Estudio de la paleoactividad hidrotermal en el sureste de Tandilia, area de Barker-Villa Cacique

Abstract

Tandilia, la exposición más austral del Cratón del Río de la Plata, está compuesta por un basamento ígneo-metamórfico de edades, principalmente, Transamazonianas (2200-1800 Ma), y una secuencia sedimentaria discordante, del Precámbrico Tardío a Paleozoico Temprano. El sector de Barker-Villa Cacique, sureste de Tandilia, resulta un área de interés para el estudio de la alteración de rocas del basamento, Complejo Buenos Aires, y de la secuencia sedimentaria suprayacente, Formación La Tinta. Se realizaron estudios petrográficos, calcográficos, de catodoluminiscencia, de difractometría de rayos X, de inclusiones fluidas, de isótopos de C y O, análisis químicos de roca total, análisis de infrarrojos, dataciones radimétricas K-Ar, y análisis con microscopio electrónico y microsonda electrónica. En toda el área de estudio, se relevaron perfiles verticales ubicados en la zona de discordancia entre el basamento y la secuencia sedimentaria. Se reconocieron texturas de relleno y reemplazo, comunes a ambos lados de esta discordancia, y patrones de zonación mineral de alteración. Del mismo modo, se caracterizó la movilidad de elementos químicos en rocas, con distinta intensidad y tipo de alteración. También fue estudiada la química de minerales de alteración y de minerales de los protolitos. Entre un primer y segundo nivel de ortocuarcitas se estudiaron pequeños depósitos de goethita, hematita, cuarzo masivo y arcillas de tipo bolsonar. En ellos se reconocieron texturas de reemplazo, relleno y su vinculación a sistemas de fracturación. La disolución de un delgado nivel de dolomías, presente en este nivel estratigráfico, y su silicificación estarían relacionadas a la circulación de fluidos hidrotermales inicialmente ascendentes desde el basamento. Más arriba en la secuencia sedimentaria se estudiaron con mayor detalle las venillas de cristales de alunita seudocúbica en rocas piroclásticas-epiclásticas. Allí previamente fueron reconocidos fenómenos de fracturación hidráulica y una paragénesis mineral de alteración argílica avanzada de alta temperatura. Se estableció la participación de núcleos de minerales alumino fosfato sulfato dentro de la alunita, que fueron seguidos de eventos de disolución y cristalización asociados a la actividad hidrotermal. En el sur del sector, en la cantera de caliza Loma Negra, se estudió la mineralogía y geoquímica de una mega-brecha intrusiva y su roca de caja con claras evidencias de alteración y reemplazo (calcita-ankerita-dolomita). Para el contacto superior de las calizas micríticas con rocas epiclásticas-piroclásticas finas se describen procesos de reemplazo, sucesivo brechamiento y cementación de fases minerales. Estas últimas incluyen fosfatos, cuarzo, cloritas, carbonatos, K-micas, sulfuros y sulfatos. La intrusión de venillas de areniscas acompaña a la formación de dichas brechas hidráulicas. Las cavidades de disolución en las calizas, rellenas por un material pardo rojizo, son atribuidas a procesos de acidificación de las soluciones circulantes en un ambiente de carst hidrotermal, como episodio final. Una interpretación integrada de los resultados obtenidos indica que la circulación de fluidos hidrotermales habría sido a través de fracturas, fallas y discontinuidades litológicas. La edad K-Ar obtenida para la alteración serícitica del basamento, que no resulta un hecho aislado para el sector bajo estudio y áreas aledañas, apuntaría a la migración de fluidos calientes desde el basamento durante la Ciclo Orogénico Brasiliano.

Tandilia, the southernmost part of the Rio de la Plata Craton, is make up of a Precambrian igneous-metamorphic basement mainly with Transamazonian ages (2200-1800 Ma), and an unconformably overlying, Late Precambrian to Early Paleozoic, sedimentary succession. The Barker-Villa Cacique area, south-eastern Tandilia, result an area of interest for studying alteration on rocks from the basement, Buenos Aires Complex, and the overlying sedimentary succession, La Tinta Formation. Studies on petrography, chalcography, cathodoluminiscence, X-ray diffractometry, fluid inclusion, isotopy of C and O, bulk-rock chemical analyses, infrared analyses, K-Ar dating, and electronic microscope and microprobe analyses were done. In the entire area of study, there were built up vertical profiles placed in the unconformity zone between the basement and the sedimentary succession. Replacement and refill texture, as common features at both sides of the unconformity, and patterns of mineral alteration zoning were recognised. In the same way, a characterisation of the chemical element mobility in rocks with different intensity and type of alteration was done. The chemistry of alteration minerals and original minerals of protoliths were also studied. Small deposits of goethite, hematite and clays, placed between the first and second quartz arenite level, were studied. There, replacement and filling textures and its relation to fracturing systems were recognised. Dissolution of a thin dolomite layer, placed in this stratigraphic level, and its silicification would be related to hydrothermal fluid flow, initially ascending from the basement. Further up in the sedimentary succession, vein-filling seudo-cubic alunite crystals in pyroclastic-epiclastic rocks were studied. There, hydraulic fracturing phenomena and a mineral assemblage of advanced argillic alteration of high temperature were previously recognised. The participation of aluminium phosphate sulphate minerals as cores into the alunite crystals, followed by events of dissolution and crystallization associated with hydrothermal activity, were established. In the south of the studied sector, where the Loma Negra quarry is placed, the mineralogy and geochemistry of an intrusive mega-breccia and its country-rock with clear signs of alteration and replacement (calcite-ankerite-dolomite) were studied. To the upper contact of these micritic limestones with the overlying epiclastic-pyroclastic- fine-grained rocks, processes of successive brecciation and cementation of mineral phases were described. The latter includes phosphates, microcrystalline quartz, chlorites, carbonates, K-micas, sulphides and sulphates precipitation. The intrusion of sandstone veinlets is related to breccia formation. Dissolution caves in the limestones, refilled by brown-reddish material, are assigned to acidification processes of the circulating fluids into a hydrothermal karst environment as a final episode. An integrated interpretation of results points to circulation of hydrothermal fluid through fractures, faults and lithological discontinuities. The K-Ar dating of the sericitic alteration of the basement, that is not an isolated fact into the studied and neighbouring areas, indicated the migration of heated fluids from the basement during the Brasiliano Orogenic Cycle.