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Caracterización geoquímica del granito El Durazno, extremo norte de la sierra de Velasco, La Rioja

 

Miguel A. Báez^1,3, Ana S. Fogliata^1,2 , Steffen Hagemann⁴ y Fernando G. Sardi^1,3

¹ Facultad de Ciencias Naturales, Universidad Nacional de Tucumán. E-mail: miadbaez@yahoo.com.ar.
² Fundación Miguel Lillo. Tucumán.
³ INSUGEO-CONICET. Tucumán.
⁴ Centre for Exploration Targeting, University of Western Australia.

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Resumen: El área de estudio se ubica en el norte de la sierra de Velasco, en la provincia de La Rioja. Está compuesta principalmente por rocas graníticas que cristalizaron durante dos eventos magmáticos principales en el Ordovícico y el Carbonífero. Los granitos más antiguos presentan diferentes grados de deformación y los más jóvenes no están deformados. Los granitos datados como carboníferos hasta el presente en este sector son Asha y San Blas. Este último presenta una zona central más evolucionada químicamente, asociado a mineralizaciones de Sn. El granito El Durazno aflora al sureste del granito San Blas, no está deformado e intruye al ortogneis Antinaco, compuesto por rocas deformadas del Ordovícico. Es un granito postorogénico, peraluminoso y fuertemente diferenciado, con contenidos de Na2O>K2O. Presenta altos contenidos en Rb, Li, W, Cs, Nb y Ta y bajos en Ba, Sr, Y, Zr y Ce. El índice de caracterización geoquímica (GCI) para granitos asociados a mineralizaciones de W da valores positivos mayores que 4. Las tierras raras presentan contenidos totales bajos, entre 5,3 y 15,3 ppm, anomalía negativa de Eu y efecto tetrada convexo. En el borde norte del granito El Durazno existen vetas de cuarzo con wolframita y hematita distribuidas irregularmente que intruyen al ortogneis Antinaco. Tienen rumbo aproximado N-S y una corrida irregular. La ausencia de deformación, relaciones de campo y características geoquímicas indican que el granito El Durazno es un intrusivo muy diferenciado asociado a mineralización de W y de posible edad carbonífera.

Palabras clave: Granitos; Sierra de Velasco; Geoquímica; Wolframio.

Abstract: Geochemical characterization of El Durazno granite, Northern Sierrra de Velasco, La Rioja. The studied area is located in the north of the sierra de Velasco, La Rioja province. It is mainly composed of granitic rocks that crystallized during two main magmatic events in the Ordovician and Carboniferous. The older granites have different types of deformation whereas the younger granites are not deformed. Two Carboniferous granites have been dated in this area: Asha and San Blas. The latter has a chemically evolved central zone related to Sn mineralization. The El Durazno undeformed granite outcrops southeast of the San Blas granite, and intrudes into the deformed Ordovician Antinaco orthogneiss. It is a postorogenic, peraluminous and strongly differentiated granite, with contents of Na2O>K2O. It has high values of Rb, Li, W, Cs, Nb and Ta, and low values of Ba, Sr, Y, Zr and Ce. The geochemical characterization index (GCI) for W-bearing differentiated granites is positive with values greater than 4. The REE show low total contents, between 5,3 and 15,3 ppm, negative Eu anomalies and a convex tetrad effect. At the northern border of the El Durazno granite, quartz veins with irregularly distributed wolframite and hematite cross-cut the Antinaco orthogneiss. The veins have irregular north-south strike. The absence of deformation, field relations and geochemical characteristics indicate that the El Durazno granite is a highly differentiated intrusive associated with W mineralization and of possible Carboniferous age.

Key words: Granites; Sierra de Velasco; Geochemistry; Tungsten.

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Introducción

La sierra de Velasco en la provincia de La Rioja está integrada en su mayor parte por rocas graníticas, algunas de las cuales han sido relacionadas con mineralizaciones. Un ejemplo de ello es el granito carbonífero San Blas ubicado en el extremo norte de dicha sierra, que ha sido relacionado con mineralizaciones de Sn (Cravero, 1983; Báez, 2006; Báez et al., 2008 y Rossi et al., 2011). En este trabajo se presentan los resultados del estudio geoquímico de un cuerpo granítico, ubicado al sur del granito San Blas, que se denominó granito El Durazno y está asociado a vetas con wolframita que fueron explotadas antiguamente.

Marco geológico

La sierra de Velasco se encuentra ubicada al norte de la provincia de La Rioja y forma parte de las Sierras Pampeanas Occidentales (Ramos, 1999). Está compuesta principalmente por rocas graníticas de diferentes niveles de intrusión, grado de deformación y composición química. Los granitos se generaron durante los ciclos Famatiniano (Ordovícico Inferior a Medio) y Pos-Famatiniano (Devónico Superior a Carbonífero Inferior) (Báez, 2006). Al este de la sierra afloran rocas metamórficas de bajo a muy bajo grado, correlacionables con la Formación La Cébila (González Bonorino, 1951), datada mediante fósiles marinos como de edad ordovícica inferior (Verdecchia et al., 2007). En el flanco occidental predominan granitoides deformados. Al sur, afloran granodioritas y tonalitas (Bellos et al., 2002).

En el extremo norte de la sierra se han reconocido granitoides deformados de edad ordovícica que conforman el ortogneis Antinaco (Rossi et al., 2005) y el pórfido tonalítico Punta Negra (Báez, 2006). Además se han identificado granitos no deformados del Carbonífero como Asha, San Blas y El Durazno (Figura 1).

Figura 1. Mapa geológico del norte de la Sierra de Velasco.

Granitoides del norte de la Sierra de Velasco

ORTOGNEIS ANTINACO. El ortogneis Antinaco conforma la parte occidental y centralsur del norte de la sierra (Figura 1). Es una roca porfiroide, de grano grueso, fuertemente deformada que presenta planos de discontinuidad S-C. Está compuesto por microclino, plagioclasa, cuarzo, biotita, muscovita, granate, circón, apatito, cianita y sillimanita. La mineralogía y el índice de saturación en alúmina entre 1,21 a 1,42 indican que es un granitoide fuertemente peraluminoso de tipo "S". La edad de cristalización del protolito ha sido calculada en 470,6 ± 9,3 Ma por el método U/Pb convencional en circones (Báez, 2006).

PÓRFIDO TONALÍTICO PUNTA NEGRA. Aflora en el extremo noreste de la sierra (Figura 1). Está compuesto por fenoclastos de cuarzo y plagioclasa (An 40) en una matriz cuarzo feldespática rica en biotita. Presenta un aspecto finamente foliado, originado por uno o más eventos deformativos, de tal forma que en sectores muestra aspecto de milonita S-C y en otros sólo presenta carácter cataclástico.

Presenta un índice de saturación en alúmina promedio de 1,43. Se calculó su edad de cristalización en 470,8 ± 2,5/2,9 Ma por el método U/Pb convencional en monacitas (Báez, 2006).

GRANITO ASHA. Constituye el flanco oriental del extremo norte de la sierra de Velasco (Figura 1). Es un sieno a monzogranito esencialmente porfírico, que forma parte de la roca de caja del granito San Blas. La mineralogía está representada por fenocristales de microclino en una matriz de grano medio a grueso compuesta por microclino, cuarzo, plagioclasa, biotita y menores proporciones de muscovita, circón, apatita y magnetita > ilmenita. Presenta un índice de saturación en alúmina promedio de 1,13.

Dataciones realizadas por Mc Bride et al. (1976) determinaron por el método K/Ar sobre biotitas una edad de 330 ± 10 Ma, y Báez et al. (2004) obtuvieron por el método U/Pb sobre monacitas una edad de cristalización de 344 ± 1 Ma.

GRANITO SAN BLAS. Es un notable afloramiento de forma semielipsoidal, en el extremo norte de la sierra de Velasco, con una superficie aproximada de 190 km² (Figura 1). Está compuesto principalmente por monzo y sienogranitos porfiroides de dos micas. Los minerales principales son cuarzo, microclino y oligoclasa; como accesorios, biotita predomina sobre muscovita, apatito, fluorita, circón y opacos, y minerales secundarios como sericita y caolinita. El granito San Blas presenta una zonación interna debido a variaciones texturales, reconociéndose una zona central con facies porfíricas a equigranulares y aplíticas, y una zona de borde constituida por pórfidos graníticos. Se trata de un cuerpo postorogénico emplazado en un ambiente somero, que ha sido datado por el método U/Pb convencional en circones, dando una edad de 334 ± 5 Ma (Báez et al., 2004).

Mineralización asociada: En la zona de Casa Pintada, donde aflora la facies central del granito San Blas, Cravero (1983) describe casiterita aluvial y venas compuestas por cuarzomuscovita- turmalina con 6% de Sn. En la misma área afloran vetas de cuarzo-turmalina de rumbo N-S e inclinación subvertical con cristales de hematita y casiterita diseminados.

GRANITO EL DURAZNO. Se trata de un cuerpo subredondeado de aproximadamente 8 km2 de superficie, ubicado al sudeste del granito San Blas (Figura 1). Es un sieno a monzogranito de textura equigranular de grano fino, de color blanco compuesto por cuarzo, feldespato potásico, plagioclasa, biotita, apatito y circón. Presenta agregados de color negro de hasta 4 cm compuestos por biotita y minerales opacos (Figura 2B). El granito El Durazno no está deformado e intruye al ortogneis Antinaco (Figura 2A). Hasta el presente no contamos con una edad absoluta de este cuerpo granítico.

Figura 2. A: contacto entre el granito El Durazno y el ortogneis Antinaco. B: textura del granito El Durazno.

Mineralización asociada: En el borde norte del granito El Durazno existen antiguas labores que se utilizaron para la extracción de wolframio durante la década del 40. Dichas labores fueron realizadas siguiendo vetas de cuarzo en el ortogneis Antinaco. Las vetas tienen rumbo aproximado N-S, un espesor que no supera los 0,25 m y una corrida irregular (Figura 3 A y B). La mineralización consiste en wolframita y hematita. En las salbandas de las vetas se observan finas bandas de muscovita. Las muestras del granito próximo a las labores presentan contenidos de wolframio de 42 ppm (Fogliata et al., 2012).

Figura 3. A: antigua labor Mina El Durazno. B: veta de cuarzo mineralizada en el ortogneis Antinaco.

Geoquímica del granito El Durazno

Las muestras del granito El Durazno fueron analizadas en el laboratorio Acme de Vancouver (Canadá). Los elementos mayores fueron determinados por el método ICP-AES y los elementos trazas con el método ICP-MS.

Los datos sobre elementos mayores, menores y trazas se presentan en la Tabla 1. El contenido de SiO2 varía entre 73,49-75,88 % con un valor promedio de 74,41 %; TiO2, CaO y MgO se encuentran en concentraciones menores que 1%; Fe2O3 total varía entre 0,59-0,82% con un valor promedio de 0,72%; Na2O > K2O, con valores promedio de K2O de 3,73% y de Na2O de 4,50%. El valor promedio de P2O5 es de 0,30%. El índice de saturación en alúmina (ASI) varía entre 1,15 y 1,35 (Figura 4).

 

Tabla 1. Contenido de elementos mayores (% en peso) y trazas (ppm). Eu/Eu* = anomalía de Europio; t1, t3 y t4 = valores de tetradas.

 

Figura 4. Diagrama ANK vs. ACNK de Maniar y Piccoli (1989). ANK=Al2O3/Na2O+K2O; ACNK=Al2O3/ CaO+Na2O+K2O (proporciones moleculares).

Comparando los contenidos de elementos trazas con los contenidos promedio de un granito normal propuesto por Levinson (1974) (Figura 5), el granito El Durazno presenta valores bajos en Ba (23 ppm en promedio), Sr (42 ppm), Y (3 ppm), Zr (96 ppm) y Ce (2,98 ppm), y altos en Rb (729 ppm), Cs (13,5 ppm), Nb (45,3 ppm), Ta (14,8 ppm), Sn y W. Los contenidos de Th varían entre 5,4 y 9,0 ppm y los de U entre 2,1 y 9,6 ppm.

Figura 5. Diagrama de multielementos normalizado al granito de Levinson (1974) del granito El Durazno y el promedio de la facies aplítica del granito San Blas (Báez, 2006).

Los contenidos de Rb-Ba-Sr representados en el diagrama triangular propuesto por El Bouseily y El Sokkary (1975) se proyectan en el campo de los granitos fuertemente diferenciados (Figura 6).

Figura 6. Diagrama Rb-Ba-Sr de El Bouseily y El Sokkary (1975).

 

En los diagramas Ba vs. Rb y Sr vs. Rb las muestras del granito El Durazno se proyectan en el campo de los granitos fértiles (Figura 7). La relación K/Rb en todos los casos es <100, con valores entre 37 y 52, lo cual es característico de granitos mineralizados (Tischendorf, 1977; Olade, 1980).

Figura 7. Diagramas Ba-Rb y Sr-Rb de Olade (1980).

Usando elementos trazas como discriminadores, Srivastava y Sinha (1997) propusieron el índice de caracterización geoquímica (GCI) para diferenciar los granitos asociados a mineralizaciones de W de los granitos estériles. Los granitos fértiles dan valores del GCI positivos, mientras que los granitos estériles presentan valores negativos, los que son calculados a través de la siguiente fórmula:

GCI = log10 [(Rb3 . Li . 104) / (Mg . K . Ba . Sr)]

Las muestras del área de estudio, dan un valor de GCI positivo, entre 5 y 6,6, dentro del campo de los granitos asociados a mineralizaciones de W.

Los contenidos de tierras raras totales en las muestras estudiadas son bajos y varían entre 5,33 y 15,33 ppm. La normalización de los contenidos de tierras raras se realizó según el condrito C1 de Anders y Grevesse (1989) con el fin de comparar los resultados con otros trabajos de granitos asociados a mineralizaciones donde se utiliza dicho condrito. Las relaciones LaN/LuN normalizadas presentan valores entre 1,61 y 2,67. Las anomalías del Eu, calculadas a través de la expresión Eu/Eu*= EuN/(SmNxGdN)1/2, en todos los casos son negativas, con valores entre 0,29 y 0,78. En el diagrama de la Figura 8, se observa una mayor proporción de tierras raras livianas respecto de las pesadas. En general presentan el mismo patrón de variación a excepción de algunas muestras con muy bajos contenidos en Ce, Gd, Dy e Yb. Así mismo, algunas muestras (Tabla 1) presentan un efecto tetrada, particularmente en la tercera tetrada (Gd, Tb, Dy, Ho), que fue calculado por el método de Monecke et al. (2002).

Figura 8. Contenidos de tierras raras normalizados al condrito C1 de Anders y Grevesse (1989).

Discusión y Conclusiones

La ausencia de evidencias de deformación y la relación con la roca de caja confieren al granito El Durazno un carácter posdeformacional, al igual que el resto de los granitos de edad carbonífera del área de estudio. Cabe aclarar que el contacto con el ortogneis Antinaco es neto y no se han encontrado enclaves de éste en el granito. Esto marca una diferencia con el granito San Blas, el cual incorpora fragmentos subangulosos de la roca de caja.

Las características geoquímicas indican que se trata de un cuerpo granítico evolucionado. Son rocas peraluminosas con altos valores en SiO2 y contenidos de Na2O mayores que K2O. La relación entre Na2O y K2O es similar a lo observado en la facies aplítica del granito San Blas.

Los elementos traza utilizados por Olade (1980) y Srivastava y Sinha (1997), entre otros, como indicadores para distinguir entre granitos asociados a mineralización y granitos estériles permiten clasificar al granito El Durazno como un granito con potencial mineralizador asociado a wolframio. Esto marcaría una diferencia con la facies aplítica del granito San Blas, la que está asociada únicamente a estaño.

Los bajos contenidos totales de tierras raras (<100 ppm) presentes en las rocas estudiadas son característicos de granitos evolucionados (Clarke, 2009; Fogliata et al., 2012). El diseño de las tierras raras permite observar el desarrollo de un efecto tetrada característico de los cuerpos graníticos asociados a mineralizaciones de Sn y W.

Para el cálculo del efecto tetrada se optó por el método propuesto por Monecke et al. (2002) en el cual el valor significativo es mayor que 0,2. Este método se usa especialmente en cuerpos graníticos asociados a mineralizaciones.

Respecto a la edad de cristalización del granito El Durazno, si bien hasta el presente no contamos con una edad absoluta, las relaciones de campo y las edades absolutas de los granitos San Blas, Asha y del ortogneis Antinaco indicarían que podría formar parte del evento magmático carbonífero manifestado en el norte de la sierra de Velasco.

Por último, concluimos que el granito El Durazno es un intrusivo muy diferenciado asociado a mineralización de W.

Agradecimientos

Los autores agradecen al Centre for Exploration Targeting (University of Western Australia), a la Fundación Miguel Lillo y al Proyecto 26/G439 del Consejo de Investigaciones Científicas y Técnicas de la Universidad Nacional de Tucumán por el apoyo para poder llevar a cabo este trabajo. Así mismo, a los revisores por sus sugerencias y correcciones.

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