Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

13
Acta geológica lilloana 21 (1): 21–33, 2008 21 Distribución de tierras raras y elementos traza como indicadores de evolución y potencial mineralizador en los granitos La Quebrada (sierra de Mazán), San Blas y Huaco (sierra de Velasco), La Rioja, Argentina R E S U M E N Se estudiaron tres granitos en las sierras de Mazán y Velasco (provincia de La Rioja), todos ellos asociados a mineralizaciones de estaño y wolframio. Sumado a características tectónicas, mineralógicas y nivel de emplazamiento, el enriquecimiento de algunos elementos traza y el empobrecimiento de otros indican el potencial mineralizador de los granitos. Diversos autores han determinado un comportamiento especial de las tie- rras raras llamado efecto tetrada que se manifiesta en rocas graníticas peraluminosas fuertemente diferenciadas asociadas a mineralización. El estudio de las tierras raras muestra diseños característicos de granitos relacionados con fluidos hidrotermales en las últimas etapas de la cristalización magmática. Esto se comprueba en los granitos La Quebrada, Huaco y la facies aplítica del San Blas ya que presentan un efecto tetrada visible T 1 , 3 . PALABRAS CLAVE: Tierras raras, efecto tetrada, granitos mineralizados, sierras de Velas- co y Mazán. A B S T R A C T “Rare earth and trace element distribution as indicators of the evolution and mineralizing potential of the La Quebrada (Sierra de Mazán), San Blas and Huaco (Sierra de Velasco) granites, La Rioja, Argentina”. Three granites were studied in the sierras of Mazán and Velasco (La Rioja Province, Argentina), all of them associated with tin-tungsten mineral- ization. In addition to their geotectonic setting, mineralogy and emplacement level, the enrich- ment of certain trace elements and the impoverishment of others provide information about the mineralization potential of the granites. Several authors have determined a special behavior of the rare earth elements called tetrad effect that is manifested in strongly differentiated and peraluminous granitic rocks associated to mineralization. The study of the rare earth elements shows characteristic patterns of granites related with hydrothermal fluids in the last stages of magmatic crystallization. This is verified in the La Quebrada and Huaco granites and in the San Blas aplitic facies, as they show evident T 1 , 3 tetrad effects. KEYWORDS: Rare earth elements, tetrad effect, mineralized granites, sierras of Velasco and Mazán. Báez, Miguel A. 1-3 ; Ana S. Fogliata 1-2 y Fernando G. Sardi 1-3 1 Facultad de Ciencias Naturales e I.M.L., Universidad Nacional de Tucumán. 2 Instituto de Mineralogía y Petrografía, Fundación Miguel Lillo. 3 INSUGEO (Instituto Superior de Correlación Geológica, CONICET) [email protected]; [email protected]; [email protected] Recibido: 30/06/08 – Aceptado: 20/07/08 INTRODUCCIÓN En el noreste de la provincia de La Rioja se ubican las sierras de Mazán y Velasco, que pertenecen a la provincia morfoestructu- ral Sierras Pampeanas Occidentales (Ramos, 1999). Se caracterizan por tener una orien- tación submeridiana y estar limitadas por fallas de alto ángulo en su ladera oriental. En la sierra de Mazán afloran granitos post- orogénicos del Paleozoico asociados a depó- sitos de estaño y wolframio con alteración hidrotermal tipo greisen (Keidel y Schiller, 1913; Schalamuk et al ., 1989; Fogliata, 1999; Fogliata y Ávila, 2001) mientras que en el sector norte de la sierra de Velasco se emplazan granitos postorogénicos carbonífe- ros (Báez et al., 2004) asociados a estaño aluvional (Cravero, 1983) y en el sector cen- tral granitos carboníferos asociados a peg-

Transcript of Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

Page 1: Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

Acta geológica li l loana 21 (1): 21–33, 2008 21

Distribución de tierras raras y elementos traza comoindicadores de evolución y potencial mineralizador enlos granitos La Quebrada (sierra de Mazán), SanBlas y Huaco (sierra de Velasco), La Rioja, Argentina

R E

S

U

M

E

N — Se estudiaron tres granitos en las sierras de Mazán y Velasco (provincia

de La Rioja), todos ellos asociados a mineralizaciones de estaño y wolframio. Sumado acaracterísticas tectónicas, mineralógicas y nivel de emplazamiento, el enriquecimiento dealgunos elementos traza y el empobrecimiento de otros indican el potencial mineralizadorde los granitos. Diversos autores han determinado un comportamiento especial de las tie-rras raras llamado efecto tetrada que se manifiesta en rocas graníticas peraluminosasfuertemente diferenciadas asociadas a mineral ización. El estudio de las tierras rarasmuestra diseños característicos de granitos relacionados con fluidos hidrotermales en lasúltimas etapas de la cristalización magmática. Esto se comprueba en los granitos LaQuebrada, Huaco y la facies aplítica del San Blas ya que presentan un efecto tetrada visibleT1,3.

PALABRAS CLAVE: Tierras raras, efecto tetrada, granitos mineralizados, sierras de Velas-co y Mazán.

A B

S

T

R

A

C

T — “Rare earth and trace element distribution as indicators of the evolution and

mineralizing potential of the La Quebrada (Sierra de Mazán), San Blas and Huaco (Sierra deVelasco) granites, La Rioja, Argentina”. Three granites were studied in the sierras of Mazánand Velasco (La Rioja Province, Argentina), all of them associated with tin-tungsten mineral-ization. In addition to their geotectonic setting, mineralogy and emplacement level, the enrich-ment of certain trace elements and the impoverishment of others provide information aboutthe mineralization potential of the granites. Several authors have determined a special behaviorof the rare earth elements called tetrad effect that is manifested in strongly differentiated andperaluminous granitic rocks associated to mineralization. The study of the rare earth elementsshows characteristic patterns of granites related with hydrothermal fluids in the last stagesof magmatic crystallization. This is verified in the La Quebrada and Huaco granites and in theSan Blas aplitic facies, as they show evident T1,3 tetrad effects.

KEYWORDS: Rare earth elements, tetrad effect, mineralized granites, sierras of Velascoand Mazán.

Báez, Miguel A.1-3; Ana S. Fogliata1-2 y Fernando G. Sardi1-3

1 Facultad de Ciencias Naturales e I.M.L., Universidad Nacional de Tucumán.2 Instituto de Mineralogía y Petrografía, Fundación Miguel Lil lo.3 INSUGEO (Instituto Superior de Correlación Geológica, CONICET)[email protected]; [email protected]; [email protected]

Recibido: 30/06/08 – Aceptado: 20/07/08

INTRODUCCIÓN

En el noreste de la provincia de La Riojase ubican las sierras de Mazán y Velasco,que pertenecen a la provincia morfoestructu-ral Sierras Pampeanas Occidentales (Ramos,1999). Se caracterizan por tener una orien-tación submeridiana y estar limitadas porfallas de alto ángulo en su ladera oriental.En la sierra de Mazán afloran granitos post-

orogénicos del Paleozoico asociados a depó-sitos de estaño y wolframio con alteraciónhidrotermal tipo greisen (Keidel y Schiller,1913; Schalamuk et al., 1989; Fogliata,1999; Fogliata y Ávila, 2001) mientras queen el sector norte de la sierra de Velasco seemplazan granitos postorogénicos carbonífe-ros (Báez et al., 2004) asociados a estañoaluvional (Cravero, 1983) y en el sector cen-tral granitos carboníferos asociados a peg-

Page 2: Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

M. A. Báez et al.: Tierras raras y elementos traza como indicadores de evolución22

matitas con berilo (Ricci, 1971; Sardi,2005) y a vetas de cuarzo con wolframita(De Alba, 1979).

El objetivo de este trabajo es estudiar ladistribución de las tierras raras y de otroselementos traza considerados como indicado-res de potencial mineralizador y grado deevolución en los granitos fértiles, estable-ciendo comparaciones entre estos intrusivos.Ellos corresponden a los granitos La Quebra-da de la sierra de Mazán y San Blas y Huacode la sierra Velasco (figura 1).

Los análisis geoquímicos fueron realiza-dos en Canadá por Acme Analytical Labora-torios S. A.. Los elementos mayoritarios, tra-za y tierras raras se analizaron por ICP-MS.Para estudiar el patrón de distribución de lastierras raras se aplicó el método propuestopor Irber (1999).

GEOLOGÍA REGIONAL

La sierras de Velasco y Mazán pertenecena la provincia geológica de Sierras Pampea-

Figura 1. Bosquejo geológico del área de estudio (con recuadros indicando valores típicos delefecto tetrada en los granitos estudiados).

Page 3: Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

Acta geológica li l loana 21 (1): 21–33, 2008 23

nas, definida por González Bonorino (1950)como bloques de sierras elevados sobre fa-llas inversas, basculados con pendientes ten-didas en dirección del plano de falla yabruptas en la dirección opuesta. Asimismo,se ubican en la Zona Batolítica Central se-gún Toselli y Rossi (1986), lo que correspon-dería a Sierras Pampeanas Occidentales se-gún Ramos (1999), caracterizada por unimportante volumen de intrusiones graníticasen una roca de caja metamórfica que cuentacon escasos afloramientos.

Por otra parte, la sierra de Mazán y elsector norte de la sierra de Velasco se en-cuentran dentro del Cinturón Central definidopor Toselli et al. (2002), el cual se caracte-riza por contener granitoides porfiroides yequigranulares de carácter peraluminoso(ASI: 1,10-1,70), calcoalcalino, tardíos oro-génicos, con levantamiento post-colisionalen una caja constituida por rocas metamórfi-cas de bajo grado. A su vez, la faja “famati-niana” definida por Pankhurst et al. (2000)abarca el cinturón señalado cuyas rocasmagmáticas tienen edades calculadas segúnmétodo SHRIMP U-Pb entre 465-504 Ma.

GEOLOGÍA DE LAS SIERRASDE MAZÁN Y VELASCO

La sierra de Mazán es un cordón monta-ñoso de orientación casi norte-sur. Las rocasmás antiguas corresponden a la FormaciónLa Cébila (González Bonorino, 1951), cons-tituida por filitas de cuarzo y muscovita conesquistosidad predominante noroeste-sudestee inclinaciones entre 50º y 55º al este queafloran principalmente al sur y al oeste dela sierra. Recientemente, la Formación LaCébila ha sido datada con fósiles marinosdando una edad ordovícica inferior (Verdec-chia et al., 2007).

Estas rocas están intruidas por el granitoMazán (Fogliata y Ávila, 1997) del Ordovíci-co-Silúrico (Stipanicic y Linares, 1975) desa-rrollándose al sur de la sierra una faja milo-nítica de contacto (Toselli y Toselli, 1990).Es un granito porfírico que constituye la rocade caja de los depósitos metálicos de estañoy wolframio. En la zona aflora otro granito

de textura inequigranular llamado La Que-brada por Fogliata y Ávila (1997), de posi-ble edad carbonífera que intruye al granitoMazán. Asimismo existen en la sierra rocasfilonianas como pegmatitas, diques graníti-cos, aplitas graníticas y de cuarzo (Fogliata,1999). El Terciario corresponde a areniscasde la Formación Salicas y el Cuaternario asedimentos de la Formación Coneta del Ho-loceno Inferior y a sedimentos fluviales yeólicos del Holoceno Superior.

La sierra de Velasco está compuesta prin-cipalmente por rocas graníticas que presen-tan marcadas diferencias en sus niveles deintrusión, deformación, composición quími-ca y edades de cristalización. En el faldeooriental afloran metamorfitas de bajo a muybajo grado correlacionables con la Forma-ción La Cébila.

Los granitoides de la sierra de Velascotienen edades contrastantes que varían desdeel Ordovícico Inferior al Carbonífero Infe-rior. La sierra presenta zonas afectadas porun metamorfismo dinámico que actuó enfajas de rumbo submeridianal, las cuales for-man parte de una faja de deformación deno-minada TIPA (Tinogasta – Pituil – Antinaco)definida por López y Toselli (1993), la cualse extiende desde la sierra de Copacabana,ubicada al noroeste del área estudiada hastala sierra de Velasco. El flanco occidental dela sierra está conformado por granitoidesdeformados en distintos grados, mientras queen el sector central y norte predominan sie-no y monzogranitos porfiroides de dos micasno deformados (Báez et al., 2005). Al surafloran granodioritas y tonalitas con biotita,hornblenda y titanita, indicando una génesisdiferente al resto de la sierra (Bellos, et al.,2002). En el extremo norte y en el sectorcentral de la sierra de Velasco afloran losgranitos no deformados de San Blas y Hua-co, respectivamente.

Las rocas sedimentarias en la sierra deVelasco están poco representadas. En el sec-tor central y sur aparecen areniscas de laFormación Libertad del Carbonífero Superiory las Formaciones Sauces y Prudencia deedad pérmica (Amos y Zardini, 1962). ElTerciario está representado al norte de la

Page 4: Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

M. A. Báez et al.: Tierras raras y elementos traza como indicadores de evolución24

sierra por la Formación Salicas y sedimentoscuaternarios aluviales.

GRANITOS LA QUEBRADA,SAN BLAS Y HUACO

Los principales afloramientos del granitoLa Quebrada aparecen en el Cerro Mazán(norte de la Sierra de Mazán) y sobre la mi-tad sur de la ladera oriental (lugar conocidocomo Estación Vieja). Es un cuerpo postectó-nico de emplazamiento somero. Tiene unacomposición monzogranítica, es de colorrosado a blanco amarillento, textura inequi-granular de grano medio a fino que intruyeal granito porfírico Mazán y está compuestopor cuarzo, microclino, plagioclasa (albita),muscovita, apatito, circón, turmalina, mo-nacita, escasa andalucita y opacos como pi-rita y arsenopirita (Fogliata, 1999). Estegranito presenta venas pegmatíticas congrandes cristales de turmalina sobre todo enla zona de la Estación Vieja (figura 2A).

El granito San Blas aflora al norte de laladera occidental de la sierra de Velasco. Esun cuerpo postectónico con evidencias dealto nivel de emplazamiento. En él se han re-conocido una facies central y una de borde.La facies central fue estudiada principal-mente en el área denominada Casa Pintada.Se trata de un granito de color amarillo, detextura porfírica compuesto por cuarzo, me-gacristales de microclino pertítico, plagio-clasa, biotita, circón, esfena y fluorita. En lazona se observan miarolas de 6 a 8 cm dediámetro de cuarzo-turmalina y venas aplíti-cas de 0,40 a 0,50 m de espesor con una co-rrida aproximada de 100 metros. Están com-puestas por cuarzo, plagioclasa, feldespatopotásico (microclino) y apatito. Presentanmicrovenillas de biotita y turmalina (figura2B).

El granito Huaco corresponde a un cuer-po semi-elipsoidal aflorante al norte y aleste del Bolsón de Huaco, en el sector centralde la sierra de Velasco. La roca de caja re-conocida del granito Huaco es de dos tiposlitológicos: metamorfitas de la FormaciónLa Cébila hacia el este y sudeste del plutón,y granitoides atribuidos al Ordovícico con

diferentes grados de deformación hacia elnoroeste, oeste y sudoeste.

El granito Huaco corresponde a un cuer-po postectónico de intrusión somera. Tienetextura porfírica y carece de deformación.Los megacristales consisten en microclinopertítico, cuyo tamaño puede alcanzar enalgunos casos hasta 12 cm de longitud (figu-ra 2C). La matriz está compuesta esencial-

Figura 2. A) Granito Mazán (GM), GranitoLa Quebrada (GLQ) y pegmatita de cuarzo-turmalina (Peg.). B) Facies central (F.c.) yFacies aplítica (F.ap.) del Granito San Blas. C)Granito Huaco (GH).

Page 5: Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

Acta geológica li l loana 21 (1): 21–33, 2008 25

mente por cuarzo, microclino, plagioclasa,biotita, muscovita, apatito y circón. La com-posición de la roca es sieno a monzogranito(Grosse y Sardi, 2005).

Las edades de cristalización de los grani-tos San Blas y Huaco corresponden al Car-bonífero inferior (Tabla 1). Si bien el granitoLa Quebrada no cuenta aún con la determi-nación de una edad absoluta, la intrusión enel granito Mazán y la falta de deformaciónpermiten inferir, con ciertas reservas, que elmagmatismo que originó el granito La Que-brada habría tenido lugar durante el Paleo-zoico Medio-Superior.

ASOCIACIÓN Y MINERALIZACIÓNASOCIADA A LAS ROCAS GRANÍTICAS

En la sierra de Mazán la mineralizaciónmetalífera consiste en depósitos tipo greisende estaño y wolframio. Son depósitos veti-formes como La Descubridora (Sn) y Yana-coya (W) y en venillas en greisen, tal es elcaso de Perseverancia (W). La mineraliza-ción se observa diseminada, siendo la para-génesis de mena casiterita y wolframitaacompañada de scheelita, calcopirita, arse-nopirita, pirita, esfalerita, ilmenorutilo, he-matita, escorodita y yeso (Fogliata y Ávila,2001).

La alteración hidrotermal del tipo greise-nización afecta principalmente al granitoporfírico Mazán, que es la roca de caja de losdepósitos. También se desarrolla como fajasen el contacto de éste con el granito La Que-brada y en las salbandas de las vetas de cuar-zo. Se desarrolla de manera pervasiva y deintensidad moderada a fuerte, enmascarandototalmente la textura original del granito en

numerosos casos, en otros sólo pueden obser-varse algunos minerales primarios. Se handefinido dos tipos de greisen según la compo-sición mineralógica, modal y química: cuar-zo-muscovita-turmalina y muscovita-cuarzo-topacio-turmalina (Fogliata y Ávila, 2001).

En la zona norte de la sierra de Velascodonde aflora el granito San Blas, Cravero(1983) ha reconocido una mineralizaciónaluvional de estaño con rodados de casiteri-ta en los alrededores del puesto de Casa Pin-tada y un filón de cuarzo-ortosa-muscovita-turmalina donde se determinó un contenidode 6% Sn. Por otro lado, en la quebrada deCabra Muerta, ubicada al noroeste del pues-to de Casa Pintada, aflora una veta de cuar-zo y turmalina. Tiene rumbo norte-sur e in-clinación subvertical con una potencia de0,80 m y una corrida irregular. En ésta sehan encontrado cristales de hematita disemi-nados y se observan escombreras de una an-tigua labor. En ese lugar, Cravero (1983)menciona una muestra de la veta con 250ppm de Sn, obtenida cerca de un antiguodestape de donde se extrajo un pequeño bol-són con casiterita.

En cuanto a la alteración hidrotermal, enla facies central del granito San Blas se hareconocido una alteración pervasiva selecti-va. Está representada por clorita secundaria,producto de alteración parcial de las bioti-tas, desde sus bordes o con un reemplazototal en otros casos. En la facies aplítica laalteración hidrotermal se manifiesta en mi-crovenillas compuestas por biotita anhedraly turmalina que aparecen sobreimpuestassobre los minerales primarios de composi-ción granítica. La paragénesis de alteracióncorresponde a: clorita y biotita-turmalina.

Tabla 1. Edades de los plutones San Blas y Huaco.

Granito

San Blas

Huaco

Edad (Ma) Método Material analizado Referencias

334±5

340±3

350±5 y 358±5

354±4

U/Pb (convencional)

U/Pb SHRIMP

U/Pb (convencional)

U/Pb LA-ICP-MS

Circones

Circones

Monacitas

Circones

Báez et al. (2004)

Dalquist et al. (2006)

Grosse et al. (2008)

Söllner et al. (2007)

Page 6: Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

M. A. Báez et al.: Tierras raras y elementos traza como indicadores de evolución26

El granito Huaco está relacionado espa-cial y genéticamente a pegmatitas zonadasportadoras de berilo (Sardi, 2005). Las peg-matitas pertenecen a la clase de elementosraros, tipo berilo, subtipo berilo-columbita-fosfato y corresponden a la familia petrogé-netica híbrida LCT-NYF (Sardi y Grosse,2005).

Además, el granito Huaco aflora en lasinmediaciones del depósito “Las Diaguitas”,antigua mina subterránea con una labor derumbo N 320º, la cual está parcialmentederrumbada y cubierta con material aluvio-nal. El contenido mineralógico de “Las Dia-guitas”, de acuerdo a De Alba (1979), inclu-ye cuarzo, wolframita (con 71,5% de WO3),turmalina, molibdenita, magnetita, pirita,bismuto y escasa calcopirita. El material deescombreras presenta cristales de wolframitaidiomórfica y subidiomórfica. La wolframitase encuentra asociada a cuarzo y/o granateidiomórfico.

CARACTERIZACIÓN GEOQUÍMICA

En la Tabla 2 se presentan los análisisgeoquímicos realizados para los granitos LaQuebrada, San Blas y Huaco. En ella se in-cluyen el promedio del granito La Quebrada(Fogliata, 1999) y el promedio del granitoSan Blas (Toselli et al., 2006).

El granito La Quebrada es rico en SiO2con altos valores en Na2O y bajos en CaO, esperaluminoso con tendencia calcoalcalina(Fogliata y Ávila, 2001).

La facies central del granito San Blas esrica en SiO2 y K2O, de tendencia calcoalcali-na y débilmente peraluminosa. En cuanto ala facies aplítica de San Blas presenta altosvalores en SiO2 y Na2O, y bajos en CaO, co-rresponde a un granito peraluminoso.

El granito Huaco es un cuerpo rico enSiO2 y K2O, alcalino-cálcico a levementecalco-alcalino y moderada a débilmente pe-raluminoso (Grosse et al., 2008).

Figura 3. Diagrama de multielementos normalizado a granito normal según Krauskopf (1967en Kamilli y Criss, 1996).

Page 7: Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

Acta geológica li l loana 21 (1): 21–33, 2008 27

Tabla 2. Elementos mayores (%), elementos traza y tierras raras (ppm), de los granitos LaQuebrada; promedio granito La Quebrada (Fogliata, 1999); granito San Blas; promedio granitoSan Blas (Toselli et al., 2006 ); granito Huaco; promedio granito Huaco.

M103

SiO2

Al2O3

Fe2O3

MgOCaO

Na2OK2OTiO2

P2O5

MnOLOIBaBeCoCsGaHfNbRbSnSrTaThTlUVWZrYKLaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLu

A/CNKRb/SrK/RbΣREE

Eu/Eu*T1

T3

T1,3

Promedio SB104 SB105 Promedio 6587 6590 Promedio

Granito La Quebrada Granito San Blas Granito Huaco

F. Central F. Aplítica

74,3714,711,45

0,0040,334,363,870,06

0,2630,040,531

0,451,622,50,920,251141

16,32,61,50,21,6<8

10,913,84,3

32.1261,94,20,592,10,70,020,550,120,720,10,360,070,670,11,20

31,3462,8

12,180,0981,0871,3861,228

75,8013,80,660,050,373,943,7

0,0530.24

0.0461,148-

1,437,8

-2-

47018.6

-4,341.76

-4,34

-5.8

---

2,245-5

0.740.2

-0.5

1,260.2

--------

74,511,82,750,040,82,995,240,13

0,0230,041,753150,81,427,49,274,5

547,913167,957,8

110,9<86,5

218,2105,343.49989,4

185,323,6183,6

16,730,4

14,772,93

18,263,4510,41,579,61,221,0

34,2479,3

461,240,0771,0551,1331,094

76,6613,28

1,70,220,695,031,720,28

0,2530,020,1395

1,119,4196,731,226117720,24,637,10,33,59

9,6211,723,7

14.27813,931,64,1715,73,940,223,860,825,010,832,420,412,510,331,1812,954,7

85,720,1721,0721,2531,159

73.2113.62.170.380.943.234.870.280.160.06

-16710.343.7

-235.535.54489.2849

10.436.6

-6.7224-

16053-

37.9784.549.76

36.918.300.657.321.458.871.775.460.905.740.82

---

210,46----

73,9413,222,570,240,882,885,320,230,150,070,98

184,51081

36,6024

6,8044,804571946

11,6044,50

315,60

8-

22165

44.16347,40107

12,8045,8010,900,829,541,9512

2,255,990,975,580,741,099,9397

263,730,25

1,1421,1391,140

73,9912,812,280,300,912,794,910,220,220,040,961811770

21,1020

10,5029,803431248

9,1329,202,69

10,3010,50

-18138

40.76030,02

868,27

29,606,980,736,231,287,361,232,960,442,570,331,117,151191840,34

1,2861,2101,247

70,6514,233.080,401,013,185,240,370,320,07

-211,6

-----

34,54414

-56,7

-28,56

----

238,4638,26

--

67,6-------------

---

Page 8: Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

M. A. Báez et al.: Tierras raras y elementos traza como indicadores de evolución28

Los valores de aluminosidad A/CNK paralos tres granitos del área de estudio indicanque todos son peraluminosos con valoresmayores a 1,1 para el granito La Quebraday la facies aplítica de San Blas (Tabla 2).

Es conocida la relación que existe en lavariación en los contenidos de algunos ele-mentos traza consideradas como indicadoresde potencial mineralizador en las rocas gra-níticas. Existen numerosos trabajos al respec-to (Tischendorf et al., 1972 en Tischendorf,1977; Tauson y Kozlov, 1973; Dall Agnol etal., 1994). En las áreas de estudio se anali-zaron en los tres granitos los siguientes ele-mentos traza indicadores: Sn, W, U, Rb, Bay Sr (Tabla 2). Se proyectaron en un diagra-ma de multielementos (figura 3) los conteni-dos de algunos elementos trazas normaliza-dos con un granito normal según Krauskopf(1967 en Kamilli y Criss, 1996), donde seobserva lo siguiente:

Los valores de Sn son superiores en lostres granitos estudiados a los contenidos nor-males de las rocas graníticas observándoseque los mayores valores corresponden a lafacies aplítica del granito San Blas y al gra-nito La Quebrada.

El contenido de W es mayor a los valoresde los granitos normales en el granito LaQuebrada, el granito San Blas y la faciesaplítica de éste. No se cuenta con valores deW para el granito Huaco.

En cuanto al U, el granito La Quebrada yla facies aplítica del granito San Blas pre-sentan contenidos normales para este tipo deroca (4,8 ppm según Krauskopf, 1967, enKamilli y Criss, 1996). Los mayores valoresse observan en la facies central del granitoSan Blas y en el granito Huaco que presentamayor enriquecimiento en este elemento. Loscontenidos de Th+U son de 3,1 ppm para elgranito La Quebrada, 68,7 ppm para la fa-cies central y 40,6 ppm para la facies aplíti-ca del granito San Blas y 47,5 y 31,9 ppmpara el granito Huaco, siendo los valores delos granitos San Blas y Huaco mayores alvalor de Clarke de 21 ppm para rocas graní-ticas (Scheepers, 2000).

El enriquecimiento en Rb es otro indica-dor de potencial mineralizador en las rocasgraníticas. El contenido de este elemento enlas muestras estudiadas supera en todos loscasos los valores normales para un granitosegún Tischendorf (1977).

Figura 4. Diagrama Rb-Ba-Sr El Bousely y El Sokkary (1975).

Page 9: Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

Acta geológica li l loana 21 (1): 21–33, 2008 29

Con respecto al Ba, se observa un empo-brecimiento en este elemento en todos losgranitos estudiados. Ellos presentan conteni-dos inferiores a los valores normales de Bapara un granito. La mayor disminución deeste elemento corresponde al granito La Que-brada y a las dos facies del granito SanBlas.

En cuanto a los valores de Sr en todos losgranitos estudiados se observa un fuerte em-pobrecimiento, observándose que todos loscontenidos son inferiores a los valores de Srnormales para un granito.

Proyectando los contenidos de las mues-tras estudiadas en el diagrama ternario Rb,Ba y Sr (figura 4) modificado de El Bouselyy El Sokkary (1975) se observa que todos losvalores caen dentro del campo de los grani-tos fuertemente diferenciados, aunque el gra-nito La Quebrada y ambas facies del granitoSan Blas presentan mayor diferenciación queel granito Huaco.

Las relaciones de algunos de los elemen-tos traza fueron volcadas en los diagramasBa/Rb y Sr/Rb de las figuras 5A y 5B (Tau-son y Kozlov, 1973; Dall Agnol et al., 1984;

Figura 5. A) Diagrama Ba-Rb. B) Diagrama Sr-Rb (Tauson y Kozlov, 1973; Dall Agnol etal., 1984; Dall Agnol et al., 1994).

Page 10: Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

M. A. Báez et al.: Tierras raras y elementos traza como indicadores de evolución30

Dall Agnol et al., 1994). En ellos se observaque la mayoría de las muestras analizadascaen en el campo de los granitos fértiles.Asimismo, en la Tabla 2 se muestra la rela-ción K/Rb para los tres granitos estudiados.Una relación K/Rb < 100 corresponde agranitos estanníferos y granitos minerali-zados (Tischendorf, 1977; Olade, 1980).

Tierras Raras.— Los elementos de tierrasraras han sido utilizados como herramientade exploración en granitos mineralizados ycon alteración hidrotermal (Irber, 1999; Tak-ahashi et al., 2002; Monecke et al., 2002). Los contenidos de tierras raras totales enlos granitos estudiados varían entre 85,72 y461,24 ppm para el granito San Blas, 12,18ppm para el granito La Quebrada y entre263,73 ppm y 184 ppm en el granito Huaco.Las relaciones LaN/LuN normalizadas al con-drito C1 (según Anders y Grevesse, 1989) sonpara el granito Huaco (6,8 y 9,8), para elgranito San Blas (4,5 y 7,8), mientras que lamenor relación corresponde al granito LaQuebrada (2,03).

Las anomalías de Eu, calculadas a travésde la expresión Eu/Eu* = EuN/(SmN xGdN)½, en todos los casos son negativas, convalores de 0,098 para el granito La Quebra-da, 0,077 y 0,172 para San Blas y 0,25 y

Figura 6. Diagrama de Tierras Raras normalizada al condrito C1 (Anders y Grevesse 1989)donde se observa el efecto tetrada en las muestras estudiadas.

0,34 para el granito Huaco (Tabla 2).En el diagrama de representación de las

tierras raras normalizadas al condrito C1(según Anders y Grevesse, 1989) se observaque los diseños son paralelos entre la faciescentral del granito San Blas y el granitoHuaco. Por otra parte, se asemejan los dise-ños del granito La Quebrada con la faciesaplítica del granito San Blas, mostrando unaumento en tierras raras pesadas más mar-cado en el granito La Quebrada.

En la figura 6 se destaca un patrón dedistribución llamado efecto tetrada. La pre-sencia de este efecto en rocas graníticas, su-mado a otras características geoquímicaspermite evaluar su grado de evolución y laasociación con un sistema hidrotermal (Ir-ber, 1999).

Este efecto puede causar una separaciónen el patrón de tierras raras normalizada acondrito en cuatro segmentos llamados tetra-das (T1: La, Ce, Pr, Nd; T2: Sm, Eu, Gd; T3:Gd, Tb, Dy, Ho, y T4: Er, Tm, Yb, Lu). Lossegmentos pueden ser cóncavos o convexos ygenerar un patrón de distribución lantánidaen forma de M o en forma de W respectiva-mente (Masuda e Ikeuchi, 1987).

Para cuantificar el efecto tetrada utiliza-mos el método propuesto por Irber (1999),especialmente desarrollado para rocas gra-

Page 11: Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

Acta geológica li l loana 21 (1): 21–33, 2008 31

níticas, el cual determina la desviación de unpatrón de tierras raras con efecto tetrada apartir de un patrón hipotético de tierras ra-ras sin dicho efecto. De las cuatro tetradas,sólo la primera y la tercera se usan para lacuantificación. Este método considera quepara que el efecto tetrada esté presente, losvalores calculados combinando la primera ytercera tetrada deben se mayores a 1,1.

El patrón de tierras raras normalizado acondrito C1 (Anders y Grevesse, 1989) mues-tran un “efecto tetrada” con valores de T1,3=1,228 para el granito La Quebrada, 1,159para una facies aplítica del plutón San Blas y1,14, 1,24 para el granito Huaco. Es intere-sante resaltar que el plutón San Blas en lazona de Casa Pintada presenta valores de T1,

3 menores a 1,1 sin un efecto tetrada visible.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

Los granitos La Quebrada, San Blas yHuaco corresponden a cuerpos intrusivospostorogénicos emplazados durante el carbo-nífero en el ambiente de Sierras PampeanasOccidentales y asociados a mineralizaciónestanno- wolframífera y a pegmatitas mine-ralizadas en el caso del granito Huaco. Sonrocas con altos valores en SiO2, valores mo-derados a altos en K2O y bajos contenidos enCaO. Varían de débilmente peraluminosos aperaluminosos.

La asociación de las rocas graníticas conla mineralización de Sn y W y procesos dealteración hidrotermal es conocida con di-versos ejemplos en nuestro país y en el mun-do. En el área de estudio el granito La Que-brada se asocia a mineralización de estañoy wolframio, el granito San Blas está aso-ciado a mineralización de estaño y el Hua-co a wolframio. Solamente en los dos pri-meros existe alteración hidrotermal, mien-tras que en el caso del granito Huaco no seha reconocido hasta el presente.

Indicadores geoquímicos como Sn, W, U,Rb, Ba, y Sr han sido utilizados por diferen-tes autores para distinguir entre granitos fér-tiles y estériles (Olade, 1980; Dall Agnol etal., 1984; Dall Agnol et al., 1994; Sheepers,2000) y permiten reconocer en nuestro caso

el potencial mineralizador de las rocas gra-níticas, evidenciado por el enriquecimientoen Sn, W y Rb y los bajos valores en Ba y Sr.

En los sectores estudiados se verifica quelos granitos fuertemente diferenciados y aso-ciados a mineralización de Sn y/o W presen-tan efecto tetrada con valores de T1,3 mayoresa 1,1. Para el granito San Blas sólo se observael efecto tetrada en la facies aplítica.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo fue posible gracias a la fi-nanciación del Proyecto del CIUNT dirigidopor el Dr. J. Ávila y de la Fundación MiguelLillo. Asimismo agradecemos al INSUGEO.

BIBLIOGRAFÍA

Amos, A. J. y R. A. Zardini 1962. Geologíade algunos depósitos de arcillas de LaRioja. Revista de la Asociación Geológi-ca Argentina, 17 (1-2): 47-83.

Anders, E. y N. Grevesse 1989. Abundan-ces of the elements: Meteoritic and so-lar. Geochimica et Cosmochimica Acta53: 197-214.

Báez, M.; M. A. Basei; A. J. Toselli y J. N.Rossi 2004. Geocronología de granitosde la sierra de Velasco (Argentina): rein-terpretacion de la secuencia magmática.Simposio Quarenta Anos de Geocronolo-gia no Brasil (CPGeo). Universidade deSão Paulo (USP), Actas, 85.

Báez, M. A.; L. I. Bellos; P. Grosse y F. G.Sardi 2005. Caracterización petrológicade la sierra de Velasco. En: Dahlquist,J., Rapela, C., Baldo, E. (Eds.): Geologíade la provincia de La Rioja -Precámbri-co-Paleozoico Inferior. Asociación Geoló-gica Argentina, Serie D, Publicación es-pecial Nº 8: 123-130.

Bellos, L.; P. Grosse; A. Ruíz; J. N. Rossi yA. Toselli 2002. Petrografía y geoquími-ca de granitoides del flanco sud-occiden-tal de la sierra de Velasco, La Rioja, Ar-gentina. XV Congreso geológico Argenti-no, Calafate. Actas 2: 81-86.

Cravero, O. 1983. Manifestación estannifera“Casa Pintada”. Dirección de Nacional deGeología y Minería, Plan La Rioja. Infor-me Nº 182, (inédito). 3p.

Dahlquist, J. A.; R .J. Pankhurst; C. W. Ra-pela; C. Casquet; C. M. Fanning; P. H.Alasino y M. Báez 2006. The San BlasPluton: An Example of the Carboniferous

Page 12: Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

M. A. Báez et al.: Tierras raras y elementos traza como indicadores de evolución32

Plutonism in The Sierras Pampeanas,Argentina. Journal of South AmericanEarth Sciences 20: 341-350.

Dall Agnol, R.; W. Schuckmann; M. Basei yT. Scheller, 1984. Novos dados geocro-nológicos e estudo de elementos traçosde maciços graníticos anorogênicos daAmazônia Oriental, Estado do Pará (Bra-sil). Simp. Geol. Amaz., 2, Manaus,1984. Anais, Manaus, SBG, NúcleoNorte, pp. 59-74.

Dall Agnol, R.; J. M. Lafon y M. J. B.Macambira 1994. Proterozoic and oro-genic magmatism in the Central Amazo-nian Province, Amazonian Craton: geo-chronological, petrological and geochem-ical aspects. Mineralogy Petrology,50:113-138.

De Alba, E. 1979. Descripción geológica dela Hoja 16 d “Chilecito” (provincia de LaRioja). Dirección Nacional de Minería yGeología, boletín Nº 163.

El Bouseily, A. M. y A. A. El Sokkary. 1975.The relation between Rb, Ba and Sr ingranitics rocks. Chemical Geology, 16:207-219.

Fogliata, A. S. 1999. Estudio geológico eco-nómico de los recursos mineros de laSierra de Mazán. Tesis Doctoral. Facul-tad de Ciencias Naturales e Instituto M.Lillo, Universidad Nacional de Tucumán(inédito). 203 p.

Fogliata, A. S. y J. Ávila. 1997. Manifesta-ciones minerales de la ladera occidentaldel cerro Mazán, provincia de La Rioja,Argentina. VIII Congreso Geológico Chile-no. Antofagasta, Chile, II: 961-965.

Fogliata, A. S. y J. Ávila. 2001. Caracteri-zación del greisen asociado a depósitosde estaño y wolframio paleozoicos, Sie-rra de Mazán (La Rioja, Argentina). Bo-letín Geológico y Minero de España.112-1: 19-32.

González Bonorino, F. 1950. Algunos proble-mas geológicos de las Sierras Pampea-nas. Revista de la Asociación GeológicaArgentina 5 (3): 81-110.

González Bonorino, F. 1951. Una nueva for-mación precámbrica en el noroeste ar-gentino. Comunicaciones Científicas Mu-seo, 5, La Plata.

Grosse, P. y F. Sardi. 2005. Geología delos granitos Huaco y Sanagasta, sectorcentro-oriental de la Sierra de Velasco,La Rioja. Simposio Bodenbender, Seriede Correlación Geológica (INSUGEO),19:221-238.

Grosse P.; F. Söllner; M. Báez; A. Toselli; J.Rossi y J. D. de La Rosa. 2008 (enprensa). Lower Carboniferous post-oroge-

nic granites in central-eastern Sierra deVelasco, Sierras Pampeanas, Argentina:U-Pb monazite geochronology, geochemis-try and Sr-Nd isotopes. International Jo-urnal of Earth Sciences. Heidelberg. Vo-lume 97, Online.

Irber, W. 1999. The lanthanide tetrad effectand its correlation with K/Rb, Eu/Eu*,Sr/Eu, Y/Ho and Zr/Hf of envolvingperaluminous granite suites. Geochimicaet Cosmochimica Acta, 63, 3-4: 489-508.

Kamilli, R. J. y R. E. Criss 1996. Genesisof the Sisilah Tin Deposit, Kingdom ofSaudi Arabia. Economic Geology 91:1414: 1434.

Keidel, H. y W. Schiller 1913. Los yacimien-tos de casiterita y wolframita de Mazánen la provincia de La Rioja (RepúblicaArgentina). Revista museo de La Plata,XX: 124-150.

López J. P y A. J. Toselli. 1993. La faja mi-lonítica TIPA: faldeo oriental del Sistemade Famatina, Argentina, XII CongresoGeológico Argentino y II Congreso de Ex-ploración de Hidrocarburos, Mendoza,Actas III: 39-42.

Masuda, A. and Y. Ikeuchi. 1978. Lanthanidetetrad effect observed in marine environ-ment. Geochemical Journal, 13: 19-22.

Monecke, T.; U. Kempe; J. Monecke; M.Sala y D. Wolf. 2002. Tetrad effect inrare earth element distribution patterns:A method of quantification with applica-tion to rock and mineral samples fromgranite-related rare metal deposits.Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol.66, No. 7, pp. 1185-1196.

Olade, M. A. 1980. Geochemical characte-ristics of tin bearing and tin-barren gra-nites, Northern Nigeria. Economic Geolo-gy 75, 71-82.

Pankhurst, R.; C. Rapela y C. Fanning.2000. Age and origin of coeval TTG, I-and S- type granites in the Famatinianbelt of NW Argentina. Transactions ofthe Royal Society of Edinburgh: EarthSciences, 91: 151-168.

Ramos, V. 1999. Las provincias geológicasdel territorio argentino. En: Caminos, R.(editor), Geología Argentina, Instituto deGeología y Recursos Minerales, Serviciogeológico Minero Argentino, Anales 29:41-96, Buenos Aires.

Ricci, M. 1971. Geología y evaluación preli-minar de las pegmatitas de la sierra deVelasco, Departamento Capital, Sanagas-ta y Castro Barros, La Rioja. DirecciónProvincial de Minería (Inédito). 50 p.

Sardi, F. G. 2005. Petrografía y caracteri-

Page 13: Distribución de tierras raras y elementos traza como ...

Acta geológica li l loana 21 (1): 21–33, 2008 33

zación de la mena del distrito pegmatíti-co Velasco, La Rioja, Argentina. XVICongreso Geológico Argentino, La Plata,Actas V: 231-238.

Sardi, F. G. y P. Grosse. 2005. Considera-ciones sobre la clasificación del distritoVelasco de la Provincia Pegmatítica Pam-peana, Argentina. XVI Congreso Geológi-co Argentino, La Plata, Actas V: 239-242.

Schalamuk, I.; A. J. Toselli; J. Saavedra; H.Echebeste y R. Fernández. 1989. Geo-logía y mineralización del sector este dela sierra de Mazán, La Rioja, Argenti-na. AMPS 20 nº 1-4: 1-12.

Sheepers, R. 2000. Granites of Saldañamobile belt, South Africa: ratio elementsand P as discriminators applied to mata-llogeny. Journal of Geochemical Explora-tion, 68: 69-86.

Söllner, F., A. Gerdes; P. Grosse y A. J. To-selli. 2007. U-Pb age determinations byLA-ICP-MS on zircons of the Huaco gra-nite, Sierra de Velasco (NW-Argentina):A long-term history of melt activitywithin an igneous body. XX Colloquiumon Latin American Earth Sciences, Kiel,Alemania. Abstracts: 57-58.

Stipanicic, P. y E. Linares. 1975. Catálogode edades radimétricas determinadaspara la República Argentina I: años1960-1974. Revista de la AsociaciónGeológica Argentina, Serie B (3): 42.

Takahashi, Y.; H. Yoshida; N. Sato; K.Hama; Y. Yusa y H. Shimizu. 2002. W-and M- Type tetrad effects in REE pat-terns for water-rock systems in theTono uranium deposit, Central Japan.Chemical Geology 184: 311-335.

Tauson, L. V. y V. D. Kozlov. 1973. Distribu-tion functions and ratios of trace ele-ments, concentrations as estimates of

ore bearing potencial of granites, inGeochemical Exploration 1977. Instituteof Mining Metallurgy, London, 37-44.

Tischendorf, G. 1977. Geological and petro-graphic characteristics of silicic magma-tic rocks with rare element mineraliza-tion. In: Stemprok, M., Burnol, L. andTischendorf, G. (Eds.): Metalization as-sociated with acid magmatism. GeologicalSurvey, 2: 41-96. Prague.

Toselli A. J. y J. Rossi de Toselli 1986. Aproposal for the Systematization of theUpper Precambrian – Lower PaleozoicBasament in the Sierras Pampeanas,Argentina. Zentralblatt für Geologie undPaläontologie Teil I, 9 (10), 1227-1233.

Toselli, G. A. y A. J. Toselli. 1990. Defor-mación dúctil en los granitoides de lasierra de Mazán, La Rioja, Argentina.XI Congreso Geológico Argentino, SanJuan, Actas V: 147-177.

Toselli, A.; A. Sial y J. Rossi. 2002. Ordovi-cian magmatism of the Sierras Pampea-nas, Sistema de Famatina and CordilleraOriental, NW of Argentina. In: Aceñola-za, F. (editor.). Aspects of the Ordovi-cian System in Argentina. Serie de Co-rrelación Geológica INSUGEO, 6:313-326.

Toselli, A. ; Rossi, J.; Báez, M.; Grosse, P.y F. Sardi. 2006. El batolito carboníferoAimogasta, Sierra de Velasco, La Rioja,Argentina. Serie de Correlación Geológi-ca INSUGEO, 21: 137-154.

Verdecchia, S.; E. Baldo; J. Benedetto y P.Borghi 2007. The first shelly faunafrom metamorphic rocks of the SierrasPampeanas (La Cébila Formation, Sierrade Ambato, Argentina): age and paleo-geographic implications. Ameghiniana,44: 493-498.