El Granito Calasuya: un intrusivo alcalifeldespático postcolisional en el batolito de Sierra Norte-Ambargasta, Córdoba

Javier Elortegui Palacios¹, Raúl Lira ², Fernanda Poklepovic² y Michael J. Dorais³

¹ Instituto de Geología y Minería, Universidad Nacional de Jujuy. Av. Bolivia 1661, San Salvador de Jujuy. Email: javierep@idgym.unju.edu.ar
² CONICET- Museo de Mineralogía y Geología Dr. Alfredo Stelzner, F.C.E.F.y N. - Universidad Nacional de Córdoba. Av. Vélez Sarsfield 299, Córdoba. Email: rlira@efn.uncor.edu y fpoklepovic@efn.uncor.edu
³ Department of Geology, Brigham Young University, Provo, Utah, Estados Unidos. Email: mjd@geology.byu.edu

RESUMEN

La zona central del extenso batolito Sierra Norte-Ambargasta, en el bloque más oriental de las Sierras Pampeanas orientales, está representada por granitoides de arco magmático tipo I (granodioritas, monzogranitos, pórfidos dacíticos y riolíticos denominados serie La Isla - Cerro de los Burros), intruidos por cuerpos menores félsicos postcolisionales, químicamente más evolucionados (denominados unidades Puesto de Los Caminos y Cerro Baritina), todos pertenecientes al Neoproterozoico- Cámbrico inferior. Nueva información geológica y geoquímica de la región centro-oriental del mismo batolito permitió identificar un plutón de composición alcalifeldespática, denominado Granito Calasuya, el primero de esta naturaleza en el batolito. Su mineralogía distintiva la constituyen la composición albítica de la plagioclasa magmática (An < 6% molar), el elevado #Fe en las biotitas (0,97), la existencia de fluorita accesoria tardío magmática y el conspicuo proceso de albitización postmagmática. Su alto grado evolutivo se refleja en sus elevados tenores de SiO₂ y sus bajos contenidos de CaO, MgO, TiO₂, MnO y Fe₂O₃(t); también en las proporciones elevadas de Rb, Y y Th y en los contenidos deprimidos de Sr, Ba y Zr. Los valores de ΣETR son bajos, con perfiles asimétricos dominados por ETRL con anomalías positivas Ce/Ce* y negativas muy marcadas de Eu/Eu*. La relación Zr+Nb+Ce+Y versus Ga/Al distingue inequívocamente a este plutón como un granito tipo "I" altamente fraccionado. De acuerdo a ciertos patrones de campo y geoquímicos, el Granito Calasuya es comparable a los granitos epizonales postcolisionales de la unidad Puesto de los Caminos. Sin embargo, a pesar de estas evidencias, los patrones de ETR y su particular mineralogía accesoria revelan más afinidad con la unidad Cerro Baritina, representada por aplitas sienograníticas de edad cámbrica inferior, rocas que junto a otros granitoides fuertemente evolucionados han sido interpretadas como indicadores del cierre de la actividad magmática de la orogenia Pampeana.

Palabras clave: Granito alcalifeldespático; Orogenia pampeana; Magmatismo postcolisional; Batolito de Sierra Norte-Ambargasta.

ABSTRACT: The Calasuya Granite: a postcollisional alkalifeldspar intrusive in the Sierra Norte-Ambargasta batholith, Córdoba province. The central-western portion of the extended Sierra Norte-Ambargasta batholith, in the easternmost block of the eastern Sierras Pampeanas, is largely characterized by pre-collisional I-type magmatic arc granitoids (granodiorites, monzogranites, dacite and rhyolite porphyries named La Isla - Cerro de los Burros series), and by smaller sized postcollisional felsic intrusives of higher evolved chemistry (named Puesto de los Caminos and Cerro Baritina units), all of which crystallized along the Late Proterozoic -Lower Cambrian time span. New geological and geochemical data from the central and oriental areas of the batholith allowed to identify an intrusive body of alkalifeldspar composition (the Calasuya granite), the first of its type in the batholith. Its distinctive mineralogy is highlighted by the albitic composition of magmatic plagioclase (molar An < 6 %), the high #Fe (0.97) of accessory biotite, the presence of accessory late magmatic fluorite, and the conspicuous postmagmatic albitization process. Its highly fractionated nature is shown by high SiO₂ and low CaO, MgO, TiO₂, MnO and Fe₂O₃(t) contents, also evidenced by Rb, Y and Th enrichment, and Sr, Ba and Zr depletion. The total REE content is low, showing asymmetric spider-type diagrams with predominance of LREE over HREE; positive Ce/Ce* anomalies as well as deep negative Eu/Eu* are also remarkable characteristics of this pluton. The Zr+Nb+Ce+Y versus Ga/Al ratio unequivocally displays its I-type highly fractionated signature. According to some field and geochemical patterns, the Calasuya granite gathers similarities with granites of the Puesto de los Caminos unit, which groups highly evolved postcollisional epizonal granitoids. Notwithstanding, despite these evidences, REE patterns and its accessory mineralogy reveal more affinity with the Cerro Baritina unit which is represented by Lower Cambrian syenogranitic aplites, interpreted together with other highly evolved granitoids as indicators of the Pampean orogeny closure.

Keywords: Alkali-feldspar granite; Pampean orogeny; Postcollisional magmatism; Sierra Norte-Ambargasta batholith

INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES

El batolito de Sierra Norte-Ambargasta comprende una superficie de casi 8.000 km² de rocas mayoritariamente graníticas. Ha sido reconocido y cartografiado desde la época de los primeros geólogos alemanes en el siglo XIX, pero son los trabajos de petrografía y estratigrafía de Lucero (1969) y Lucero Michaut (1979) los que establecieron los cimientos para las futuras investigaciones en el campo de la geología regional. Bonalumi (1988) realizó cartografía geológica y caracterizó geoquímicamente a un sector del batolito, principalmente el vinculado espacialmente a las mineralizaciones de manganeso. Rapela et al. (1991) trabajaron en el extremo septentrional de la Sierra Norte de Córdoba, más precisamente en el pórfido granítico de Oncán, donde definieron con estas rocas subvolcánicas el cierre del ciclo de la actividad eruptiva en la Sierra Norte. Posteriormente Lira et al. (1995, 1997) trabajaron en la región centro occidental del batolito, donde establecieron la secuencia de intrusividad, definieron el tipo de magmatismo como calcoalcalino relacionado a arco volcánico, con granitoides metaluminosos a débilmente peraluminosos de tipo "I" y sistemas de alteración con mineralizaciones polimetálicas típicas de este ambiente.
Elortegui Palacios (2002) mediante un perfil transversal al batolito, entre los paralelos 29º58´- 29º52´ de latitud sur, realizó estudios petrográficos, mineraloquímicos y geoquímicos reconociendo la presencia de dos ambientes geotectónicos diferenciados: uno pre-colisional, al oeste del batolito y coincidente con los petrotipos caracterizados por Lira et al. (1997), y otro tardío-colisional dominante en la región centro-oriental del batolito. Elortegui Palacios (2002) propuso que el límite entre estos dos ambientes geotectónicos debería ubicarse pocos kilómetros al este de la localidad de Chuña Huasi; su traza más hacia el sur podría coincidir en parte con la faja de deformación Sauce Punco, estudiada por Martino et al. (1999) y hacia el norte se escurriría bajo el relleno moderno de la pampa de San Francisco del Chañar, para proyectarse en la línea propuesta por Quartino y Quartino (1996) como divisoria entre los ambientes geológicos occidental o de Ambargasta y central o de Ojo de Agua. Esta traza correría por los afloramientos de las sedimentitas de la Formación El Escondido. Tal magmatismo tardío-colisional está representado por monzogranitos biotítico-moscovíticos, meta a débilmente peraluminosos que completan la trayectoria composicional existente entre los granitoides de la serie granodiorita- monzogranito y dacita-riolita y los granitos subalcalinos altamente evolucionados (HESG) estudiados por Lira et al. (1997). En la transecta Elortegui Palacios (2002) cartografíó y caracterizó un cuerpo granitoide alcalifeldespático, unidad a la que denominó Granito Calasuya por cuyo contacto oriental se extendería el límite entre los ambientes geotectónicos señalados.
La información geocronológica para las unidades granitoides regionales es abundante y dispersa en un amplio rango de edades entre el Proterozoico superior y el Ordovícico (Millone et al. 2003, datos propios y compilados). Para los intrusivos menores -grupo HESG de Lira et al. 1997-, reagrupados como unidad Puesto de los Caminos por Millone et al. (2003), se determinaron edades isocrónicas de 523 ± 4 Ma (Rb/Sr en roca total). A pesar de la dispersión de valores geocronológicos, existe consenso general en asignar el magmatismo principal del batolito al ciclo brasiliano-pampeano, tal lo propuesto por Ramos (1988, 1999), aunque existen plutones menores que han arrojado edades asignables al orógeno famatiniano (Baldo et al. 1998). Millone et al. (2003) y Leal et al. (2003) aportan nuevas dataciones y realizan mapas compilatorios con edades (K/Ar, Rb/Sr, U/Pb y edades modelo Sm/Nd) y plantean distintos modelos de evolución tectónica. Recien-temente Miró et al. (2004) acotan la ex-tensión temporal del arco magmático calcoalcalino de la Sierra Norte de Córdoba en unos 30 Ma, entre los 555 y los 525 Ma (Neoproterozoico-Cámbrico, U/Pb en circones de granitoides de representatividad regional).
El presente artículo tiene como objetivos definir petrológicamente al granito Calasuya en el contexto de la evolución del magmatismo durante los estadios finales de la orogenia pampeana.

METODOLOGÍA

En secciones delgadas y plaquetas se efectuó tinción selectiva con cobalto nitrito de sodio para el posterior recuento modal (500 a 600 puntos por placa en rocas de tamaño de grano fino a medio). Para los microanálisis de silicatos fue utilizada una microsonda electrónica Cameca SX-50 (Department of Geology, Brigham Young University, Provo, Utah, EEUU). Las condiciones operativas de dicha microsonda fueron: voltaje de 15kV, intensidad de corriente 10nA y diámetro del haz electrónico incidente de 5 μm para las micas y 10 μm para los feldespatos. Se utilizaron patrones naturales y los datos microanalíticos fueron reducidos mediante los factores de corrección de Pouchou y Pichoir (1985). Los análisis químicos de elementos mayoritarios, trazas y elementos de las tierras raras (ETR) fueron realizados en Actlabs (Canadá). La digestión de las muestras se hizo mediante perlas fundidas de metaborato-tetraborato de litio, disueltas en solución nítrica débil. Los análisis se hicieron mediante espectrometría de emisión de plasma (ICP) para los elementos mayoritarios combinado con espectrometría de masas (ICP/MS) para los elementos traza y ETR. Los límites de detección para los elementos mayoritarios son del 0,01%, excepto para el TiO₂ y MnO en los cuales es del 0,001%. Para los elementos traza es 3ppm (Ba), 2ppm (Rb, Sr), 5ppm (Zr), 1ppm (Y) y 0,1ppm (Ta, U, Th).

GEOLOGÍA REGIONAL

Las rocas ígneas de composición granítica comprenden las mayores superficies del basamento de la Sierra Norte de Córdoba (Fig. 1a).

Figura 1: a) Mapa geológico general del batolito Sierra Norte-Ambargasta y ubicación del área de estudio; b) Mapa geológico del granito Calasuya y adyacencias.

Han sido caracterizadas petrográfica y químicamente en el sector centro-norte por Bonalumi (1988) quién reconoce granodioritas y granitos resaltando la presencia de biotita, hornblenda y epidoto en su composición mineralógica. Posteriormente Lira et al. (1997) asocian estas litologías a la unidad granodiorita- monzogranito, que junto a la unidad dacita-riolita, conforman la serie La Isla - Cerro de los Burros (serie GM-DR de Lira et al. 1997). Esta serie tiene gran representación areal en el sector centro-occidental del batolito (Fig. 1a). En las inmediaciones del cuerpo granítico Calasuya Elortegui Palacios (2002) describe petrotipos granodioríticos comparables a los citados por Lira et al. (1997). Reconoce también sobre la base de la petrografía, mineraloquímica y geoquímica, granitoides que engloba bajo el nombre de Monzogranito Puesto de Rojas, los que tienen representatividad regional en el área centro-oriental del batolito (véase Fig. 1a). Estos granitoides son posteriormente intruidos por cuerpos subalcalinos evolucionados, originariamente agrupados como HESG (Highly evolved subalkaline granites, Lira et al. 1997) y recientemente subdivididos en unidad Puesto de los Caminos, que comprende a monzogranitos epizonales, y en unidad Cerro Baritina, que agrupa a aplitas sienograníticas (Millone et al. 2003). Miró (1998) divide a los granitoides de las Sierras Norte, Ambargasta y Sumampa en dos grandes unidades a las que denominan Granito Ambargasta y Granito Ojo de Agua; estas dos grandes divisiones incluyen a todas las litologías granitoides referidas en este trabajo. Todos estos granitoides se habrían intruido durante el ciclo magmático de la orogenia pampeana, que según distintos autores, en la región se extiende desde el Proterozoico tardío hasta el deslinde Cámbrico-Ordovícico (Rapela et al. 1998, Sims et al. 1998, Millone et al. 2003, Leal et al. 2003).

GRANITO CALASUYA

Este cuerpo se extiende unos 20 km² e intruye a la granodiorita regional, en cercanías del Puesto Calasuya (SN 09, en Fig. 1b), que integra la unidad regional granodiorita-monzogranito descripta por Lira et al. (1997). Su contacto sur es de naturaleza ígnea en tanto en el oriental se infiere un origen tectónico vinculado azonas de deformación. Los contactos norte y oeste están cubiertos con sedimentos recientes y suelo. Geomórficamente se identifica por su marcado relieve que recorta el paisaje de la pampa de San Francisco del Chañar. Se trata de una roca rojiza holocristalina, hipidiomórfica, equigranular variable entre fina (1 mm, SN 13), media (SN 10 y SN 16) y gruesa (4 mm, SN 12). Es muy cuarzosa y con escasa participación de mafitos, siendo la biotita el único identificado. En sectores se observan nódulos de cuarzo de hasta 10 cm de diámetro, cuyos contactos cuarzo- feldespáticos son de granulometría algo mayor que la del granito hospedante; éstos han sido interpretados como rellenos de cavidades miarolíticas. En estos sectores también se encuentran aplopegmatitas que yacen como lentes que miden entre 0,4 y 1,5 m hasta un máximo de 3 m. Están compuestas por cuarzo y feldespato potásico; las de mayores dimensiones se ven zonadas presentando bordes ricos en feldespatos de espesores decimétricos.
La mineralogía del granito está compuesta por cuarzo (32,1 - 38,0%), albita (25,0 - 31,7%), feldespato potásico (29,2 - 37,4 %) y biotita (1,3 - 3,1%) (Fig. 2).

Figura 2: Clasificación modal (Streckeisen 1976) del granito Calasuya y de los granitoides que actúan como encajonante de este petrotipo, la unidad actualmente denominada La Isla compuesta por granodioritas y monzogranitos (GM, Lira et al. 1997) y los monzogranitos agrupados bajo el nombre de Monzogranito Puesto de Rojas por Elortegui Palacios (2002).

El cuarzo evidencia procesos de deformación, como extinción ondulante y agregados finos poligranulares recristalizados. Las plagioclasas carecen de zonación ópticamente reconocible y también evidencian deformación en la flexión del maclado polisintético. El microclino es anhedral, intersticial y suele tener desarrollo de pertitas. La escasa biotita se presenta como cristales aislados o bien como microcúmulos. Se encuentra parcialmente desferrizada y algunos cristales muestran una transformación total en esqueletos de óxidos de hierro y titanio asociados a moscovita secundaria.
La principal característica de este intrusivo es el crecimiento secundario de albita. Esta se manifiesta como bordes del feldespato potásico y de albita primaria o bien es de desarrollo intergranular o como relleno de fracturas. La intensidad de la albitización varía según la muestra pero volumétricamente es poco significativa. Entre la mineralogía accesoria se destaca la presencia de escasa fluorita de coloración violácea, además de apatito, circón y magnetita fuertemente martitizada. La fluorita es anhedral y se aloja como fase tardía en los intersticios en asociación con magnetita y biotita. Los minerales resultantes de los procesos de alteración deutérica-hidrotermal son albita, clorita, moscovita-sericita y hematita; si bien estas fases son comunes, los procesos de reemplazo han actuado diferencialmente por sectores y en ningún caso han obliterado las paragénesis magmáticas.
Los óxido-hidróxidos de Fe constituyen una fase accesoria común en el granito Calasuya; se observan como diminutas inclusiones en los minerales félsicos, como producto de la alteración de magnetita y delimitando las trazas de clivaje de la biotita reemplazada por moscovita.

MINERALOQUÍMICA

Se realizaron microanálisis en plagioclasas y biotitas de la muestra SN 16, considerada representativa del intrusivo. Los datos obtenidos y los cálculos de fórmulas estructurales para plagioclasas y biotitas se encuentran en los cuadros 1 y 2.

CUADRO 1: Datos microananalíticos de plagioclasas*.

*1,2,3= cristal o grano; a,b,c,..,..= puntos de perfiles analíticos a través del cristal. Todo el hierro expresado como Fe²⁺. Cálculo catiónico sobre la base de 8 oxígenos.

CUADRO 2: Datos microananalíticos de biotitas*.

*Referencias: 1= cristal o grano, a,b,c,..,..= puntos de análisis. Distribución catiónica estructural sobre la base de 22,5 (O, F, Cl). Todo el hierro expresado como Fe²⁺.

Las plagioclasas analizadas se restringen composicionalmente al campo de la albita, con contenidos molares de An entre 1,8 y 6,0%; se observa en los cristales un leve aumento del contenido de Na₂O de núcleo a borde con valores de 10,4 a 11,1%. La composición dominantemente sódica de las plagioclasas magmáticas (An < 6%) permite clasificar al plutón como granito alcalifeldespático (Cuadro 1).
La composición de las biotitas muestran un enriquecimiento en FeO (27,3 - 28,7 %), Al₂O₃ (19,4 - 20,0%), K₂O (9,0 - 9,4 %) y bajos contenidos de TiO₂ (1,1 - 1,5 %), MgO (0,4 - 0,5%), MnO (1,0 - 1,7%) y F (0,7 - 0,9%). La relación binaria entre el cociente Fe/(Fe+Mg) de valor constante ~0,97 y el contenido de Al en el sitio
tetraédrico que oscila entre 2,42 y 2,57 a.p.f.u., determina que las biotitas analizadas se agrupen próximas al extremo de la annita en el gráfico clasificatorio de Deer et al. (1992). La relación TiO₂ versus FeO_t/FeO_t+MgO de estas biotitas evidencia un marcado enriquecimiento en Fe y una baja concentración de Ti con respecto al resto de los granitoides regionales representativos del arco magmático del batolito de Sierra Norte- Ambargasta, incluyendo la serie La Isla - Cerro de los Burros y las unidades Puesto de los Caminos y Cerro Baritina (Fig. 3).

Figura 3: Relación TiO₂ versus FeO*/FeO*+MgO de las biotitas del GAC comparadas con otras unidades (FeO*= hierro total como Fe²+); unidad GM (Lira et al., 1997; Base de datos inédita, 2001); A= granodioritas, B= monzogranitos, E= monzogranitos de la unidad Puesto de los Caminos (cuerpo Potrerillos); C y D= monzogranitos Puesto de Rojas (datos inéditos de Elortegui Palacios 2002). En este gráfico comparativo se puede observar el diferente grado evolutivo de los petrotipos de la región, donde existe una clara evolución desde los miembros pertenecientes a la unidad La Isla (A y B, GM, de Lira et al. 1997) pasando por el monzogranito Puesto de Rojas (Elortegui Palacios 2002) para finalizar con los monzogranitos epizonales más evolucionados (Puesto de los Caminos).

Las propuestas clasificatorias de Tischendorf (1999) y Tischendorf et al. (2001) para las micas trioctaédricas involucra el contenido estructural de Li en uno de los parámetros. La concentración de Li₂O puede estimarse a través de la ecuación Li₂O= (0,9/(0,26+MgO)-0,05, establecida para aquellas variedades ricas en Fe presentes en rocas peraluminosas; aplicada a muestras del granito Calasuya se obtuvieron valores entre 1,16 y 1,28% de Li₂O. Los parámetros mgli y feal de Tischendorf (1997 y 1999) en el diagrama clasificatorio de Tischendorf et al. (2001), dieron valores de -0,70 a -0,61 a.p.f.u. y de 2,84 a 3,10 a.p.f.u., respectivamente, los que sitúan a las biotitas del granito alcalifeldespático en el campo de la protolithionita (Fig. 4). Si se asume que el contenido de Li2O en el sistema es despreciable, estos filosilicatos serían clasificados como siderofilitas, tal como lo sugiere la fracción molar X_Sid variable entre 0,83 y 0,86 (Muñoz, 1984).

Figura 4: Clasificación de las biotitas del Granito Calasuya (triángulos) en el diagrama de micas dioctaédricas y trioctaédricas a partir de los parámetros mgli=(Mg - Li) y feal=(Fe_t + Mn + Ti + Al^VI) de Tischendorf (1997 y 1999).

El bajo contenido de F determinado en las biotitas del plutón Calasuya (0,7 a 0,9 % en peso) es similar al determinado en las restantes biotitas de la secuencia intrusiva regional (Elortegui Palacios 2002).

GEOQUÍMICA

En el cuadro 3 se presentan los valores químicos de roca total de las muestras analizadas del Granito Calasuya. Este granitoide félsico se caracteriza por su bajo contenido de CaO (< 0,9%), MgO (< 0,1 %), TiO₂ (< 0,1%), MnO (≤0,05%) y Fe₂O₃ (0,84 - 1,33%), con valores elevados de SiO₂ (75,7 - 77,3%). Su relación SiO₂ - Na₂O+K₂O indica una composición subalcalina (Irvine y Baragar, 1971), con un débil carácter peraluminoso (I.S.A.= 1,02 - 1,07).

CUADRO 3: Datos analíticos de elementos mayoritarios y elementos traza*

* Los valores están expresados en porcentaje en peso y ppm, respectivamente. Los límites de detección para los elementos mayoritarios son del 0,01%, excepto para el TiO₂ y MnO en los cuales es del 0,001%. Para los elementos traza es 3ppm (Ba), 2ppm (Rb, Sr), 5ppm (Zr), 1ppm (Y) y 0,1ppm (Ta, U, Th). Fe ₂O₃: hierro total expresado como Fe^₃₊.

La comparación de los datos geoquímicos del granito alcalifeldespático Calasuya con los datos obtenidos por Lira et al. (1997) y Elortegui Palacios (2002) (Fig. 5) lo sitúan junto al grupo de granitoides altamente evolucionados que comprende los monzogranitos miarolíticos epizonales Puesto de los Caminos y las aplitas sienograníticas Cerro Baritina.

Figura 5: Diagramas de variación de algunos elementos del Granito Calasuya GAC (triángulos), comparados con los granitoides regionales; el monzogranito Puesto de Rojas (Elortegui Palacios 2002, círculos llenos), la unidad La Isla y los monzogranitos Puesto de los Caminos (Lira et al. 1997, nubes en tonos de grises). Se puede ver la posición casi extrema del Granito Calasuya respecto a los cuerpos evolucionados de las unidades Puesto de los Caminos y Cerro Baritina.

El alto grado evolutivo de este granitoide está representado también en la concentración de elementos trazas como el Rb(210 - 464 ppm), Y (41 - 70 ppm), Th (31 - 44 ppm) y las bajas proporciones de Sr (7 - 45 ppm), Ba (32 - 159 ppm) y Zr (84 - 126 ppm). La muestra SN-16, portadora de fluorita accesoria, está particularmente enriquecida en Rb, presenta contenidos notablemente más elevados de Y (70 ppm), Nb (39 ppm) y Ta (5 ppm). El contenido total de lantánidos (ETR) en el Granito Calasuya es bajo, varía entre 90 y 136 ppm, con una concentración de ETRL que oscila entre 48 y 106 ppm, mientras que los ETR pesadas varían de 29 a 42 ppm (Cuadro 4).

CUADRO 4: Datos analíticos de elementos de las tierras raras y sus relaciones*

* Todos los elementos están en partes por millón (ppm). El límite de detección es de 0,1ppm, excepto para Pr (0,05), Eu (0,05), Tm (0,05) y Lu (0,04). Se agregaron los valores de normalización de Boynton (1984).

El perfil de ETR normalizado a condrito (Boynton 1984) muestra un diseño ligeramente cóncavo principalmente en el hemidiagrama correspondiente a los ETRL (Fig. 6), con una notable anomalía positiva de cerio (Ce/Ce*= 1,27 a 1,43), a excepción de una muestra (Ce/Ce*= 0,87), manifestando un perfil tipo monacita (Monecke et al. 2002). Se observa una pronunciada anomalía negativa de Eu (Eu/Eu* variable entre 0,03 y 0,23, cuadro 4) que indica el alto grado evolutivo del Granito Calasuya y la cristalización de plagioclasa cálcica como residuo en la fuente. Irber (1999) considera que valores inferiores a 0,20 no son explicados por un fraccionamiento tipo Rayleigh producto de la cristalización de plagioclasa cálcica, sino que este es un rasgo distintivo de granitoides altamente diferenciados ricos en volátiles en los cuales la fase fluida interviene en la partición de algunos ETR; es posible que en el caso del granito Calasuya, las marcadas anomalías negativas de Eu (< 0,23), especialmente la de la muestra SN 16 (Eu/Eu*= 0,03), obedezcan a una combinación de ambos factores.

Figura 6: Diagrama de ETR normalizados a condrito (Boynton 1984) de las litologías analizadas en el perfil; el área sombreada representa los granitoides pre- y postcolisionales de Lira et al. (1997).

El patrón de ETRL normalizado se manifiesta deprimido en comparación con el área determinada para los diagramas de los granitoides pre- y post-colisionales de Lira et al. (1997) (Fig. 6). Si bien estos diagramas no poseen poder discriminatorio como para poder asignarlos a alguno de estos tipos de granitoides, su mineralogía y geoquímica particular, principalmente los patrones distributivos de loselementos de las tierras raras, sugieren similitudes notables con las aplitas de la unidad Cerro Baritina (Lira et al., 1997). Este granito está notablemente enriquecido en ETRP, con relaciones La_N/Lu_N= 0,43 a 2,52 y Lu_N/Gd_N= 0,84 a 2,74.
El comportamiento de los ETR en sistemas graníticos altamente evolucionados ha sido estudiado por Öhlander et al. (1989) en granitos y aplitas mineralizadas de Suecia, quienes concluyen que los ETR en las rocas graníticas se concentran principalmente en los minerales accesorios. Si bien no se han detectado ópticamente minerales accesorios como monacita o titanita (salvo la rara aparición de relictos de allanita fuertemente alterada, por ejemplo en la muestra SN- 16), lo que podría explicar el bajo contenido total de ETRL, existe una anomalía positiva de Ce (Fig. 6). Una explicación posible para esta anomalía podría ser la propuesta recientemente por Bau (1999), quien considera que el enriquecimiento en Ce estaría condicionado por la estabilización de Ce⁴⁺ favorecido por la presencia de óxi-hidróxidos de hierro en sistemas con tendencia a la alcalinidad y reductores (véase Discusión y Conclusiones); durante ambas condiciones de cristalización que habrían afectado al granito Calasuya, los álcalis habrían estabilizado el Fe³⁺ promoviendo la oxidación del Ce. Según Öhlander et al. (1989) la fluorita y la xenotima serían las principales fases que controlan la distribución de los ETRP en sistemas graníticos altamente evolucionados. El aumento del contenido de ETRP del Granito Calasuya según creciente número atómico puede ser explicado por la presencia de fluorita, la cual como ya se dijo, ha sido identificada microscópicamente como mineral accesorio en la muestra SN 16; su ausencia en las muestras SN 10, SN 12 y SN 13 favorece esta interpretación, reduciéndose el valor de ETRP entre un 30 y 32 % (Cuadro 4 y Fig. 6). A modo comparativo, en cuanto a contenidos totales de ETR y a patrones distributivos, son llamativas las similitudes entre algunas aplitas estudiadas por Öhlander et al. (1989), Lira et al. (1997), Millone et al. (2004) y el granito Calasuya (Fig. 7).

Figura 7: Diagrama de ETR normalizados a condrito (Boynton 1984) similar al de la figura 6. Con fines comparativos se han registrado los perfiles analíticos del granito Calasuya , los de dos aplitas de Suecia (Öhlander et al. 1989) y los de aplitas sienograníticas de la unidad Cerro Baritina (Lira et al. 1997, Millone 2004).

La relación Zr/Hf varía entre 16 y 26; este cociente es empleado como un indicador del grado de interacción fluidoroca que afecta a un granitoide (Bau 1996, Irber 1999). El valor de 16, correspondiente a la muestra SN-16, sugiere una importante participación de una fase fluida durante el estadio transicional magmático-hidrotermal que afecta al granito alcalifeldespático. La relación Y/Ho oscila entre ~26 y 27, valores que según Bau (1996), Bau y Dulski (1999) e Irber (1999) son similares al cociente condrítico C1 de Anders y Grevesse (1989). Los valores de esta relación en la muestra SN 16 no fueron afectados por la fase fluida fluorurada activa durante el estadio tardío magmático en transición a hidrotermal debido a la precipitación de fluorita en este intervalo temporal, fase mineral que concentra ETRP, entre ellos Ho e Y. Las relaciones FeO_t/MgO versus Zr+ Nb+Ce+Y (Fig. 8a) y 10.000Ga/Al versus Zr+Nb+Ce+Y (Fig. 8b), permiten distinguir a los granitos tipo A de aquellos granitos I o S sin fraccionar y de los félsicos altamente diferenciados (Whalen et al. 1987, con modificaciones de Tommasini et al. 1994). En el diagrama donde se considera la relación FeO_t/MgO (Fig. 8a), dos muestras (SN 12 y SN 13) indican la filiación del granito Calasuya con los granitoides félsicos fraccionados, mientras las dos restantes (SN 10 y SN 16) se registran fuera de los límites establecidos para los granitoides félsicos, sin llegar a proyectarse en el campo de los granitoides anorogénicos (véase discusión y conclusiones). En el diagrama de la figura 8b la relación 10.000Ga/Al discrimina inequívocamente a las cuatro muestras como granitoides félsicos.

Figura 8: Los diagramas específicos de Whalen et al. (1987) modificados por Tommasini et al. (1994), son utilizados para demostrar la naturaleza altamente fraccionada del granito alcalifeldespático Calasuya en comparación con el campo de los granitos tipo A.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

El Granito Calasuya constituye el primer hallazgo de un plutón de naturaleza alcalifeldespática en el extenso batolito de Sierra Norte-Ambargasta. Desde el punto de vista mineralógico y mineraloquímico, la composición albítica de las plagioclasas primarias (An < 6%), el elevado #Fe de sus biotitas (0,97) y la presenciade fluorita como fase accesoria tardía se destacan como sus rasgos más distintivos.
El logaritmo del cociente entre la fracción molar de Mg y Fe en el sitio octaédrico de las biotitas analizadas y su relación con la ƒO₂ (Ague y Brimhall 1988) varía entre -1,59 y -1,51, valores muy inferiores a los determinados para los granitoides evolucionados del área (monzogranito miarolítico PDLC y aplitas CB = -0,62 y -0,77, respectivamente); ello sugiere condiciones de cristalización dominantemente reductoras para el Granito Calasuya. La baja concentración de F en las biotitas del granito alcalifeldespáticopuede estar condicionada por la reducida disponibilidad de F en el sistema durantesu cristalización o por el principio de exclusión Fe-F enunciado por Muñoz(1984). La elevada actividad del Fe en el sistema limitaría la incorporación de F, por ello en estas condiciones la composición química de la biotita no puede ser empleada para determinar las fugacidades de los principales halógenos.
El pobre contenido de Ti podría estar vinculado al alto grado evolutivo del Granito Calasuya y/o a una baja temperatura de cristalización; la elevada relación FeO_t/MgO, en cambio, aumenta con la diferenciación y con la disminución de la ƒO₂. La relación FeO_t/(FeO_t +MgO) versus TiO₂ también permite comparar el diferente grado evolutivo de los petrotipos de la región, donde existe una clara evolución desde los miembros pertenecientes a los ambientes precolisionales (granodioritas regionales de la serie La Isla - Cerro de los Burros), pasando por los monzogranitos moscovíticos tardíocolisionales (Puesto de Rojas), para finalizar con los monzogranitos epizonales (Puesto de los Caminos) y las aplitas (Cerro Baritina) más evolucionados, con el Granito Calasuya como extremo de las series (véase Fig. 3).
Los valores del cociente entre las fracciones molares de los halógenos (Log [XF/ XOH]= -1,03 a -0,92) y entre los cationes Mg y Fe del sitio octaédrico (Log [XMg/ XFe]= -1,59 a -1,51) indican la afinidad con granitoides tipo I con fuerte participación de material cortical y asimilación de metasedimentos (Brimhall y Crerar 1987). La información mineraloquímica de la biotita del granito Calasuya es compatible con el origen dominantemente cortical de las fuentes magmáticas de todos los granitoides del batolito, como lo sugieren los valores negativos de εNd y las elevadas relaciones de Sr inicial > 0,706 (Millone et al. 2003).
Whalen et al. (1987) sugieren patrones geoquímicos para distinguir granitos de suites tipo "A", de aquellos granitos félsicos fraccionados, concluyendo que la diferenciación a partir de fundidos calcoalcalinos puede producir volúmenes menores de fundido con características parciales de "A", pero que por sí sólo este
mecanismo no produce la química distintiva de las series anorogénicas (altos contenidos de SiO₂, Na₂O + K₂O, F, Zr, Nb, Ga, Y y ETR, excepto Eu, alta relación Fe/Mg y bajos valores de CaO, Ba y Sr; contienen biotita rica en annita molar y/o anfíboles alcalinos). Los diagramas de Whalen et al. (1987) modificados por Tommasini et al. (1994) han sido útiles para ayudar a distinguir que, si bien el plutón Calasuya posee algunas características próximas a las de los granitos tipo"A", su naturaleza es de tipo "I" félsica altamente fraccionada, de geoquímica calcoalcalina y débilmente peraluminosa con tendencia a la alcalinidad. Con respecto a la situación de las muestras SN 10 y SN 16 en el gráfico de la figura 8b, es posible que los pobrísimos contenidos en MgO del fundido (0,02 a 0,1 % en peso), aún preservados como cloritadurante la alteración incipiente de biotita, exageren el valor relativo del Fe en la relación FeO_t/MgO, proyectando a estas dos muestras fuera del campo de los granitoides félsicos delineado originariamente por Whalen et al. (1987) y sostenido por Eby (1990) y Tommasini et al. (1994).
El débil carácter peraluminoso de los monzogranitos miarolíticos epizonales Puesto de los Caminos y de las aplitas sienograníticas Cerro Baritina, reflejado en su mineralogía, condujo a Lira et al. (1997) a interpretar que los monzogranitos epizonales (originariamente denominados granitos HESG, luego monzogranitos Puesto de los caminos y aplitas Cerro Baritina) eran fundidos fraccionados muy evolucionados de fuentes tipo "I". La naturaleza mineralógica y geoquímica distintivas del granito alcalifeldespático Calasuya lo hacen comparable a las aplitas sienograníticas de la unidad Cerro Baritina, cuya edad de 500 ± 5 Ma (Millone, 2004) las afilia geotectónicamente al cierre del ciclo Pampeano en el Cámbrico tardío.

AGRADECIMIENTOS

Este artículo es parte del Trabajo Final modificado del primer autor en la Universidad Nacional de Córdoba. Constituye una contribución a los proyectos PICT Nº 07-03581, PICT-R 179 (ANPCYT) y PIP 5907, a través de los cuales ha sido financiado. El ex-Instituto de Geología Aplicada de la actual Secretaría de Minería de la provincia de Córdoba permitió el uso de sus instalaciones para la confección de las secciones delgadas. Nos hemos beneficiado de fructíferas discusiones con los Dres. R.D. Martino y H.A. Millone, colegas que también desarrollan investigaciones en la región de estudio. Se agradecen las correcciones y sugerencias constructivas en las revisiones efectuadas por los Dres. S. Quenardelle y J. Otamendi.

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Recibido: 21 de agosto, 2007
Aceptado: 30 de julio, 2008