Petrología y geoquímica de los cuerpos máficos-ultramáficos estratificados de la Sierra Grande de San Luis

Abstract

La faja máfica-ultramáfica La Jovita-Las Águilas comprende un conjunto de intrusiones ígneas que se encuentran emplazadas en el faldeo oriental de la Sierra de Grande de San Luis. Esta faja se extiende aproximadamente 100 km en dirección NNE-SSO con un ancho que no supera los 5 km. En la porción sur de la misma, entre el río Los Manantiales y el arroyo El Puestito, afloran los cuerpos intrusivos Escuela Las Pircas, El Fierro, Virorco y Las Higueras, los cuales constituyen el objeto de estudio del presente trabajo. Estos cuerpos son de gran interés debido a que son intrusiones de tipo estratificadas tales como Skaergaard (Groenlandia), Kabanga (Tanzania), Jinchuan (China) y Bjerkreim-Sokndal (Noruega), entre otras. La importancia que conlleva el estudio de éste tipo de intrusiones se debe a son portadoras de mineralizaciones, las cuales en los cuerpos intrusivos de la faja La Jovita-Las Águilas están representadas por sulfuros de Fe, Ni, Cu y Co y minerales del grupo del platino. Más allá de su significado económico, los cuerpos intrusivos estratificados presentan secuencias estratigráficas ígneas que constituyen una valiosa herramienta para el estudio de procesos y mecanismos capaces de generar estratificación ígnea, tales como cristalización fraccionada, recarga y mezcla de magmas, convección, compactación y/o fluctuaciones en las tasas de nucleación y crecimiento cristalino, entre otros. El avance en el conocimiento de este tipo de intrusiones máficas-ultramáficas requiere definir la estratigrafía ígnea de los mismos en forma detallada. Para ello, se llevaron a cabo estudios que comprendieron la determinación de relaciones de campo, yacencia, petrografía macro y microscópica, química mineral y geoquímica de roca total de las intrusiones aflorantes en la zona de estudio, lo que permitió definir diferentes unidades estratigráficas en las mismas. Se determinó que el cuerpo intrusivo Escuela Las Pircas está compuesto por cuatro unidades estratigráficas. El cuerpo intrusivo El Fierro está conformado por una única unidad estratigráfica. El cuerpo intrusivo Virorco está constituido por tres sectores estratigráficos diferentes: el sector este, representado por una única unidad, el sector central, compuesto por dos unidades, y el sector oeste, conformado por tres unidades. Por su parte, el cuerpo intrusivo Las Higueras está compuesto por dos sectores estratigráficos: el sector principal, integrado por tres unidades, y el sector marginal, representado por una única unidad. Las correlaciones estratigráficas entre estas unidades permitieron confeccionar un modelo estratigráfico ígneo conformado por dos series: la Serie Estratificada, constituida por tres zonas estratigráficas (zona no aflorante, zona de transición y zona superior) y la Serie de Borde Marginal, compuesta por dos zonas estratigráficas (zona marginal sin estratificación y la zona marginal estratificada). La génesis de la estratificación reconocida en la porción estudiada de la Serie Estratificada está vinculada a variaciones de las tasas de nucleación y crecimiento cristalino de un magma gravitacionalmente estratificado, mientras que en la Serie de Borde Marginal, es el resultado de un fuerte gradiente térmico entre el margen de enfriamiento y la roca de caja (zona marginal sin estratificación) y de variaciones composicionales y de temperatura del liquidus en el frente de cristalización (zona marginal estratificada).

La Jovita-Las Águilas mafic-ultramafic belt comprises an assemblage of igneous intrusions outcroping on the eastern slope of the Sierra Grande de San Luis. This belt extends for about 100 km in NNE-SSO direction and its width does not exceed 5 km. This work focusses on the outcrops of the southern portion of this belt, between Los Manantiales river and El Puestito stream, comprising Escuela Las Pircas, El Fierro, Virorco and Las Higueras intrusives. These bodies are of great interest owing to the fact that they are layered intrusions such as Skaergaard (Greenland), Kabanga (Tanzania), Jinchuan (China) and Bjerkreim-Sokndal (Norway), among others. The significance that entails the study of these kind of intrusions is due to the fact that they carry mineralization, which in La Jovita-Las Águilas intrusive bodies is represented by Fe, Ni, Cu and Co sulphides and platinum group minerals. Besides their economic significance, layered intrusive bodies exhibit igneous stratigraphic sequences that represent a valuable tool for studying processes and mechanisms capable of generating igneous stratification, such as fractional crystallization, magma replenishment and mixing, convection, compactation and/or nucleation and crystal grow rate fluctuations, among others. The increase in the knowledge of layered mafic-ultramafic intrusions requires defining their igneous stratigraphy in detail. To achieve this goal, these research comprised the study of field relationships, yacence, macro and microscopic petrography, mineral chemistry and bulk rock geochemistry analyses, that allowed to define different stratigraphic units. It was established that Escuela Las Pircas intrusive body is composed by four stratigraphic units. El Fierro intrusive body is formed by one stratigraphic unit. Virorco intrusive body is constituted by three different stratigraphic sectors: the east sector, represented by one unit; the central sector, composed by two units, and the west sector, constituted by three units. Las Higueras intrusive body is constituted by two stratigraphic sectors: the main sector, composed by three units, and the marginal sector, represented by one unit. The stratigraphic correlationships among these units allowed to construct an igneous stratigraphic model composed by two series: Layered Series, constituted by three stratigraphic zones (hidden zone, transition zone and upper zone) and Marginal Border Series, composed by two stratigraphic zones (unlayered marginal zone and layered marginal zone). The genesis of the layering recognized in the Layered Series studied portion is related to nucleation and crystal grow rate fluctuations in a gravitationally layered magma, while in the Marginal Border Series, it is the result of a strong temperature gradient between the chilled margin and the country rock (unlayered marginal zone) and of compositional and liquidus temperature variations in the crystallization front (layered marginal zone).