El basamento metamórfico paleozoico, serie occidental en la hoja Queule, IX y X Región, Chile : condiciones presión-temperatura del metamorfismo

Abstract

El área de estudio corresponde a la Hoja Queule (Escala 1:50.000) que incluye parte de la X y IX Región, entre los 39°15'S a 39°30'S y al Oeste de los 73°0' hasta la costa y está geológicamente incluida en la Serie Occidental, del Basamento Metamórfico de Chile, interpretada como formada en un prisma de acreción desarrollado en un ambiente de subducción-acreción en margen suroccidental de Gondwana durante el Devónico – Triásico. Presenta edades de metamorfismo de 300-320 Ma para la facies esquistos azules, asociada a una subducción profunda y acreción temprana temprana, y edades de metamorfismo de 260-220 Ma para la sobreimpuesta facies esquistos verdes sobreimpuesta. Las rocas metamórficas presentes en la Hoja Queule, desde los tipos litológicos más abundantes a los menos abundantes, son: esquisto verde o metabasitas (ocasionalmente con magnetita), esquisto cuarzo micáceo o metapelitas, esquisto cuarzo feldespático, esquisto cuarzo micáceo con biotita, metachert micáceo, cotícula o metachert de espesartina (ocasionalmente con magnetita), metachert de stilpnomelano, metacherts de stilpnomelano-zussmanita, y metacherts de stilpnomelano con bandas de granate y siderita, esquisto de talco y anfíbola, serpentinita, sulfuros macizos de Fe-Cu-Zn (VMS: Volcanogenic Massive Sulphide) y cuerpos de hierro macizo. Estos tipos litológicos se distribuyen en subunidades litológicas mayores conformando franjas de orientación NE a NEE y reconocibles por la predominancia de uno, dos o tres de estos tipos litológicos, y también se presentan en subunidades litológicas menores asociadas a las litologías de ocurrencia más restringida en la Hoja Queule. La similitud entre estos tipos litológicos y el Complejo Metamórfico Bahía Mansa indican que las rocas metamórficas de la Hoja Queule son una extensión hacia el norte de dicho complejo. Desde el este de la Hoja Queule, hacia la costa, las rocas metamórficas presentan una foliación (S2) subhorizontal y afectada por pliegues hectamétricos de rumbo NE, mientras que a lo largo del margen costero se tiene una foliación (S3) de rumbo NS y manteo hacia el E, que corresponde a una zona de plegamiento y cizalle que afecta a (S2). Además fallas y fracturas afectan al basamento, en algunos casos con alteración hidrotermal y vetillas de hematita (goethita) - limonita anómalas en Au y As, que parecen relacionadas eventos de formación de los pliegues hectamétricos que han sido denominados como sistema de pliegues de Cordillera Queule. En metacherts de stilpnomelano de Punta Nihue se identificó zussmanita, mineral indicador de facie metamórfica de esquistos azules con P>10kbar y T<550°C, cuyo hallazgo en Chile corresponde a su segunda ocurrencia desde que fuera descrita por primera vez en Laytonville, California. En sulfuros macizos y esquistos de Pirén se identificó micas blancas ricas en Ba-(Cr- V), con BaO de hasta 10.3% en peso, un silicato de Ba hidratado correspondiente a cymrita (BaAl2Si2O8 .H2O, H2O=4.6%), y además se obtuvo una identificación preliminar de cymrita potásica. La cymrita ha sido descrita en Grecia en rocas metamórficas de alta presión y en Nevada en secuencias que exhiben metamorfismo de bajo grado. La aplicación del geotermómetro de Cathelineau en cloritas de Pirén Alto permitió acotar la temperatura de metamorfismo entre 319.4°C y 399.5°C, lo cual combinado con el campo de estabilidad de la cymrita permitió obtener presiones mayores que 4.5kbar. Considerando la temperatura obtenida en clorita y utilizando el geobarómetro de Massonne y Schreyer y el de Massonne y Szpurka, para fengitas en muestras de Pirén, junto a los antecedentes geotermobarométricos previos, se obtuvo condiciones de facies esquistos azules y de alta presión de facies esquistos verdes, para los esquistos que están en contacto con sulfuros macizos de Pirén. Por lo tanto para la Serie Occidental del Basamento Metamórfico en la Hoja Queule se tienen condiciones de metamorfismo de baja temperatura, T<550°C en Punta Nihue, y T<400°C en Piren Alto, con presiones máximas desde la alta presión en Facies Esquistos Verdes hasta la alta presión de la Facies Esquistos Azules, (P=5-10kbar), en Punta Nihue y Pirén. En relación al potencial de mineralización metálica tpo VMS se obtuvo que además de la ocurrencia restringida de sulfuros macizos e Pirén, también se debe incluir como guías de un ambiente hidrotermal submarino a metacherts de Fe, Mn, Fe-(Ca-Mn) y a cuerpos de Fe macizo, ya que son clasificables como metadepósitos de oxihidróxidos de Si-Fe, comparables a los que se forman actualmente en zonas de dorsales oceánicas y de actividad hidrotermal submarina como los “Black Smokes”. También se indica en esta tesis que otros tipos litológicos presentes en el basamento, tales como esquistos de talco y anfíbola, esquistos cuarzo feldepáticos y serpentinitas presentan algunas características que deberían ser revisadas con más detalle para definir si su protolito tuvo alguna impronta hidrotermal submarina. Posibles guías para la exploración por depósitos tipo VMS, potencialmente presentes en la Serie Occidental, son presentadas en este trabajo en base a las relaciones temporales, espaciales y metamórficas, que guardan los tipos litológicos y ocurrencias metálicas asociados a un ambiente volcánico hidrotermal submarino en su génesis y afectadas por un proceso metamórfico posterior en el complejo de acreción-subducción. La revisión de antecedentes geoquímicos y metalogenéticos, publicados previamente, indican evidencias de la participación de rocas procedentes un arco de islas y de su cuenca de tras arco, durante el proceso de subduccíón y acreción que dio origen a la Serie Occidental, por lo que también se discute en esta tesis alguno aspectos de dicha hipótesis.