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SOC

IEDA

D GEOLOGICA DE CH

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la serena octubre 2015

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Texturas granulíticas en los granitoides del área norte del plutón Flamenco, Batolito de la Costa, norte de Chile. Auto-granulitización durante el proceso de ensamblaje del complejo intrusivo. Natalia Rodríguez*, Juan Díaz-Alvarado y Paulina Fuentes Departamento de Geología, Universidad de Atacama, Copayapu 485, Copiapó, Chile email: natalia.rodriguez@alumnos.uda.cl Resumen. El Plutón Flamenco, de edad Jurásico inferior, forma parte del Batolito de la Costa en el norte de Chile y se encuentra emplazado en rocas metasedimentarias altamente deformadas de la Formación Las Tórtolas. El estudio petrográfico de las muestras, representativas de las distintas facies presentes en la parte norte del plutón Flamenco, han mostrado que los dominios de composición Qtz-dioritico y granodioritico, y cercanos al contacto con la roca encajante, poseen texturas metamórficas, como la granoblástica, con puntos triples entre Pl, Qtz y Hbl, la presencia de cristales esqueléticos y poiquiliticos. Esto refleja un proceso secundario de recristalización metamórfica, a temperaturas suficientes para producir una granulitización de las texturas ígneas previas. Se han aprovechado las composiciones de las fases minerales presentes obtenidas mediante microsonda electrónica para hacer una estimación, a través de termobarometría, de las condiciones del proceso metamórfico que afectó al plutón. De los resultados obtenidos se ha interpretado que la textura metamórfica se debe a la granulitización por el emplazamiento de un segundo pulso magmatico que afecta a las rocas plutónicas emplazadas con anterioridad, sufriendo el efecto térmico de esta intrusión. Palabras claves: auto-granulitización, texturas metamórficas, batolito de la costa, plutón Flamenco, emplazamiento secuencial. 1 Introducción La formación de magmatismo calcoalcalino y grandes batolitos tipo cordillerano se debe fundamentalmente a los procesos de subducción actuantes en márgenes convergentes activos (Condie, 1998, 2002; Castro, 2014). A lo largo de los años, y gracias a nuevos datos geocronológicos, datos de campo y estudios sísmicos (Glazner et al., 2004; Coleman et al., 2004), los mecanismos propuestos para el emplazamiento y crecimiento de grandes cuerpos plutonicos han evolucionado, pasando de la antigua idea de un emplazamiento instantáneo (Bohrson y Spera, 2001; Huppert y Sparks, 1998) a un emplazamiento secuencial de los cuerpos intrusivos a través de pequeños y discretos pulsos o inyecciones magmáticas (Annen, 2011; Michaut

y Jaupart, 2011). El proceso de intrusión secuencial puede rejuvenecer térmicamente cuerpos plutónicos previamente emplazados, favoreciendo la permanencia de las rocas de caja parcialmente fundidas y los cuerpos plutónicos con fundidos residuales, durante largos periodos de tiempo (Díaz-Alvarado et al., 2013). Este trabajo expone los resultados obtenidos del estudio petrográfico y del análisis a través de microsonda de las muestras obtenidas en el contacto norte del Plutón Flamenco. 2 Contexto geológico El Plutón Flamenco es parte de una alineación N-S de plutones pertenecientes al denominado Batolito de la costa en el norte de Chile. Sus características geoquímicas lo clasifican como un plutón que ha cristalizado a partir de un magma tipo cordillerano (Rodríguez et al., 2015, en preparación), estrechamente relacionado a la subducción oblicua en el margen continental oeste de Gondwana (Mpodozis y Kay, 1990; Dallmeyer et al., 1996; Grocott y Taylor, 2002). Se ubica al sur de la ciudad de Chañaral entre los 26°29’S y 26°38’S. En su parte norte, está constituido principalmente de rocas de composición granodiorítica a tonalítica, y en menor proporción gabros y dioritas cuarcíferas. Se le ha asignado una edad Jurásico inferior, comprendida entre los 202 y 186 Ma (Berg y Breitkreuz, 1983; Brook et al., 1986; Dallmeyer et al., 1996). Este cuerpo intrusivo se encuentra emplazado en rocas metasedimentarias que pertenecen a la Formación Las Tórtolas. Esta formación corresponde a una sucesión metasedimentaria turbiditíca de edad Devónico- Carbonífero (Bell, 1987), compuesta principalmente de areniscas y lutitas, con intercalaciones de cherts pelágicos, y en menor proporción calizas, conglomerados y rocas volcánicas (“pillow” lavas). 3 Resultados 3.1 Petrografía

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AT 1 GeoloGía ReGional y Geodinámica andina

En su parte norte, el plutón Flamenco aflora como un cuerpo rocoso de color gris, con facies mas leucocráticas y otras máficas que se interdigitan en una dirección aproximada NW-SE. Hacia el interior se vuelve más homogeneo en composición. Posee una fábrica isótropa y destaca la presencia de numerosos xenolitos en las zonas más proximales al contacto. Las muestras obtenidas, que representan cada una de estas facies, fueron sometidas a un estudio microscópico mediante cortes transparentes. De acuerdo a este estudio, el Plutón Flamenco esta compuesto principalmente de tonalitas, granodioritas, gabros y Qtz-dioritas. Entre las muestras destacan aquellas que no poseen texturas ígneas. La muestra de composición Qtz-dioritica posee textura poiquilitica (cristales de Hbl incluyen numerosos cristales de Pl) y la presencia de cristales esqueléticos (Fig.1a). Está compuesta por Pl euhedral a subhedral (~60%) con un tamaño de grano entre 0.25 a 3 mm, Hbl (~20%) con un tamaño de grano de 0.5-3.5 mm, Bt (~5%) mostrando un tamaño de grano de 0.75-2 mm, Qtz (~7%), Opx (~5%) y minerales opacos (<1%). En algunos dominios es posible observar bordes de grano corroídos en los Opx, recristalización y puntos triples entre Hbl, Pl y Qtz (Fig. 1b). La muestra de composición granodioritica se compone principalmente de cristales subhedrales y maclados de Pl (~45%) que bordean un tamaño de grano de 1.5 mm, Qtz anhedral (~35%) con un tamaño de grano de 0.15-0.5 mm, Bt subheudral (~10%) de tamaño de grano entre 0.25-1.5 mm, Hbl subheudral (~5%) con un tamaño de grano de 0.25-2.5 mm, Kfs subheudral (~2-3%) mostrando un tamaño de grano entre 0.25-1.5 mm y un crecimiento poiquilitico, y minerales opacos (~1%). La textura predominante es la granoblástica, con puntos triples entre Pl, Qtz y Hbl, y la cristalización de Kfs poiquilítico (Fig. 1c y d). 3.2 Termobarometría El estudio petrográfico ha mostrado que algunas facies de la parte norte del plutón Flamenco registran texturas metamórficas de recristalización. Para aproximar las condiciones para ese proceso metamórfico se han utilizado las composiciones de las fases minerales obtenidas mediante microsonda electrónica. Se ha empleado el termómetro HBl-Pl (Blundy y Holland, 1994), estableciéndose como limite superior de presión entre 4 y 5 Kbars debido a la presencia de cordierita en vez de granate en la roca metasedimentaria encajante. Los pares de Hbl-Pl analizadas en las muestras representativas de las facies ígneas, arrojaron temperaturas constantes entre 820°C y 845°C, con presiones de alrededor de 3 kbars. Las muestras donde el estudio petrográfico previo ha mostrado texturas metamórficas de recristalización, con puntos triples de Pl, Qtz y Hbl, y aparición de Kfs poiquiloblastico ha arrojado resultados de temperatura considerablemente más bajos, entre 770°C y 790°C. Además, en presencia de plagioclasas zonadas se ha realizado el mismo estudio

considerando como punto de análisis el nucleo cálcico (75% An) de la Pl y un punto de cualquier zona de la Hbl, que no presenta zonación. El resultado arrojado por estos dos pares es una temperatura de 900°C a una presión de 4 kbars (Rodríguez et al., 2015, en preparación). 4 Discusión y conclusiones El estudio petrológico y textural de las facies que componen el Plutón Flamenco en su contacto norte muestran texturas granoblásticas de origen metamórfico: puntos triples, crecimiento poiquilitico de Kfs y minerales embahiados de Px y Hbl. Estas características representan un proceso secundario metamórfico. Las facies con texturas claramente ígneas poseen condiciones de temperatura y presión de 825°-845°C y ~3 Kbars, respectivamente. En plagioclasas zonadas, el nucleo cálcico posee una temperatura de 900°C. Se ha interpretado esta temperatura como una aproximación de la temperatura mínima de emplazamiento, mientras que las demás son temperaturas de equilibrio durante el enfriamiento. En presencia de facies con textura metamórfica, las temperaturas de equilibrio están entre 760°C y 800°C. Estas temperaturas son el reflejo de un proceso secundario producto del estilo de emplazamiento del plutón. Donde las temperaturas son suficientes para producir una granulitización de las texturas ígneas previas, pero no suficientes para llegar al sólidus de la roca. Según los trabajos previos de Grocott y Taylor (2002), se proponen dos etapas de intrusión para el plutón Flamenco. Esto coincide con los resultados obtenidos en este estudio, donde las texturas granulíticas confirman la presencia de varios pulsos o etapas de emplazamiento. Los primeros cuerpos intrusivos son sometidos al “input” térmico de los nuevos pulsos, generando la auto- granulitización de algunas de las facies magmáticas que componen el plutón Flamenco. Agradecimientos Este trabajo es desarrollado como parte del proyecto FONDECYT de Iniciación no 11140722, con el apoyo del proyecto interno de la Universidad de Atacama DIUDA-22273. Referencias Annen, C. 2011. Implications of incremental emplacement of magma

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AT 1 GeoloGía ReGional y Geodinámica andina

Figura 1. Fotos de microscopio y microsonda electrónica (BSE) mostrando las diferentes texturas metamórficas. a) Muestra de composición Qtz-dioritica, se observa la textura poiquilitica donde cristales de Hbl incluyen pequeños cristales de Pl. b) Imagen de microsonda que muestra bordes de grano corroídos de Opx y puntos triples entre Pl, Qtz y Hbl. c) y d) Muestra de composición granodioritica, se observan cristales esqueléticos de Bt y Hbl, crecimiento poiquilitico de Kfs, puntos triples entre Pl, Qtz y Hbl.