Petrología y potencial económico de las pegmatitas ubicadas al norte del Batolito de Renca - Provincia de San Luis - Argentina

Grado: Doctoral

Autora: Julieta Wul  

Año: 2018

Directora: Dra. Teresita Montenegro  

Co-Directora: Dra. Mónica López de Luchi

Resumen:

El objetivo principal de esta tesis es el estudio de las relaciones petrológicas entre las pegmatitas y las rocas circundantes localizadas al norte del batolito de Renca, provincia de San Luis, para establecer los vínculos con el magma parental que las habría originado. Otro objetivo de esta tesis es clasificar a las pegmatitas de la región e inferir su potencial metalogenético en base a estudios mineralógicos y geoquímicos.

El área de estudio está localizada en el sector centro-este de la Sierra de San Luis, en donde afloran rocas del Complejo Metamórfico Conlara de edad ediacárica-cámbrica representadas por una secuencia de esquistos bandeados, esquistos de grano fino y en menor proporción, bancos de esquistos turmalínicos y turmalinitas. En el área también aflora una suite de granitos de tipo S de edades estimadas cámbrico-ordovícicas conformada por el Plutón La Tapera, el granito Los Alanices y el granito El Peñón. Afloran también los batolitos de Renca y Las Chacras-Potrerillos de edades devónicas. Por último, a lo largo de la fractura de carácter regional denominada Bajo de Véliz-San Felipe-El Morro aflora un conjunto de rocas máficas-ultramáficas denominado Las Cañas cuya edad se estima que estaría relacionada a procesos famatinianos.

Las pegmatitas estudiadas forman parte del grupo Villa Praga-Las Lagunas, perteneciente al distrito pegmatítico Conlara. Se han relevado pegmatitas alojadas en el Complejo Metamórfico Conlara de signatura LCT (Li, Cs, Ta) y también de signatura NYF (Nb, Y, F) alojadas en el batolito de Las Chacras-Potrerillos. Se trata de pegmatitas graníticas, concordantes y discordantes con la roca de caja y son de mineralogía simple compuesta por cuarzo, microclino, albita y muscovita como minerales principales y berilo, turmalina, granate, apatita y circón como minerales accesorios, en algunos casos se encuentra espodumeno y columbita. La mayoría de los cuerpos estudiados presentan zonación donde puede observarse las siguientes zonas: núcleo, intermedia, externa y de borde.

Se emplearon todos los criterios geológicos disponibles en esta tesis incluyendo estudios geoquímicos en muscovita y feldespato de las pegmatitas para clasificarlas y se las agrupó en clase elementos raros, subclase REL-Li (Elementos Raros-Litio), tipos berilo y complejo, y estériles a las pegmatitas de la familia LCT y en clase elementos raros, subclase REL-REE (Elementos Raros-Tierras Raras), tipo allanita-monacita a la única pegmatita estudiada de la familia NYF. El análisis de esta información permitió obtener resultados acerca del grado de fraccionamiento de las pegmatitas. Si bien los hallazgos de mineralizaciones de Nb-Ta y de espodumeno son escasos en estas pegmatitas, algunas de ellas presentan características compatibles con este tipo de mineralización que ya ha sido descripta en pegmatitas de áreas cercanas que presentan características similares a las estudiadas en esta tesis. El estudio de difracción de rayos X sobre feldespato indicó elevado grado de ordenamiento y triclinicidad, compatible con microclino bajo. En algunos casos, se observó que el más bajo grado de triclinicidad obtenido en feldespato se correspondería con pegmatitas de menor volumen y morfología de diques.

El resultado de análisis petrográficos, químicos (EPMA: microanálisis con sonda de electrones) y de isótopos de boro (SIMS: espectrometría de masa de iones secundarios) en turmalina de pegmatitas NYF y LCT, granito Los Alanices, esquistos con turmalinas y turmalinitas del Complejo Metamórfico Conlara permitieron clasificar a la turmalina dentro de la serie chorlo-dravita y estudiar sus variaciones composicionales químicas e isotópicas dentro de cada cristal.

El contenido de boro que llevó a la cristalización de turmalina en las pegmatitas estudiadas se relacionaría con la fusión parcial de los metasedimentos del Complejo Metamórfico Conlara. Datos químicos e isotópicos indican que dichas rocas serían la fuente de los leucomonzogranitos y monzogranitos muscovítico-biotítico de los cuales derivarían los líquidos pegmatíticos. El aporte de boro a ese fundido granítico original provendría de las micas que intervinieron en las reacciones de fusión parcial y probablemente también de reacciones involucrando turmalina. Las condiciones de P y T necesarias para fusión parcial se alcanzaron en un nivel cortical no expuesto. La presencia de rocas máficas de probable edad ordovícica como el gabro de las Cañas podría indicar una posible fuente de calor.

Las edades de enfriamiento de las pegmatitas LCT sugieren una historia de enfriamiento común con el encajante metamórfico. La relación del emplazamiento/deformación indica que estas pegmatitas son sin a tardío cinemáticas respecto de D₃, un evento de plegamiento y desarrollo de foliación de edad ordovícica temprana.

Abstract:

The main objective of this thesis was focused on the study of petrology relations between pegmatites and surrounding rocks located at the north of Renca batholith, San Luis province, to establish connections with the parental magma that originated them. Other important aim of this thesis is oriented to classify and infer the metallogenic potential of those pegmatites through mineralogical and geochemical studies.

The area of study is located at the center-east part of Sierra de San Luis. Rock outcrops here belong to the Conlara Metamorphic Complex of ediacaran-cambrian ages represented by sequences of banded schists, fine grained schists and in less proportion layers of tourmaline schists and tourmalinites. Also in this area there are outcrops of S-type granites of cambric-ordovicic estimated ages, composed by La Tapera Pluton, Los Alanices granite and El Peñón granite. Moreover, granites of devonic ages are located in the area, they are Renca and Las Chacras-Potrerillos batholiths. Additionally, along the regional strip denominated Bajo de Véliz-San Felipe-El Morro there is an outcrop of mafic-ultramafic rocks named Las Cañas, whose age is unknown but is estimated to be related to famatinian processes.

The studied pegmatites belong to the Villa Praga-Las Lagunas group, Conlara pegmatitic distirct. Pegmatites of LCT (Li, Cs, Ta) signature located in the Conlara Metamorphic Complex and pegmatites with NYF (Nb, Y, F) signature from Las Chacras-Potrerillos batholiths were sampled. This set of pegmatites is granitic and it is concordant and discordant with the host rock. They have simple mineralogy composed by quartz, microcline, albite and muscovite as main minerals. Accessory minerals are beryl, tourmaline, garnet, apatite and zircon, in some cases there are spodumene and columbite. Most of these pegmatites have zonation with a core, intermediate, wall and border zone.

All available geological features including muscovite and feldspar geochemistry were carried out in these pegmatites to classify them, and they were grouped in rare elements class, REL-Li subclass (Rare Elements-Lithium), beryl and complex type and barren for pegmatites of LCT petrogenetic family and in rare elements class, REL-REE (Rare Elements-Rare Earth) subclass, allanite-monacite type, to the only pegmatite of NYF petrogenetic family analyzed. This information was useful to infer the fraccionation of the pegmatites. To the moment it is scarce the Nb-Ta and spodumene mineralization in these pegmatites, but some of them have compatible characteristics with this kind of minerals that have been described in others pegmatites near this area. The X ray diffraction carried out in feldspars indicate a high ordering degree and triclinicity, compatible with low microcline. In some cases, it was observed that the lowest degree of triclinicity obtained in feldspar would correspond with pegmatites of smaller volume and dike morphology.

Petrographic, chemical (EPMA: electron microprobe analyzer) and isotopic (SIMS: secondary ion mass spectrometry) analyses carried out in tourmaline from NYF and LCT pegmatites, Los Alanices granite, tourmaline schist and tourmalinite from Conlara Metamorphic Complex  led to study compositional and isotopic variations in each crystal. They were grouped as belonging to the schorl-dravite series according to the chemical composition.

The boron content that led the crystallisation of tourmaline in the pegmatites studied would be related to the partial fusion of metasediments of the Conlara Metamorphic Complex. Chemical and isotopic data indicate that these rocks would be the source of the muscovitic-biotitic leucomonzogranites and monzogranites from which pegmatitic liquids would derivate. The contribution of boron to that original granite melt would come from the micas that participated in the partial fusion reactions and probably also from reactions involving tourmaline. The P and T conditions necessary for partial melting were achieved at a non-exposed cortical level. The presence of mafic rocks of probable ordovician ages such as the gabbro de las Cañas could indicate a possible heat source.

The cooling ages of the LCT pegmatites suggest a common cooling history with the metamorphic host rocks. The relation of the emplacement/deformation indicates that these pegmatites are syn to post kinematic with respect to D₃, an early folding and foliation development event of the early ordovician age.