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Acta geológica lilloana 26 (2): 111–122, 2014
Nuevos aportes a la caracterización geoquímica del
granito San Ignacio – Los Pinos, provincias de
Catamarca y Tucumán
Raineri, N. I. 1 ; Báez, M. 1 ; Fogliata, A. 1,2 ; Campos, F. 2 ; Hagemann, S. 3
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3
Facultad de Ciencias Naturales, U.N.T, Miguel Lillo 205, Tucumán, Argentina.
[email protected]; [email protected]
Fundación Miguel Lillo; Miguel Lillo 251, Tucumán, Argentina.
[email protected]; [email protected]
University of Western Austarlia, Centre for Exploration Targeting, Nedlands W. A. 6009, Australia.
[email protected]
Resumen — El granito San Ignacio – Los Pinos se ubica entre las provincias de Tucumán y Catamarca en la sierra del Aconquija, que forma parte de sierras Pampeanas Occidentales. Es un monzogranito post-orogénico de edad carbonífera. Presenta una facies porfírica
y otra equigranular en contacto neto. Geoquímicamente ambas facies son similares y de
carácter fuer temente peraluminoso. Están enriquecidas en Rb, Cs, Nb, Sn y W, y tiene bajos
contenidos de Sr, Ba, Pb e Y con respecto a un granito normal de Levinson. Los elementos
usados como indicadores geoquímicos tales como Rb, Ba, Sr y K permiten inferir que ambas
facies del granito San Ignacio – Los Pinos son fuertemente diferenciadas y presentan potencial mineralizador en tungsteno.
Palabras claves: Granito, Carbonífero, potencial mineralizador.
Abstract — “New contributions to geochemical characterization of San Ignacio-Los Pinos
granite, Catamarca and Tucuman province”. The San Ignacio – Los Pinos granite is located
between Tucumán and Catamarca provinces, in the Sierra del Aconquija, Sierras Pampeanas
Occidentales. It is a Carboniferous post-orogenic monzogranite. It has an equigranular and a
porphyritic facies. Both facies are geochemically similar and strongly peraluminous. They display higher values of Rb, Cs, Nb, Sn, W and lower values of Sr, Ba, Pb and Y compared to
the normal granite of Levinson. Geochemical indicators such as Rb, Ba, Sr and K suggest
that both facies of the San Ignacio – Los Pinos granite are strongly differentiated and have
tungsten mineralization potential.
Keywords: Granite, Carboniferous, mineralization potential.
INTRODUCCIÓN
El granito San Ignacio – Los Pinos aflora
en las cumbres de Los Pinos, en Balcozna y
en el cerro Quico, unidades orográficas pertenecientes a la sierra del Aconquija. El área
de estudio se ubica entre las provincias de
Tucumán y Catamarca.
La geología del área fue estudiada por
Bonarelli y Pastore (1918), Rassmuss (1918)
y González Bonorino (1950). Este último
describe por primera vez a los plutones San
Ignacio y Los Pinos como dos cuerpos separados. Posteriormente, Indri y Barber (1987)
e Indri y Medina (1991) realizan aportes petrográficos y químicos definiendo un único
Recibido: 14/07/13 – Aceptado: 26/06/14
plutón compuesto por dos facies graníticas.
Asociado al granito San Ignacio – Los Pinos
se describió mineralización de wolframita y
molibdenita en un cuerpo de cuarzo denominado Piedras Blancas (Díaz Taddei,
1982).
En este trabajo se realizan nuevos aportes sobre las características geoquímicas del
granito de San Ignacio – Los Pinos, con especial énfasis en los elementos trazas con el
fin de estudiar el grado de diferenciación y
su relación con la mineralización.
GEOLOGÍA REGIONAL
La sierra del Aconquija forma parte de la
unidad morfoestructural de Sierras Pampeanas Occidentales (Ramos, 1999). El basa-
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mento cristalino de la región está compuesto
por rocas metamórficas e ígneas. Las rocas
metamórficas más abundantes del sector son
esquistos de grado metamórfico bajo a medio. Los afloramientos se ubican al norte del
cerro Quico (Indri y Barber, 1987), al sur de
las cumbres de Los Pinos, Potrerillos y Los
Llanos. Además, se encuentran muy bien representadas en la cumbre de Balcozna y en
la silleta de Las Higueras. Indri y Barber
(1987) establecen que estas rocas estarían
correlacionadas con esquistos aflorantes en
la sierra de Ancasti, denominada Formación
Ancasti por Aceñolaza y Toselli (1977).
Los esquistos son de grano fino, poseen
bandas claras con cuarzo y feldespatos, y
oscuras con biotitas. En el sector noroccidental de las cumbres de Los Llanos y de
Potrerillos, Indri y Barber (1987) observaron
la presencia de cordierita en estas rocas.
Una característica notable en el basamento cristalino de la región es la presencia
de migmatitas. González Bonorino (1972)
ubica a estas rocas en la zona oriental de
una extensa faja migmatítica que abarca
desde el Aconquija al oeste, hasta la sierra
de Ancasti al sudoeste.
Larrovere (2009) define el Complejo Metamórfico-ígneo El Portezuelo (CMIEP), conformado por metatexitas, diatexitas, gneises,
esquistos y mármoles. La edad del metamorfismo es de 477 a 471 Ma (Ordovícico Inferior) (Larrovere, 2009).
El basamento ígneo está compuesto por
granitoides y migmatitas. González Bonorino
(1950) describió el emplazamiento de filones
tonalíticos sintectónicos relacionados a la
migmatización, en la cumbre de Los Pinos y
de Balcozna, así también, algunos pequeños
filones en el sector cumbre del cerro Quico.
Dentro de este basamento ígneo se destaca el
granito post-tectónico San Ignacio – Los Pinos, de dimensiones batolíticas que corresponde al ciclo magmático neopaleozoico.
Este intrusivo fue datado mediante el método K/Ar por González y Toselli (1974) dando edades de 310 a 350 ± 15 Ma en muscovita y de 319 a 321 ± 10 Ma en biotita.
En discordancia afloran sedimentitas
continentales de edad terciaria pertenecien-
tes al Grupo Aconquija (Mon y Urdaneta,
1972). El Cuaternario está representado por
materiales de granulometría variable en terrazas fluviales.
GRANITO
SAN IGNACIO – LOS PINOS
El granito San Ignacio – Los Pinos corresponde a un cuerpo elongado de aproximadamente 95 km 2 de superficie. El eje de
mayor tamaño tiene rumbo NE-SO y aflora
desde el S del cerro Quico hasta la cumbre
de Balcozna (figura 1). El contacto con la
roca de caja metamórfica es neto. El intrusivo tiene 19 km de extensión y 5 km de ancho, lo que le da una relación axial de 3,8.
Indri y Barber (1987) reconocen dos facies, una equigranular, de mayor extensión,
y otra porfírica que se hace más evidente en
la cumbre de Los Pinos. El contacto entre las
facies es neto y según las relaciones de campo la facies equigranular se emplazó antes
que la porfírica. Según estos autores las dos
facies son de composición monzogranítica,
su mineralogía es similar y carecen de deformación.
La facies equigranular es de grano medio
a grueso, presenta coloración blanco-grisácea
y está compuesta por feldespato potásico,
cuarzo, plagioclasa, muscovita, biotita, apatito, circón, sillimanita y minerales opacos.
La facies porfírica es de color gris-rosado. Está formada por fenocristales de microclino de hasta 3 cm de largo, cuarzo, plagioclasa, muscovita, biotita, apatito, circón
y rutilo.
GEOQUÍMICA
Se realizaron análisis químicos de diez
muestras de rocas graníticas del área estudiada (Tabla 1). Los mismos se realizaron
en el Laboratorio Acme de Canadá mediante fluorescencia de RX para determinar los
elementos mayores e ICP MS para los elementos trazas. Según los resultados obtenidos podemos decir que el granito estudiado
presenta valores de sílice comprendidos entre
72 y 75 %, contenidos promedios de CaO de
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Figura 1. Mapa geológico del área de estudio.
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Tabla 1. Contenidos de elementos mayores (%), elementos trazas y tierras raras (ppm) del
granito San Ignacio – Los Pinos y el granito normal promedio de Levinson (1974).
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0,8%, de álcalis de 8,1% y, la suma promedio de FeOt + MgO + TiO2 es del 2,8% . El
índice de saturación de alúmina promedio es
de 1,15, lo que evidencia un carácter fuertemente peraluminoso (figura 2).
Proyectando los contenidos de K2O respecto a SiO 2, en los diagramas de Peccerillo y
Taylor (1976) y Th-Co Hastie et al. (2007) se
determinó que son granitos calcoalcalinos
con alto contenido en K (figura 3 a y b).
Proyectando la relación Al 2O 3/TiO2 vs
CaO/Na 2O en el diagrama de Sylvester
(1998) ambas facies se agrupan en el campo
de los leucogranitos fuertemente peraluminosos (figura 4).
Los diagramas de clasificación geotectónica de Maniar y Piccoli, (1989) de la Figura 5 permiten ver que las rocas estudiadas
se encuentran dentro del campo de los granitos post-orogénicos.
En el diagrama de multielementos nor-
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malizado con el granito normal de Levinson
(1974) (figura 6) se observa enriquecimiento
en Rb, Cs, Nb, Sn y W, y bajos contenidos en
Sr, Ba, Pb e Y. Estos enriquecimientos y empobrecimientos de algunos trazas se debería
principalmente al grado de compatibilidad
y/o incompatibilidad en el proceso de cristalización fraccionada.
En el gráfico de Sylvester (1998) diseñado
para diferenciar las fuentes de granitoides
fuertemente peraluminosos a partir de la relación entre Rb/Sr y Rb/Ba, se observa que
las muestras del granito San Ignacio – Los
Pinos se proyectan en el campo de baja relación CaO/Na2O indicando fuentes ricas en
arcillas (figura 7).
El contenido promedio de U es de 4,45
ppm y de Th es de 19,24 ppm. La relación
Th/U para ambas facies presenta valores
normales entre 3,6 y 5,7 respecto al granito
estándar de Rogers y Adams (1974).
Figura 2. Diagrama de aluminosidad de Maniar y Piccoli (1989). El sector sombreado corresponde a la distribución de muestras del granito San Ignacio-Los Pinos de Indri y Barber
(1987). A: Al 2 O 3 , C: CaO, N: Na 2 O y K: K 2 O.
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Los contenidos de Rb, Ba y Sr de las
muestras estudiadas fueron proyectados en el
diagrama ternario modificado de El Bousely
y El Sokkary (1975). Todos los valores se
agrupan en el campo de los granitos fuertemente diferenciados (figura 8).
Proyectando las relaciones Ba/Rb y Sr/
Rb ( Tauson y Koslov, 1973; Dall Agnol et
Figura 3. a) Diagrama K 2 O v s S i O 2 para rocas del granito San Ignacio – Los Pinos (Peccerillo y Taylor, 1976). b) Diagrama de Co-Th (Hastie et al., 2007).
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Figura 4. Diagrama de CaO/Na 2 O vs. Al 2 O 3 /TiO 2 del granito San Ignacio – Los Pinos. El
cuadrilátero representa el campo de leucogranitos fuer temente peraluminosos (Sylvester,
1998).
al., 1984 y Dall Agnol et al., 1994) en los
diagramas binarios de la figura 9 a y b se
observa que las muestras caen en el campo
de los granitos fértiles. En la Tabla 1 se ob-
serva que la relación K/Rb para ambas facies es < 100, valores que corresponden a
granitos mineralizados (Tischendorf, 1977;
Olade, 1980).
Figura 5. Clasificación geotectónica basada en elementos mayores del granito San Ignacio –
Los Pinos (Maniar y Piccoli, 1989). Campos: IAG: Granitoides de arco de isla, CAG: Granitoides de Arco Continental, CCG: Granitoides de Colisión Continental, POG: Granitoides PostOrogenicos, RRG: Granitoides Relacionados A Rift, CEUG: Granitoides de Levantamiento
Continental.
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Figura 6. Diagrama multielemental normalizado a granito de Levinson (1974) de las muestras
del granito San Ignacio – Los Pinos.
El contenido total de Tierras Raras tiene
valores promedio de 107 ppm. En el diagrama normalizado al condrito de Boynton
(1984), se observa un importante enriqueci-
miento de ETR livianas con respecto a ETR
pesadas (figura 10). La relación (La/Yb)N
promedio es de 14,2. La anomalía negativa
de Eu debido al fraccionamiento de los fel-
Figura 7. Diagrama Rb/Sr vs. Rb/Ba para discriminar fuentes de granitoides fuertemente
peraluminosos, modificado a partir de Sylvester (1998).
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Figura 8. Diagrama Rb-Ba-Sr El Bousely y El Sokkary (1975).
despatos tiene un valor promedio (Eu/Eu* =
0,3).
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
Los contenidos altos de Rb y K, indicarían un posible origen cortical para el fundido que dio origen al granito San Ignacio –
Los Pinos. Así mismo, estableciendo una
relación con el diagrama de Sylvester
(1998), es posible determinar además la probable fuente del fundido a partir de rocas
con alto contenido en arcillas.
De acuerdo a su composición mineral
(granito de dos micas y sillimanita), su carácter a fuertemente peraluminoso y el posible origen cortical del fundido derivando de
metapelitas, el granito San Ignacio – Los Pi-
Figura 9: a) Diagrama Ba/Rb. b) Diagrama Sr/Rb (Tauson y Kozlov, 1973; Dall Agnol et
al., 1984; Dall Agnol et al., 1994).
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Figura 10. Patrones de Tierras Raras normalizadas a condrito de Boynton (1984).
nos podría corresponder a un granito de tipo
“S” de Chappell y White (1974).
Sylvester (1998) afirma que las concentraciones de CaO y Na2O en granitoides
tipo–S son controlados por la proporción
original de plagioclasas en la roca fuente.
Así, fuentes ricas en arcillas (por ej., lutitas)
y pobres en plagioclasas, producen fundidos
con bajas relaciones de CaO/Na2O (< 0,3).
En caso contrario, fundidos obtenidos a partir de fuentes pobres en arcillas y ricas en
plagioclasas (por ej., grauvacas) generarán
relaciones más altas (CaO/Na2O > 0,3). En
el gráfico de Sylvester (1998) diseñado a
partir de la relación entre Rb/Sr y Rb/Ba, al
granito San Ignacio – Los Pinos le corresponde una baja relación CaO/Na2O indicando fuentes ricas en arcillas. Esto es coincidente con el diagrama de Sylvester (1998)
basado en las relaciones Al2O3/TiO2 y CaO/
Na2O utilizado para establecer la relación
con la roca fuente. De ello se deduce que el
granito estudiado se generó a partir de la
fusión parcial de metapelitas.
El diagrama de Peccerillo y Taylor
(1976) es muy susceptible a los efectos de
alteración. Las rocas que han sido afectadas
por alteración alcalina, tienen una distribución irregular en el gráfico. Hastie et al.
(2007) han desarrollado un diagrama similar utilizando elementos trazas de baja movilidad tales como Th y Co como sustitutos de
K2O y SiO2 respectivamente. Las dos facies
graníticas estudiadas se agrupan en el campo de la serie calcoalcalina con alto contenido en K, lo que indicaría que no fue afectado por alteración hidrotermal lo cual es
coincidente con la petrografía.
De acuerdo al contenido de los elementos
usados como indicadores (Rb, Ba, Sr y K)
(Olade, 1980; Dall Agnol et al., 1984; Dall
Agnol et al., 1994; Sheepers, 2000) podemos
inferir que ambas facies del granito San Ignacio – Los Pinos son fuertemente diferenciadas
y presentarían potencial mineralizador.
AGRADECIMIENTOS
La realización de este manuscrito fue
posible gracias a la financiación de la Fundación Miguel Lillo, el Centre of Exploration
Targeting de la University of Western Australia y el Proyecto del CIUNT dirigido por el
Dr. Fernando Sardi. Así mismo, los autores
expresan su agradecimiento a los árbitros
por sus correcciones y sugerencias, las que
contribuyeron a mejorar el trabajo.
Acta geológica lilloana 26 (2): 111–122, 2014
BIBLIOGRAFÍA
Aceñolaza, F. y Toselli A. 1977. Esquema geológico de la sierra de Ancasti, provincia de
Catamarca. Acta Geológica Lilloana, 14:
233-256.
Bonarelli, G. y Pastore, F. 1918. Bosquejo geológico de la provincia de Tucumán. Primera
reunión de la Sociedad Argentina de Ciencias en Tucumán: 27-46.
Boynton, W. V. 1984. Cosmochemistry of the
rare earth elements: meteorite studies. En:
Rare earth element geochemistry, P. Henderson (Ed.), Developments in Geochemistry 2, Elsevier, London 510 pp.
Chappell, B. W. y White, A. J. R. 1974. Two
contrasting granite types. Pacific Geology,
8: 173-174.
Dall Agnol, R., Schuckmann W. , Basei M. y
Scheller T. 1984. Novos dados geocronológicos e estudo de elementos traços de
maciços graníticos anorogênicos da Amazônia Oriental, Estado do Pará (Brasil). Simp.
Geol. Amaz., 2, Manaus, 1984. Anais,
Manaus, SBG, Núcleo Norte, pp. 59-74.
Dall Agnol, R., Lafon, J. M. y Macambira, M.
J. B. 1994. Proterozoic and orogenic
magmatism in the Central Amazonian Province, Amazonian Craton: geochronological,
petrological and geochemical aspects. Mineralogy Petrology, 50: 113-138.
Díaz Taddei, R. 1982. Estudio geológico minero
del yacimiento de cuarzo “Piedras Blancas”.
Acta Geoógica Lilloana 16 (1): 111-119.
El Bouseily, A. M. y El Sokkary, A. A. 1975.
The relation between Rb, Ba and Sr in granitics rocks. Chemical Geology, 16: 207219.
González Bonorino, F. 1950. Descripción Geológica de la Hoja 13e, Villa Alberdi, Tucumán. Dirección Nacional de Minería, Boletín
74. Buenos Aires, 78 p.
González Bonorino F. 1972. Descripción Geológica de la hoja 13C, Fiambalá, Provincia de
Catamarca. Dirección Nacional de Geología
y Minera. 127. Buenos Aires, 73 p.
González, R. R. y Toselli, A.J. 1974. Radiometric dating of Igneous Rocks from Sierras
Pampeanas, Argentina. Revista Brasileira
de Geociencias, Sao Paulo 4: 137-141.
Hastie, A.R., Kerr, A.C., Pearce, J.A., y Mitchell, S.F. 2007. Classification of altered
volcanic island arc rocks using immobile trace elements: development of the Th-Co discrimination diagram. Journal of Petrology
48: 2341-2357.
Indri, D. A. y Barber, L. E. 1987. Características geológicas y químicas del Granito San
Ignacio – Los Pinos, Provincia de Tucumán
121
y Catamarca, Argentina. Congreso Geológico Argentino, Tucumán. Actas 4: 135138.
Indri, D.A. y Medina, M.F. 1991. Nuevas observaciones geológicas y químicas en el
granito San Ignacio – Los Pinos, Provincia
de Tucumán y Catamarca, Argentina. Congreso Geológico Chileno: 294-297.
Larrovere, M. 2009. Petrología de la faja migmatitica entre el flanco noroccidental de la
sierra de Ancasti, su continuación en la
sierra de Aconquija y el flanco nororiental
de la sierra de Ambato. Facultad de Ciencias Naturales, UNT Tesis Doctoral. Inédito. 234 pp.
Levinson, A. A. 1974. Introduction to Exploration Geochemistry. Calgary: Applied Pub.
612 pp.
Maniar, P. D. y Piccoli, P. M. 1989. Tectonic
discrimination of granitoids. Geologic Society American Bulletin, 101: 635-643.
Mon, R. y Urdaneta, A. 1972. Introducción a
la geología de Tucumán, República Argentina. Revista de la Asociación Geológica Argentina 27: 309-329.
Olade, M. A. 1980. Geochemical characteristics of tin bearing and tin-barren granites,
Northern Nigeria. Economic Geology 75:
71-82.
Peccerillo, A. y Taylor, S. R. 1976. Geochemistry of Eocene calcalkaline volcanic Rocks
from the Kastamonu area, Northern Turkey.
Contribution to Mineralogy and Petrology
58: 63-81.
Ramos, V. 1999. Las provincias geológicas del
territorio argentino. En: Caminos, R. (Ed.),
Geología Argentina, Instituto de Geología y
Recursos Minerales, Servicio Geológico
Minero Argentino, Anales 29: 41-96,
Buenos Aires.
Rassmuss, J. 1918. La sierra de Aconquija.
1º Reunión Nacional de la Sociedad Argentina de Ciencias Naturales: 47-69. Tucumán.
Rogers y Adams, J. 1974. Thorium (chap.
90). Uranium (chap. 92). Wedepohl, K
de., Handbook of Geochemistry, vol II/4.
Springer-Verlag, Berlin, 39 pp.
Sheepers, R. 2000. Granites of Saldaña mobile
belt, South Africa: ratio elements and P as
discriminators applied to matallogeny. Journal of Geochemical Exploration, 68:69-86.
Sylvester, P. J. 1998. Post-collisional strongly
peraluminous granites. Lithos, 45: 29-44.
Tauson, L. V. y Koslov, V. D. 1973. Distribution
functions and ratios of trace elements, concentrations as estimates of ore bearing
potencial of granites, in Geochemical Exploration 1977. Institute of Mineng Metallurgy, London: 37-44.
122
N. I. Raineri et al.: Caracterización geoquímica del granito San Ignacio – Los Pinos
Tischendorf, G. 1977. Geological and petrographic characteristics of silicic magmatic rocks with rare element mineralization. In:
Stemprok, M., Burnol, L. and Tischendorf,
G. (Eds.): Metalization associated with acid
magmatism. Geological Survey, 2: 41-96.
Prague.