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D GEOLOGICA DE CH

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la serena octubre 2015

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Caracterización preliminar de minerales de Ti en el contacto entre un cuerpo ultramáfico y los esquistos de la Cordillera de la Costa Chilena Aldo N. Anselmo1 , Camila Oñate1 , Leonardo Garrido1,2, Eduardo Salazar1,2, Rurik Romero1,2, José María González-Jiménez1,2, Gaëlle Plissart 3 1. Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Plaza Ercilla #803, Santiago de Chile, Chile

2. Centro de Excelencia en Geotermia de los Andes, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Plaza Ercilla #803, Santiago de Chile, Chile

3. Instituto de Ciencias de la Tierra, Universidad Austral de Chile, Campus Isla Teja, Valdivia, Región de Los Ríos, Chile

*email: aanselmo.m@hotmail.com

Resumen. En el área de La Cabaña, específicamente en los bordes del cuerpo ultramáfico de Lavanderos, existe una banda de reacción desarrollada en el contacto entre la peridotita y el esquisto metapelítico encajante. La estructura de dicha banda de reacción consiste de una serie de zonas muy bien definidas que incluyen, desde el cuerpo ultramáfico hacia los esquistos encajantes: (1) serpentinita con talco que transiciona a una zona (2) exclusivamente formada por talco y una zona más exterior (3) exclusivamente formada por clorita (i.e., cloritita) en contacto directo con los esquistos encajantes. En la zona de cloritita se ha identificado una pequeña mineralización de óxidos de titanio, la cual se presenta en forma de una red de vetillas muy finas (<1cm) de unos pocos cm de longitud. Las vetillas están interconectadas unas con otras y están en su mayoría compuestas en su parte central por ilmenita con inclusiones de rutilo y apatito, y un borde de esfena. Palabras Claves: Serpentina, Titanio, Zona de Reacción, Metamorfismo, Ultramáfico. Introducción

Distintos investigadores han descrito zonas de reacción entre peridotitas y esquistos (Phillips y Hess, 1936; Mori et al., 2007). Comúnmente la estructura de dichas zonas de reacción consiste de una transición Serpentina-Talco-Clorita-Esquistos. En este trabajo se presentan los resultados de un estudio preliminar de la mineralogía de una zona de reacción metasomática producida en el contacto entre esquistos metapelíticos y peridotitas del cuerpo ultramáfico de Lavanderos. Dicha zona de reacción contiene una mineralización exótica de minerales de Ti-Fe-P que se describe por primera vez en este tipo de rocas en Chile.

Contexto geológico

La Cordillera de la Costa Chilena (Fig. 1) es una cadena montañosa que se extiende a lo largo de la costa pacífica en la zona central y sur de Chile (entre los 32 °S y los 43 °S).

Figura 1. Mapa Geológico del basamento de la Cordillera de la Costa de Chile Central. Ubicación de las Serie Oriental, Serie Occidental y La Cabaña (Modificado de González-Jiménez et al., 2014)

Esta cordillera constituye un zócalo cristalino de edad Paleozoico conformado principalmente por rocas

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AT 1 GeoloGía ReGional y Geodinámica andina

graníticas y metamórficas con diversos grados de deformación (Aguirre et al., 1972). Dicho basamento fue dividido en dos series, una Serie Oriental y otra Serie Occidental. La Serie Oriental está compuesta por metapelitas y metagrawacas de orinen continental en cambio la Serie Occidental está compuesta por metapelitas, metagrauwacas, metachert, metabasitas y rocas ultrabásicas (Alfaro,1980; Barra et al., 1998; Höfer et al., 2001). Los cuerpos de rocas ultrabásicas de mayor tamaño que se conocen en la Cordillera de la Costa se encuentran encajados en esquistos cuarcíticos de la Serie Occidental. En esta zona se encontraron dos cuerpos ultramáficos: Lavanderos de un tamaño de 200 x 35 m y Centinela Bajo de mayor tamaño de 6 km x 3 km ( González-Jiménez et al., 2014). El origen de estos cuerpos se asocian con la exhumación y posterior emplazamiento en la corteza continental de trozos de litosfera oceánica (Höfer et al., 2001; González-Jiménez et al., 2014). Es dentro de este contexto que se encuentra la zona de estudio específicamente , el cuerpo de Lavanderos.

Estructura de la zona de reacción peridotita-esquisto

La zona de reacción entre los esquistos metapelíticos y el cuerpo de peridotitas es transicional. La estructura de dicha transición consiste, desde los esquistos hacia el cuerpo de peridotitas, de una banda de clorita masiva (cloritita), una zona de talco y finalmente de serpentinas, aunque los contactos entre las diferentes zonas son siempre netos (Fig. 2). La banda de cloritita tiene un espesor aproximado de un metro y a medida que se comienza a alejar del esquisto comienza a aparecer una zona de talco que delimita el contacto con la peridotita. En el límite de ambas litologías se encuentra una zona de antigorita con una potencia aproximada de 2,5 metros. Esta zona de antigorita contiene cuerpos de cromitita y está cortada por abundantes vetillas de talco.

Figura 2. Esquema litológico de la zona de reacción entre el cuerpo de Lavanderos y los esquistos. Se muestra la transición Serpentinitas-Talco Antigorita-Talco-Cloritita-Esquistos. Nótese que en el esquema no se han representado pequeños filoncillos de cromita que presentes en la zona de serpentinita y talco.

Minerales de Ti-Fe-P En las clorititas se observa una mineralización con

minerales de Ti-Fe-P en forma de vetillas entrelazadas de un par de centímetros de espesor y una decena de centímetros de extensión. Se reconocen dos tipos de vetillas constituidas por: (1) óxidos y silicatos de Ti (ilmenita, rutilo y esfena) y (2) fosfatos.

Las vetillas del tipo (1) consisten de un núcleo de ilmenita(FeTiO3) con inclusiones de apatito y rutilo(TiO2) y una zona externa de esfena (CaTiSiO5) en contacto con la masa de clorita (Fig. 3 B y D). En cambio las vetillas del tipo (2) consisten exclusivamente de apatito (fluorapatito) con inclusiones de circón (Fig. 3 E y F).

Discusión

Ejemplos de estructura reacción peridotita-esquisto con vetillas de minerales de Ti-Fe-P similares a la que se describe en el cuerpo de Lavanderos se reconocen en otros lugares como en Quebec, Canadá o Vermont, Estados Unidos (Phillips y Hess, 1936) o en las áreas de Kashiidake y Yukinoura en Japón (Mori et al., 2007). Dichas estructuras y mineralizaciones se interpretan que se originan durante el metamorfismo de bajo y medio grado.

La propia presencia de cloritas y serpentina en Lavanderos sugieren una relación estrecha con el evento metamórfico que afectó a las rocas encajantes. La estructura bandeada de la zona de reacción y la precipitación de minerales de Ti-Fe-P hace pensar su formación a partir de fluidos liberados durante el metamorfismo. La presencia de minerales de Ti, sugiere que dicho elemento, que por otra parte se suele considerar bastante inmóvil, fue movilizado por los fluidos metamórficos.

Kashiidake y Yukinoura Mori et al., (2007) asociaron la formación de una zona de reacción similar en Kyushu, Japón con un proceso de metamorfismo en esquistos de la subfacies esquistos azules-epidota, con la serpentinitas formadas en condiciones similares, pero de mayor presión. En dicho caso se observaron vetillas de carbonato que presentan una misma temperatura de homogenización y además muestran un empobrecimiento de la zona de reaccion en SiO2, MgO, H2O y K2O con respecto a su protolito. Estos pudieron haber sido extraído las dichas venas de carbonatos. Sin embargo dichas estructuras no se observan en Lavanderos. Esto sugiere que la removilización del Ti y otros elementos como P ocurrió en condiciones de fO2 mucho más bajas que las observadas en otras localidades. La presencia de cristales de cromita con importantes contenidos de Ti en las serpentinitas encajantes sugiere la removilización de dicho elemento durante la alteración de tales óxidos. De acuerdo con las estimaciones de Barra et al. (2014) la alteración de la cromita de lavanderos tuvo lugar a aproximadamente 400 ºC. La disolución parcial de los

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granos de cromita podrían haber puesto en solución el Ti, el cual habría migrado desde el cuerpo de peridotitas hacia el encajante dando lugar a las vetillas del Tipo (1). En cambio, una transferencia en sentido contrario de P procedente de las rocas metasedimentarias podría

explicar la formación de vetillas del Tipo (2) compuestas por apatito, ya que las serpentinitas son rocas con contenidos muy bajos de P. Esta también podriía ser la fuente de silice para formar la esfena.

Figura 3.A) Mineralización de Ilmenita, presencia de transición Ilmenita (Ilm)-Esfena (Esf)-Clorita (Chl). B) Zoom del rectángulo marcado en A). C) Presencia de rutilo (Rut) y apatito (Ap) en interior de ilmenita (Ilm). D) Mineralización de Ilmenita, presencia de transición Ilmenita (Ilm)-Esfena (Esf)-Clorita (Chl). E) Presencia de granos de apatito inmersos en clorita. F) Circón encontrado cercano a granos de ilmenita.

Agradecimientos

Los autores de este trabajo agradecen enormemente a las autoridades y ciudadanos de la comuna de Carahue y sus alrededores por su inestimable ayuda en el desarrollo de las labores de terreno. Esta es una contribución financiada por el Ministerio de Educación del Gobierno de Chile mediante la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica (CONICYT) a través del proyecto FONDECYT INICIACION #11140005 liderado por el Dr. José María González Jiménez. Los autores también agradecen financiamiento adicional por parte del Centro Fondap-CEGA y el Núcleo Milenio Trazadores de Metales en zonas de subducción NC130065. Referencias AGUIRRE, L; HERVÉ, F.; GODOY, E. 1972. Distribution of metamorphics facies in Chile - an outline. Krystallinikum, Vol.9: 7-9.

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