Grosularia verde en skarns de reacción de las canteras San Antonio, Sierras de Córdoba, Argentina: Mineraloquímica y génesis

Abstract

En este trabajo se presenta la mineraloquímica y paragénesis de un granate verde claro (grosularia) que yace en mármoles de las canteras San Antonio, Valle de Punilla, Córdoba. En las muestras estudiadas se reconocen dos asociaciones minerales; una compuesta por calcita(1)-wollastonita(1)-clinopiroxeno±flúorapatita, representativa del metamorfismo regional de grado medio, y otra metasomática integrada por granate (Grt-1 y Grt-2)-wollastonita(2)-calcita(2)-cuarzo, representativa de un skarn de reacción. La paragénesis metasomática se superpone a la metamórfica regional en forma de bandas monominerales paralelas de espesores centimétricos asociadas a pequeños parches irregulares de escasos centímetros de calcita(2) y wollastonita(2) recristalizada y cuarzo residual en forma de vetillas. Los granates del skarn de reacción corresponden a un granate verde (Grt-1, ~ 97.5 a 99.5 % de grosularia molar) en agregados cristalinos dispuestos en bandas de hasta 2 cm, distante a ~ 1 cm de un granate marrón rojizo (Grt-2, ~ 91- 97.5 % de grosularia molar). El Grt-1 es levemente más rico en AlVI y empobrecido hasta un @ 25 % en TiO2; el Fe y Ti se incrementan paulatinamente en los perfiles analíticos desde Grt-1 hasta Grt-2. El contenido de hierro total como FeO aumenta en promedio desde 0.03 % en peso en Grt-1 hasta 1.2 % en peso en Grt-2, estando prácticamente ausente como Fe3+ en Grt-1. Análisis por ICP-MS revelan que los contenidos de los potenciales cromóforos Cr3+, Ni2+ y V3+ resultan despreciables. Los elementos de tierras raras presentan un perfil con una pendiente de distribución normal, levemente enriquecidas en tierras raras livianas, una marcada anomalía negativa de Eu y un incremento de Ho, Er y Tm. Comparado con valores representativos de un mármol regional, dicho perfil imita el del mármol protolítico pero enriquecido en tierras raras totales a excepción del La, que se encuentra deprimido. El color verde grosella (@verde manzana) se interpreta como debido a la reducida proporción de Fe2+ en el sitio dodecaédrico (X) del miembro extremo casi puro (> 98 % Gr). Los contrastes de color y de composición química entre ambos granates, separados entre sí < 1 cm, reflejan zonaciones composicionales propias de las variaciones del mármol durante el metamorfismo regional, evidenciando una muy baja relación fluido/roca (W<<R) durante el proceso metasomático difusional. La presencia contrastada de granate verde y marrón a ~ 1 cm de distancia, responde a mecanismos de difusión a pequeña escala entre un mármol calcítico wollastonítico e intercalaciones de accesorios ferro-magnesianos.

This work presents mineral chemistry and paragenetic data on green grossular from marbles of the San Antonio quarry, Valle de Punilla, Córdoba. In the studied samples two mineral assemblages were recognized; one composed of calcite(1)-wollastonite(1)-cli-nopyroxene±fluorapatite, representative of medium grade regional metamorphism, and the second one, representative of a reaction skarn, composed of garnet (Grt-1 and Grt-2)-wollastonite(2)-calcite(2)-quartz. The metasomatic assemblage overprints the regional metamorphic association as centimeter-sized single mineral bands associated to a few square millimetres sized irregular patches of scarce recrystallized calcite(2) and wollastonite(2), and residual quartz veinlets. Reaction skarn garnet occurs as green garnet (Grt-1, ~ 98 to 99.5 % molar grossular) in ~ 2 cm thick banded polygranular crystalline aggregates, narrowly distant from reddish brown garnet (Grt-2, ~ 91- 97.5% molar grossular). Grt-1 is slightly richer in AlVI and depleted in TiO2 (≅ 25 %); in analytical profiles, Fe and Ti gradua-lly increase from Grt-1 to Grt-2. The total Fe content as FeO increases in average from 0.03 wt. % in Grt-1 to 1.2 wt. % in Grt-2, being Fe3+ practically absent in Grt-1. ICP-MS analyses yielded negligible contents of potential chromophorous cations such as Cr3+, Ni2+ and V3+. The chondrite-normalized rare earth elements (REE) show a normal distribution pattern, slightly enriched in light REE, with a noto-rious negative Eu anomaly and an increase of Ho, Er and Tm. Compared with representative values of a regional marble, such pattern mimics the marble pattern though enriched in total REE, with the exception of La, which is diminished. The “gooseberry green” color of grossular (≅ apple green) is interpreted as the result of the reduced content of Fe2+ in the dodecahedral X-site of practically pure grossular end member (> 98 % molar). Contrasting color and chemical compositions between both garnet types, separated each other by no more than 1 cm, likely reflect the compositional variations of marble, after a very low fluid/rock ratio (W<<R) during diffusional metasomatic processes. The contrasting presence of green and brown garnet at less than 1 cm of separation distance is the response to small-scale diffusional mechanisms between a wollastonite-bearing calcitic marble and layers of Fe-Mg-bearing accessories.