Berger, Julien

Diot, Hervé

Garrido, Leonardo

González-Jiménez, José María

Monnier, Christophe

Moral, Juan Carlos

Plissart, Gaëlle

Undetermined

Repositorio Digital Sernageomin

924Condiciones de presión y temperatura de anfibolitas en Loma de Guzmán, Sector La Cabaña, IX Región Juan Carlos Moral1, Gaëlle Plissart2, José María González-Jiménez3, Leonardo Garrido4, Christophe Monnier5, Hervé Diot5, Julien Berger6.  (1) Instituto de Ciencias de la Tierra, Ciencias, Universidad Austral de Chile  (2) Instituto de Ciencias de la Tierra, Universidad Austral de Chile  (3) Universidad de Granada (4) Universidad de Chile (5) Université de Nantes (6) Université de ToulouseIntroducción  El basamento metamórfico de la Cordillera de la Costa de Chile (32°-42°S) se divide en dos unidades geológicas: una Serie Oriental (LT-LP, localmente HT [1]) y una Serie Occidental (LT-HP, [2]), que corresponde respectivamente a partes someras y profundas del paleo-prisma de acreción chileno. Estudios metamórficos estiman condiciones de 8-9 kbar/420°C para metasedimentos en las cercanías de Valdivia [3], mientras que condiciones más altas fueron encontradas en el sector de Los Pabilos, con 10-14 kbar/500-550°C [4] en bloques de retro-eclogitas. Este último camino PT fue interpretado como un ambiente caliente presente en un sistema de subducción aún inmaduro. Finalmente se destaca la presencia de varios cuerpos ultramáficos serpentinizados, adentro de los cuales se encuentra el cuerpo de La Cabaña (38°32´S-73°18´O). Trabajos previos en estas rocas ultramáficas sugieren que se asocian a un centro de expansión desarrollado en una zona de supra subducción [5]. Recientemente, [6] evidenciaron la presencia de un ensamblaje de alta presión con olivino metamórfico, Ti-clinohumita y Ti-chondrodita, para lo cual estimaron condiciones de equilibrio de 15-25 kbar (> 50 km) para 450-650°C. Además, [7] estiman condiciones de ~600ºC/11.5 kbar para un ensamblaje compuesto de olivino metamórfico, antigorita, magnetita y dolomita, y de 400-450°C/12-14 kbar para una antigoritita. El presente trabajo investiga rocas máficas de un cuerpo de 3 km2 en la Loma Guzmán [8], a ~2 km del cuerpo ultramáfico de Centinela Bajo Norte, en rocas cajas de mica-esquistos. Esto, mediante estudios petrológicos, análisis de química mineral y condiciones metamórficas de rocas máficas cercanas al cuerpo serpentinítico de La Cabaña (IX Región). Las condiciones de equilibrio de las diferentes asociaciones mineralógicas fueron estimadas mediante: 1) geotermobarometría convencional basada sobre intercambio catiónico, 2) método multi-equilibrio usando winTWQ y 3) construcción de una pseudosección usando Perple_X, versión 6.8.1 junto con datos termodinámicos de Holland y Powell [9]. Resultados Las rocas presentan textura nematoblástica formada por clinozoisita y anfíboles prismáticos de 0.8-1 mm, con porfiroblastos de granate y biotita. Los anfíboles muestran un núcleo verde intenso (magnesio-ferro hornblenda, Fig. 1a) y bordes verdes pálido a translucidos (actinolita, Fig. 1a). Se observa retrogradación de anfíboles a clorita de tipo clinocloro-dafnita. Los granates son muy particulares, con un núcleo homogéneo, una fina zona intermedia y un importante borde de reacción homogéneo (Fig. 1b). Corresponden principalmente al tipo almandino-grosularia y muestran una zonación química caracterizada por un aumento de Ca y Mn y una disminución considerable de Mg y Fe+2 desde el núcleo hacia el borde, típico de una evolución retrograda. Los blastos de biotita no parecen zonados y se clasifican como annita. Finalmente, se observa la presencia en la matriz de ilmenita (significativamente retrogradada en titanita, Fig. 1c) junto con minerales de rutilo. Ilmenita con borde de rutilo aparece en el núcleo de los granates (Fig. 1d). Se tiene además que destacar la presencia de granos de zircón entre los 30 a 40 µm, presentes en la matriz y en los bordes o fracturas de los granates (Fig. 1b-c). Por lo tanto, se distinguen 2 asociaciones minerales: Hbl + Ep + núcleo granate + Bt + Ilm/Rt correspondiente probablemente a condiciones del peak metamórfico y Act + Chl + borde granate + Ttn +- Ms +- Zrc a condiciones retrogradas. Peak metamórfico: Para estimar estas condiciones, se utilizaron los termómetro granate-hornblenda [10] aplicado para los núcleos de granate y el contenido en TiO2 y de Ti en anfíboles cálcicos [11, 12], que entregaron respectivamente temperaturas del orden de los ~680°C, ~630°C y un rango de 501 a 577°C (Fig. 1e). La presión fue estimada a partir del contenido en Al2O3 de anfíboles [11] con resultados de ~10.83 kbar. Además, se calculó una pseudosección en el sistema MnNCKFMASHTO (Fig. 1f), a partir de una composición química efectiva calculada a partir de la moda composicional y la densidad de los minerales en lámina delgada. El campo de estabilidad del ensamblaje mineral del peak metamórfico es observado para condiciones de 542.35-639.85°C y 9.5-13 kbar. Evento de retrogradación: Para estimar estas condiciones, se utilizaron los geotermómetros basados en el contenido en AlIV en clorita de [13] y [14], entregando rangos de 300-321°C y 303-465°C (Fig.1e) respectivamente. Finalmente, los termómetros biotita-granate de [15], aplicado en su borde, y de Ti en biotita [16] indican temperaturas de 320-450°C. El geobarómetro de [17] basado en el contenido de Si de las fengitas, entrega presiones del orden de 4 a 6 kbar para los rangos de T mencionados. Además, se calcularon equilibrios locales mediante reacciones multivariantes con el software winTWQ, a partir de la asociación en equilibrio de clorita-fengita-cuarzo-H2O, que indican rangos de 8-12 kbar y 300-450°C (Fig. 1g). Discusión y Conclusión Los resultados de estimación de presión y temperaturas para las rocas máficas de la Loma Guzmán indican claramente que fueron afectadas por 2 eventos metamórficos:  9.5-13 kbar para ~600°C, para el peak metamórfico y 320 a 440°C < 8 kbar para el evento retrogrado. Las condiciones del peak sugieren un ambiente caliente para profundidades del orden de 37 km. La ausencia de zonación en el núcleo MAGM-5: Metamorfismo en la corteza925relicto del granate sugiere que se re-equilibró a temperaturas importantes (~600°C) y/o con la presencia de muchos fluidos, que permiten una difusión rápida de los elementos. Las condiciones PT estimadas para el peak ocurren típicamente al inicio de una zona de subducción, lo cual también se evidenció en otras rocas en Chile [18]. Por ejemplo, en el sector de Los Pabilos, se encuentran anfibolitas con granate con formación estimada a 550°C/13 kbar (~361 Ma con Ar-Ar en anfíbola, [4]) o 680°C/13.75 kbar (~340 Ma con Lu-Hf en granate, [19]). Es posible entonces que las rocas en estudio se formaron durante un evento comparable. Cabe destacar que las condiciones PT obtenidas son similares a las registradas por [7] en algunas serpentinitas de La Cabaña, por lo que es probable que las serpentinitas ayudaron a la exhumación tectónica de las rocas máficas estudiadas, para finalmente ser incorporadas en los metasedimentos del prisma. Este evento de retrogradación fue significativo, ya que afectó notablemente a los granates que presentan bordes muy desarrollados ricos en Mn y Ca, y núcleos aislados enriquecidos en Fe y Mg, con halos de reacción intermediario. Aunque la presencia de un borde de zonación química retrograda es común en los granates, implica generalmente un volumen de re-equilibrio de granate poco importante. En el caso presente, esta retrogradación llega en algunos granos hasta casi afectar a la totalidad del granate. Según [20], esta zonación “inversa” del granate o resorción, se produce gracias a la disponibilidad y difusión de cationes de Mn durante una etapa de retrogradación con muchos fluidos. En las rocas estudiadas, se evidenció la desestabilización de la ilmenita en titanita durante este episodio, lo que podría entonces corresponder a la fuente de Mn [21]. Además, este evento retrogrado es caracterizado por la presencia de zircones en la matriz, adentro de titanita, y como inclusiones dentro del borde del granate. También se observa crecimiento de rutilo sobre ilmenita (Fig. 1.e) por consumo de esta última durante una fase de enfriamiento [22]. Lo anterior sugiere removilización de Zr por fluidos metamórficos durante la exhumación en el prisma [23]. Las edades U/Th de zircones registradas por [23] (~283.4 Ma) en el “Blackwall” de la Cabaña son similares a las registradas por [8] (~282 Ma con K-Ar en fucsitas) por lo que el presente estudio entrega condiciones de PT de metabasitas asociadas a rocas ultramáficas en la base del prisma durante un emplazamiento caliente. Esto ofrece además la oportunidad de realizar dataciones de zircones vinculado a un metamorfismo retrogrado. Referencias [1] Aguirre, L.; Hervé, F.; Godoy, E. Distribution of metamorphic facies in Chile-an outline; Krystalinikum,1972; Vol. 9, p. 7-19. [2] Hervé, F. Late Paleozoic subduction and accretion in Southern Chile, Episodes, 11, 183– 188; 1988. [3] Glodny, J., et al. 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Línea amarilla segmentada representa variabilidad entre ambos eventos de termometría con Ti. e) Ilmenita rodeada por rutilo, dentro del núcleo almandino del granate. f) Multiequilibrio TWQ de chl-phg-qz en muestra GP 15-3. Evento de retrogradación. g) Pseudosección obtenida con software Perple_X 6.8.1. Se observan isopletas de composición modal (%wt o peso) obtenidas con Werami de los minerales pertenecientes a la lámina GP 15-2C 2A.MAGM-5: Metamorfismo en la corteza

Condiciones de presión y temperatura de anfibolitas en Loma de Guzmán, Sector La Cabaña, IX Región

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