Geologia de los plutones Capilla del Monte y La fronda - Cordoba - Argentina PDF

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Mapeo y descripcion de dos plutones cuyas composiciones y niveles de emplazamientos son marcadamente distintos. Tambien se aborda el reconocimiento de estructuras magmáticas. ...

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GEOLOGÍA DE LOS PLUTONES CAPILLA DEL MONTE Y LA FRONDA. SIERRAS PAMPEANAS DE CÓRDOBA.

Autor: Lucas VENIER Estudiante de la Universidad Nacional de Rio Cuarto. Río Cuarto, Córdoba, Argentina. Email: [email protected].

RESUMEN: En este trabajo se recopiló información petrológica y estructural de los plutones Capilla del Monte y La Fronda con el fin de intentar establecer cuál fue el contexto geológico en el que se emplazaron ambos plutones. Dicho concepto abarca aspectos tales como la manera en la que interactuaron con la roca encajante, en qué nivel estructural se produjo su emplazamiento, cuáles fueron las condiciones de presión y temperatura a las que estuvieron sometidos ambos cuerpos ígneos y de qué manera fueron afectados o no por los esfuerzos regionales. Por otro lado también se abordara el análisis de estructuras ígneas, reconocidas tanto en el plutón Capilla del Monte como así también en el plutón La fronda. Estudiar las estructuras ígneas es fundamental a la hora de establecer cuál es el mecanismo utilizado por los cuerpos ígneos para desplazarse a través de la corteza hasta su posterior emplazamiento.

Palabras claves: Plutón, emplazamiento, Capilla del Monte, La Fronda.

ABSTRACT: GEOLOGY OF PLUTONES CAPILLA DEL MONTE AND LA FRONDA. PAMPEAN SAWS OF CÓRDOBA. In this work, petrological and structural information of the Capilla del Monte and La Fronda plutons was collected in order to try to establish the geological context in which both plutons were located. This concept encompasses aspects such as the way in which they interacted with the encasing rock, at what structural level their location occurred, what were the pressure and temperature conditions to which both igneous bodies were subjected and in what way they were affected or not for regional efforts. On the other hand, the analysis of igneous structures, recognized both in the Pluto del Capilla del Monte as well as in the Pluto La fronda, will also be addressed. Studying igneous structures is essential when establishing the mechanism used by igneous bodies to move through the cortex to its later location. Keywords: Pluton, emplacement, Capilla del Monte, La Fronda.

INTRODUCCIÓN Y METODOLOGÍAS: El emplazamiento de cuerpos ígneos siempre fue un tema muy controversial, ya que aún no se ha podido demostrar con pruebas contundentes cual es el método utilizado por los grandes volúmenes de magma para abrirse paso a través de las rocas que componen la corteza culminando en su posterior depositación. Debido a que “el problema del espacio” (espacio requerido para que el plutón se emplace) no se ha solucionado, resulta de vital importancia estudiar minuciosamente cuerpos ígneos pequeños/medianos, dado que éstos pueden abordarse de manera integra en periodos de tiempo cortos, para luego intentar extrapolar los resultados obtenidos a los grandes batolitos. Para ello se seleccionaron dos plutones de diferentes edades y composiciones (Capilla del Monte y La Fronda) emplazados a menos de 15 km uno con respecto al otro. Dichos plutones cuentan con excelentes ejemplos de estructuras magmáticas (las cuales captaron la atención de especialistas de distintas partes del mundo), poseen un fácil acceso, se encuentran en cercanías de zonas urbanizadas y están atravesados por cauces fluviales (no es un dato menor debido a que en dichas zonas se generan incisiones verticales que facilitan su estudio). El análisis de los cuerpos ígneos antes mencionados se llevó a cabo en una primer instancia mediante técnicas de procesamiento e interpretación de imágenes satelitales multiespectrales ASTER, imágenes pancromáticas CBERS 4b (alta resolución espacial) y modelos digitales del terreno. Posteriormente se realizó el correspondiente reconocimiento de campo, en donde se recopiló información de los cambios mineralógicos y texturales presentes a lo largo de los plutones, como así también de las estructuras registradas en el sector. Cabe

destacar que fue posible tomar datos de susceptibilidad magnética de las rocas que componen a dichos intrusivos y a la roca de caja que los albergó. En este trabajo también se analizaron cortes delgados de ambos plutones mediante microscopia de luz transmitida.

UBICACIÓN Y MARCO GEOLÓGICO: El área de estudio se encuentra ubicada en el sector noroeste de las sierras de Córdoba (porción oriental de la provincia geológica sierras pampeanas) , en inmediaciones de la ciudad Capilla del Monte, cuyas coordenadas centrales son -30º 54´ ; -64º 35´(fig. 1). La zona cuenta con la ruta nacional nº 38 como la principal vía de acceso y caminos de tierra distribuidos a lo largo de gran parte del terreno en análisis. Si bien el plutón Capilla del Monte (Devónico) se emplazó alrededor de 80 Ma mas tarde que el plutón La Fronda (Ordovícico), ambos intruyeron en rocas de caja de composiciones similares, las cuales están ligadas genéticamente entre sí por un contexto metamórfico que se dio a nivel regional. ROCAS DE CAJA: El encajante está conformado por rocas metamórficas de alto grado producidas en el pico metamórfico transcurrido durante el neoproterozoico – paleozoico inferior (Sims et al. 1998). Dicho evento afectó a las rocas a escala regional, el mismo fue relacionado con la evolución de un orógeno colisional desarrollado entre el margen occidental de Gondwana y el terreno de Pampia, (Guereschi y Martino 2008). Posteriormente dichas rocas deformaciones dúctiles y frágiles.

sufrieron

El complejo metamórfico fue dividido en dos miembros (Cruz del Eje, La Falda) asociados a dos formaciones (Quilpo y El Manzano). Complejo metamórfico Cruz del Eje: Se encuentra ubicado al oeste de la Sierra de Totoralejo. Está compuesto principalmente por Gneises, con migmatitas generadas localmente y, en menor cantidad, rocas carbonáticas y anfibolitas. Las porciones del complejo ricas en calcio (rocas calcosilicáticas y anfibolitas) probablemente representan equivalencias con la formación Quilpo, razón por la cual se la posiciona cronológicamente en el cámbrico inferior (Lyons et al. 1997).

Formación Quilpo: Está compuesta por una faja de rocas metasedimentarias limitada por fallas (Mármoles, rocas calcosilicáticas, Anfibolitas, Paragneises y escasas Cuarcitas). Suprayace tectónicamente al complejo metamórfico Cruz del Eje, se correlaciona con la formación El Manzano y posee contactos concordantes con el complejo metamórfico las Falda (Lyons et al. 1997). Se encuentra intruido en forma transicional y concordante por el plutón La Fronda. Dataciones U/Pb en circones de Gneis (ubicados al borde de esta formación), arrojaron una edad de 529 ± 8 Ma (Camacho e Ireland, 1997).

Figura 1: Izquierda: Mapa geológico de las sierras pampeanas (modificado del SEGEMAR por diversos autores) ; Derecha: Mapa geológico del área de estudio.

Complejo metamórfico La Falda: Yace a la largo de la sierra de Cuniputo y en la sierra chica de Córdoba, al oeste de la formación El Manzano. Está conformado por Paragneises intercalados con Ortogneises (escasos Mármoles y rocas calcosilicáticas). Es intruida por varios plutones y cuerpos graníticos de pequeño tamaño (Dentro de los cuales se destaca el Plutón Capilla del Monte). Esta unidad también es intruida por diques apliticos y pegamatiticos de hasta 10 metros de ancho. Dataciones realizadas en bordes de Circones detriticos y sobre crecimientos de Monacita indican que estas rocas sufrieron metamorfismo de alto grado y deformación hace alrededor de 540 y 520 Ma. Formación El Manzano: Se encuentra formando una faja de uno a tres kilómetros desde la localidad del Manzano hasta el Uritorco en dirección Noroeste. Dicha faja está compuesta por Paragneises intercalados por Mármoles y Anfibolitas. Presenta contactos tectónicos con el complejo metamórfico La Falda y en el sector norte se encuentra intruida por el plutón Capilla del Monte, cuyos contactos son discordantes y netos.

La intrusión produjo efectos térmicos en la roca de caja. En la figura número tres (Fig. 3) se puede observar cómo se clasifico internamente al mencionado pluton, en donde el sector occidental fue dividido en dos grandes unidades, una unidad externa denominada Granito Biotitico porfídico y una unidad interna llamada Leucogranito. A su vez esta última se divide en dos facie, Leucogranito blanco y leucogranito rosado, en donde a la última se le asocia un apófisis de alrededor de 1 𝐾𝑚2 de un pórfido leucogranítico de aspecto subvolcánico (Agulleiro Insua et al. 2013). En el cerro Uritorco afloran rocas pertenecientes a las facies de leucogranito blanco y de leucogranito rosado. Por otro lado la porción central (entre la ruta 38 y el piedemonte del citado cerro) se encuentra cubierta casi en su totalidad por sedimentos cuaternarios a excepción de afloramientos saltuarios de Leucogranito Blanco (Agulleiro Insua et al. 2013). Dicha cubierta sedimentaria fue adjudicada al mega deslizamiento ocurrido en el flanco oeste del Cerro Uritorco (Carignano et al. 2014).

Su edad se correlaciona con el de la formación Quilpo (Lyons et al. 1997).

PLUTÓN CAPILLA DEL MONTE: El plutón granítico Capilla del Monte aflora en las inmediaciones de la ciudad homónima, desde el oeste de la ruta 38 hasta el cerro Uritorco (fig. 2 ). El cuerpo ígneo posee formal ovoidal, está elongado levemente en dirección Este ocupando alrededor de 44 𝐾𝑚 2 y se encuentra intruyendo de manera discordante al Complejo metamórfico La Falda y a la formación El Manzano. Figura 2: Ubicación del plutón Capilla del Monte. Imagen ASTER RGB: 458.

Figura 3: Mapa geológico, perfil y modelo digital del terreno del Plutón Capilla del Monte.

UNIDAD EXTERNA Granito biotitico porfírico: Compuesto por los minerales esenciales (Microclino – Cuarzo – Plagioclasa) Biotita, Circón, Apatito y Esfena como accesorios. Los fenocristales de feldespato potásico poseen entre 1 y 4 cm (Fig. 4 a), con una orientación de flujo en dirección aproximadamente Norte - Sur (Dbz= 190º). El granitoide arrojó una susceptibilidad magnética (K) de 1,80 µSI.

En el cuerpo igneo existe una presencia de enclaves de composición máfica (K igual a 7,2 µSI) y leucocráticos (K igual a 2,6 µSI). En sectores ambos enclaves coexisten en espacios menores a 1 m2 (Fig. 4 D). El granitoide también se halla cortado por un dique aplítico tabular (K igual a 3,83 µSI) de alrededor de 80 cm de espesor (Fig. 4 E), el cual en el extremo inferior es englobado por el granitoide.

Posee bandas biotiticas que alternan con leucocráticas. En sectores se forman bolsones de Biotita (Fig. 4 b) donde se midió una K de 4,64 µSI.

En esta unidad se registraron excelentes ejemplos de estructuras magmáticas, dispuestos en forma de Schlieren (Fig 4 F), tubos (Fig. 4 G) y chorros máficos.

Se encuentra intruido por diques aplíticos de entre 2 y 20 cm (Fig 4 c), con bordes sinuosos y soldados, cuya susceptibilidad magnética es igual a 0,04 µSI. En el contacto entre el granitoide y el mencionado dique se observó una concentración de feldespato potásico en forma de bandas de 2 cm de espesor.

Una evidencia muy particular fue el hallazgo de un enclave rico en Cuarzo y Feldespato Potásico con bolsones biotíticos, en donde casi no se aprecian diferencias en la reología del mencionado enclave y del granitoide, es decir que existe un hibrido entre ambos magmas (Fig. 4 H).

Figura 4: Evidencias texturales y estructuras magmáticas halladas en la unidad Granito Biotitico Porfírico. 4 A) Orientación de fenocristales de Feldespato Potásico. 4 B) Bolsón Biotitico. 4 C) Diques aplíticos. 4 D) Disposición de dique leucocratico y dique máfico. 4 E) Dique aplitico tabular (remarcado con línea de trazo rosada). 4 F) Schlieren. 4 G) Tubo magmático. 4 H) Hibrido entre un enclave rico en Cuarzo y Feldespato Potasico y el granitoide. 4 I) Roofpendand (el límite l bl d l h l f d lí d d d d l d l l bl d l f )

En cercanías al contacto entre el intrusivo y la roca de caja se reconoció un gran bloque de techo incorporado al granitoide (Roofpendant) de alrededor de 60 metros de longitud y 7 metros de altura (Fig 4 I). En algunos sectores del bloque hay evidencias de metamorfismo de contacto. Se reconocieron mearolas rellenas por Feldespato Potásico, Cuarzo, Muscovita y cristales de Berilo en proximidades al contacto entre esta unidad y la unidad Leucogranito. UNIDAD INTERNA Leucogranito rosado: Posee un cambio composicional con respecto a la unidad antes descripta, ya que aumenta significativamente el contenido de Cuarzo y la Muscovita se vuelve mas abundante que la Biotita. Si bien la mineralogía que lo compone le da un color blanquecino (Fig 5 A), al observar el alforamiento a una cierta distancia se percibe un color rosado (Fig 5 B). Debido a la gran disminución en el contenido de Biotita, este granitoide arrojo valores muy bajos de susceptibilidad magnética, los cuales oscilan entre - 0,15 µSI y -0,20 µSI.

Presenta variaciones en su textura, pasando de equigranular a porfírico, esta última textura está compuesta por fenocristales de Feldespato Potásico cuya abundancia es menor que las contenidas en el Granito Biotitico Porfírico. A causa del elevado porcentaje de cuarzo, el intrusivo presenta resistencia a la meteorización, lo cual produce la formación de tafones (Fig 5 C). Lo mencionado anteriormente no es un dato menor, ya que permitió inferir que el contacto entre ambas unidades es neto, debido al cambio geomorfológico abrupto al pasar de una unidad a otra (cabe destacar que esta inferencia se debió realizar a causa de que no pudo encontrarse aflorando el contacto entre las unidades). En la porción noroeste de ésta facie se localizó un canal labrado en ella, el cual fue rellenado por la facie de Leucogranito Blanco (Fig 5 D). Se encuentra suprayaciendo a la Unidad Granito Biotitico Porfírico.

Figura 5: Texturas, geoformas y estructura ígnea en la facie Leucogranito Rosado. 5 A) Textura equigranular. 5 B) Coloración rosada del afloramiento. 5 C) Superficie tafonizada. 5 D) Canal labrado en el Leucogranito Rosado relleno por el Leucogranito Blanco (El límite entre ambas facies fue remarcado por una línea de trazo de color fucsia, quedando en la parte inferior de la misma el Leucogranito rosado).

Leucogranito Blanco: A diferencia del anterior posee coloración blanquecina debido al aumento de Cuarzo y muscovita. La textura sufre una transición de inequigranular de grano medio (Fig 6) a porfírica. La textura porfírica, a diferencias de las otras, está compuesta por Granate (figura 7). Se evidenciaron diques del Leucogranito Blanco cortando al rosado (K igual a –0,19 µSI), en donde el granitoide blanco englobo algunos clastos del rosado. Suprayace a la facie antes descripta.

PLUTÓN LA FRONDA: El pluton La Fronda se emplazo hace alrededor de 500 Ma durante la orogenia Famatiniana ocurrida en las Sierras Pampeanas de Córdoba. Las rocas de cajas en las cuales se hospedo pertenecen al Complejo Metamorfico La Falda y a la Formación Quilpo (Figura 8). El intrusivo es un cuerpo alargado de alrededor de 12 Km de longitud y 5,5 Km de ancho en el extremo sur (se afina a medida que nos mevemos hacia el norte llegando a medir tan solo 500 m). La superficie ocupada es aproximadamente 51 Km2. Fue clasificado como una trondhjemita de grano grueso, la cual esta compuesta mayoritariamente por Cuarzo y Plagioclasa y en menor medida por Microclino y Muscovita (Fig 9). Los minerales accesorios reconocidos fueron Apatito y Circón. La susceptibilidad magnética medida fue de -0,18 µSI. Se encuentra cortado por diques de composición máfica, cuyos bordes son lobulados y soldados (Fig 10). Éstos se encuentran dispuestos aproximadamente en direccion oeste-este (Rbo= 250º buzando al NW).

Figura 6: Textura equigranular (Leucogranito Blanco)

En sectores hay evidencias de que los diques máficos poseian menor vizcosidad que la Trondjhemita, ya que la parte concaba de los lobulos apunta a ella, pero adyacente a esta evidencia ocurre totalmente lo contrario. Se observo una sombra de presión alrededor de un dique máfico, lo cual se dedujo al reconocer un borde rico en Biotita alrededor de éste (Fig 11). Estos esfuerzos compresivos estan presentes a lo largo de todo el alforamiento, ya que en sectores se produjeron plegamientos cerrados (Fig 12 A) y tambien se lograron visualizar microestructuras deformacionales en cortes Figura 7: Textura porfírica (Leucogranito blanco)

Figura 8: Mapa geológico, perfil geológico y modelo digital del terreno del Plutón La Fronda.

delgados, reflejados en el curvamiento de las maclas de las Plagioclasas y en la extinsión ondulosa del Cuarzo. Por otro lado el microscopio arrojó una gran evidencia no reconocida en campo, las Muscovitas poseen una orientación perpendicular a las Biotitas. Los diques máficos poseen una estructura interna orientada de manera perpendicular a su dispoción espacial (Rbo= 150º), la cual coincide con la direccion en la que éstos son cortados por Boudinage. La direccion de corte se mantiene a los largo de los mismos, esta direccion de corte genera sectores de extension, los cuales fueron rellenados por Cuarzo (Fig 12 B) y por venillas de composicón tonalitica con menor contenido de Biotita que el plutón (Fig 12 C). Por último una nueva venilla corta a los diques cuya composicion es menos máfica que la de los que fueron cercenados (Fig 12 D).

Figura 9: Textura del Plutón La Fronda

Figura 10: Dique máfico con bordes lobulados y soldados

Se reconocieron otras estructuras magmáticas, como un canal alimentador que corta a la Trondhjemita en direccion norte-sur (Fig 12 E) y un tubo magmático (Fig 12 F).

Figura 11: Sombra de presión (Borde de Biotita)

Figura 12: Estructuras magmáticas en el Pluton La Fronda. 12 A) Pliegue magmático cerrado. 12 B) Direccion de corte de los diques máficos (línea de trazo rosada) y relleno de cuarzo en dicha dirección. 12 C) Venilla leucocratica cortando a dique máfico. 12D) Dique máfico cortado por otro dique de composición similar (menos máfico) 12 E) Canal de alimentación magmático (Por debajo de la línea de trazo rosada). 12 F) Tubo (remarcado por línea de trazo rosada).

DISCUSIONES Y CONCLUSIONES: En el Plutón Capilla del Monte se observaron diques apliticos que cortaban a la unidad Granito Biotitico Porfírico, cuyos bordes eran sinuosos y soldados (Fig 4 C), lo cual permite interpretar que el contraste reológico entre los pulsos magmáticos y el granitoide era bajo (sinmagmáticos), es decir que los diques ingresaron al intrusivo cuando aún este se encontraba en estado de mush magmático. El bajo contraste reológico mencionado anteriormente también se da con los pulsos máficos alojados en dicha unidad (enclaves), en donde llega igualarse permitiendo que ambos magmas se mezclen dando origen a un hibrido entre ambos (Fig 4 H). Por otro lado el dique aplítico tabular (Fig 4 E) posee un contacto neto con el granitoide, por lo tanto fue posible inferir que dicho dique no se formó por diferenciación del cuerpo ígneo, si no que es un pulso de composición distinta a este (si se hubiese formado por una evolución del magma deberían haberse formado bordes transicionales entre ambos). Se encontró una clara asociación entre los enclaves y las estructuras ígneas registradas, esto permite inferir que la unidad externa (Granito Biotitico Porfírico) corresponde a la zona menos evolucionada de la cámara magmática del Plutón Capilla del Monte, en donde los ingresos de pulsos de magmas son muy frecuentes y generan convección en dicha cámara magmática, lo que formó las estructuras magmáticas antes mencionadas. La unidad porfírica también contiene mearolas y un gran bloque del techo (Roofpendant), ambos fueron aspectos imprescindibles (sumado a que el intrusivo es discordante con respecto de la foliación de la caja) para afirmar que dicho plutón se emplazo en corteza frágil. En la unidad interna (Leucogranito) se pudo comprobar que ambas facies que la componen comparten un mismo origen

genético, en donde el leucogranito blanco se genero por diferenciación del leucogranito rosado. Lo expuest...