristales relícticos de plagioclasa con englofamientos ('bulging') de moderada amplitud y granos recristalizados, que indican RBLG. Nótese la asociación de este comportamiento reológico de la plagioclasa, a la formación dentro de la misma roca de agregados seudopoligonales en cuarzo; h. Agregados de cristales seudopoligonales de plagioclasa con formación de uniones triples a 120°. Todas las microfotografías con nicoles cruzados. Detalles en el texto.

      2. Un evento de deformación en grado medio, caracterizado por la recristalización parcial o completa del cuarzo a agregados de cristales con formas seudopoligonales que se contactan a través de uniones triple a 120° (Fig. 10f) con tamaños de hasta 200-250 Lim. Estas texturas indican recristalización por el mecanismo de migración de borde de grano (RMBG) (Régimen 3: Hirth and Tullis, 1992; GBM: Stipp et al., 2002). Los cristales relícticos de feldespatos son más o menos equidimensiona-les, muestran extinciones ondulantes y presentan engolfamientos ('bulging') de pequeña amplitud y recristalización de grano fino de hasta 10 Lim en los bordes de grano y a lo largo de fracturas internas (Figs. 10g y h). Estas características microtexturales indican deformación dúctil de los feldespatos mediante el mecanismo de RMBG (Régimen 1: Hirth and Tullis, 1992) o del tipo 'bulging' (BLG: Stipp et al., 2002). El comportamiento reológico de estos minerales indica en conjunto la generación de un evento de deformación desarrollado en facies de esquistos verdes alta a anfibolitas baja, con mayor probabilidad a temperaturas superiores a los 500°C {e.g., Passchiery Trouw, 1996; Stipp et al., 2002). El evento de deformación de mayor grado se identifica tanto en las dioritas cuarzosas como en las tonalitas-granodioritas, y con menor representatividad en las granodioritas, aflorantes en el sector sur del área. El evento de menor grado es identificado en los granitos y granodioritas aflorantes en la zona de los lagos Aluminé y Moquehue, en el sector norte del área de estudio.

7.       Discusión y consideraciones finales

La zona comprendida entre los lagos Aluminé. Moquehue, Ñorquinco y Pulmarí presenta afloramientos de rocas plutónicas intermedias y acidas, intruyendo las rocas metamórficas que conforman el basamento.

La estructuración a escala regional está caracterizada por tres orientaciones de lineamientos principales: 1. NE-SW; 2. NW-SE y 3. N-S. Estas direcciones regionales concuerdan en orientación y localización en el terreno, con las orientaciones de foliaciones penetrativas observadas en las rocas ígneas y metamórficas del área: 123772°, 220780° y 277776°, respectivamente. Esta correspondencia sugiere que los grandes megalineamientos observados podrían no corresponder únicamente al acomodamiento a través de una tectónica en bloques limitados por fallas extensionales como resultado de la tectónica andina, sino a una secuencia de eventos de deformación dúctil algo más compleja y probablemente más extendida en el tiempo.

El análisis de mecanismos de deformación en minerales combinado con el estudio de paragénesis minerales relícticas y neoformadas constituye una herramienta de suma utilidad que permite acotar el número, secuencia temporal y condiciones físicas de desarrollo de los diferentes eventos tectonome-tamórficos acaecidos en una región. A través del estudio petrográfico-microestructural, se pudieron reconocer en los granitoides al menos dos eventos de deformación dúctil: un evento de alta temperatura desarrollado en facies de anfibolitas alta a granulita y un evento de temperatura intermedia en facies de esquistos verdes alta a anfibolitas baja. Las relaciones texturales en los granitoides en que pueden reconocerse ambos eventos superpuestos, indican que el evento de mayor temperatura es el más antiguo. En el estado actual de la investigación no es posible establecer aún con precisión las edades de ambos eventos de deformación, aunque se espera poder definirlas a través de la conjunción de las técnicas analíticas que se están aplicando a tal efecto.

El basamento del CIMA está constituido por gneises (Qtz+Pl+Ms+And±Bt±Grt, minerales accesorios Zr, Ap, Tur y opacos) y anfibolitas (Qtz+Pl+Hbl±Bt, accesorios Zry opacos) reconocidos en afloramientos in situ o como inclusiones de variado tamaño en dioritas cuarzosas y tonalitas. La estabilidad de la asociación metamórfica Qtz+Pl+Ms+And±Bt en gneises, evaluada a través de la construcción de seudosecciones utilizando la composición química global de las rocas (Urraza et al., 2009), indica que esta paragénesis solo puede coexistir a temperaturas moderadas a baj as (<620°C a XH2O = 1, o aún menores a inferiores XH2O) y a presiones por debajo de los 3,8 Kb. Las relaciones texturales observadas en gneises indican que la paragénesis metamórfica original tiene sobrepuesto un evento de deformación dúctil que da lugar a la recristalización intensa del cuarzo, moderada recristalización de la plagioclasa y a la conformación de una foliación milonítica anastomo-sada. Estudios geotermobarométricos preliminares (Urraza et al., 2009) sobre la asociación mineral en equilibrio durante el evento de milonitización [Bt+Grt+Sil(Fib)+opacos], indican presiones que exceden el campo de estabilidad de la asociación metamórfica primitiva (Urraza et al., 2009).

El basamento del CIMA presenta analogía con el descrito por Franzese (1995) para el Complejo Piedra Santa ubicado a 70 km al sureste en continuidad con el área de estudio. Si bien no se descarta que el basamento del CIMA pudiera constituir un equivalente de mayor grado metamórfico de la Formación Colohuincul (esquistos y filitas) definida por Turner (1976) y mencionada por este autor para el sur del área de estudio, las edades carbonífera temprana obtenidas para las rocas gnéisicas del sector sur del CIMA (U-Pb en monacitas, Urraza et al., 2008,2009), son concordantes con la edad devónico-carbonífera indicada por Franzese (1995) para esquistos y gneises pelíticos del Complejo Piedra Santa.

Las rocas graníticas que constituyen el CIMA se clasificaron sobre la base de su mineralogía y geoquímica en: 1. Dioritas Cuarzosas; 2. Tonalitas-Granodioritas; 3. Granodioritas y 4. Granitos. Todos los petrotipos, a excepción de las dioritas cuarzosas, presentan abundante cantidad de enclaves micro-granulares máficos.

El análisis de la signatura petrológicay geoquímica de las rocas graníticas estudiadas, así como la evaluación de los diagramas de multielementos. permitieron caracterizar al conjunto como resultante de un magmatismo calcico a calcoalcalino con generación de granitoides Tipo I. Estos granitoides son típicamente representativos de magmatismo de arco de márgenes continentales activos.

Los diagramas geoquímicos de elementos mayoritarios y trazas permitieron diferenciar los petrotipos definidos. Las secuencias subparalelas de Al2O3/Na2O+K2O (mol) con contenidos variables de Al2O3/ CaO-1,37*P2O5 +Na2O+K2O (mol) indican que cada tipo litológico representaría un pulso de magma distinto correspondiente a un mismo evento. o más de un evento separado en el tiempo.

Si bien los diagramas de variación para elementos mayoritarios presentan tendencias evolutivas asociadas a procesos de cristalización fraccionada; los diagramas de variación para elementos trazas muestran tendencias subverticales y subparalelas separadas por 'gaps' discretos de SiO2, los que forman 'batches' de magma, que podrían representar eventos magmáticos separados en el tiempo.

Está claro que el mayor exponente del magmatismo dentro del CIMA está representado por granitoides de edades andinas (cretácicas a más modernas, Rapela y Pankhurst, 1992; Rapela y Kay, 1988; Cingolani et al., 1991; Varela et al., 1994; Latorre et al., 2001), perteneciente al extremo norte de BP Sin embargo, estudios geocronológicos llevados a cabo por los autores (Urraza et al., 2008,2009), indican la presencia de granitoides preandinos representados por tonalitas correspondientes al Pérmico Tardío en la zona del lago Ñorquinco en el sur del área de estudio. Estos granitoides preandinos de edad paleozoica, podrían haberse emplazado en concordancia con los eventos tectónicos gondwánicos.

 

Agradecimientos

Los autores agradecen a la Universidad Nacional del Sur por la prestación de equipos y vehículos para las tareas de campo. Al Dr. M. Zentilli y a Dalhousie University, Canadá, por la constante colaboración y disponibilidad de sus laboratorios. Este trabajo contó con el apoyo financiero del proyecto PIP CONICET 6412/05 otorgado a L.G. y S.D. Los análisis químicos de roca total fueron financiados mediante el subsidio PIP CONICET 02082 otorgado a C.R. Los autores agradecen los comentarios y sugerencias del Dr. E. Baldo, Dr. J.M. Tubía y Dr. C. Villaseca, que contribuyeron a mejorar significativamente este manuscrito.

 

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Manuscript received: February 23, 2010; revised/accepted: April 13, 2010.

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