Mineralogía, petrografía y edades U-Pb en circones detríticos del horizonte guía de Keidel (Formación Talacasto) del Devónico de la precordillera Central de San Juan

Abstract

En la Precordillera Central sanjuanina afloran sedimentitas marinas de edad devónica correspondientes al Grupo Gualilán (Baldis 1975, Fig. 1a), integrado de base a techo por las Formaciones Talacasto (Padula, 1967) asignada al Lochkoviano no basal- Emsiano temprano y Punta Negra (Bracaccini, 1949) del Emsiano temprano- Frasniano temprano. La primera unidad, comprende fangolitas y vaques bioturbados con intercalaciones de areniscas finas y cuerpos subordinados de arena de mayor jerarquía, su coloración es predominantemente verde-grisácea con alteración a colores ocres y morados a escala local (Astini 1990; 1991), aflorando casi ininterrumpidamente entre el Rio Jáchal (30° LS) donde alcanza sus máximos espesores (ca. 1000m) y el Río San Juan (30°30´ LS) donde se acuña y no supera los 100 m de potencia. Originalmente fueron reconocidos cuatro miembros (Espisúa 1968 y Baldis 1975), en el superior (Miembro de Areniscas Azules), se identifica una capa de 10 a 15m de potencia, de coloración ocre que destaca entre los tonos verdes clásicos de la unidad y que se extiende de manera continua a lo largo de la cuenca, características que la convierten en una excelente capa u horizonte guía (Fig. 1b, c). Keidel (1921) hizo referencia por primera vez a este designándolo como Horizonte de Pleurotomaria. Astini (1991) por su parte lo incluyó dentro de la asociación de facies C. El horizonte ha sido estudiado en los últimos años intensamente a partir de su contenido fósil asociado a la Fauna Malvinokáfrica (Rustán 2012 y sus referencias), que permitió asignarle una edad pragiana-emsiana. Sin embargo, aún se son escasas o ausentes las contribuciones referidas a sus aspectos mineralógicos, petrográficos e isotópicos. En este sentido, el presente trabajo aporta nueva información relacionada a las características litológicas y mineralógicas, como así también, las edades U-Pb en circones detríticos que posibilitan realizar consideraciones acerca de las fuentes detríticas que contribuyeron a su génesis. El estudio comprendió la realización de cinco perfiles sedimentológicos de detalle (escala 1:100), en dos localidades clásicas donde aflora la Formación Talacasto. Uno de ellos se llevó a cabo en la localidad tipo de esta unidad (Quebrada de Talacasto), donde el horizonte fue definido formando parte del techo de la formación. Los otros perfiles fueron levantados en la parte norte de la cuenca, en la localidad de Loma de los Piojos, próxima a la ciudad de San José de Jáchal, donde el horizonte se ubica hacia la parte media-superior de la formación, evidenciando un claro diacronismo de la unidad respecto a la localidad tipo. En cada perfil se muestrearon los cambios litológicos reconocibles, identificando cuando fuera posible la base, la sección media y el techo del horizonte. A partir de los cortes petrográficos de cada nivel (Fig. 1e, f, g), se reconocieron las siguientes composiciones: la sección basal se halla formada por areniscas finas matriz sostén, compuestas por cuarzo monocristalino (32 %), cuarzo policristalino (9 %), feldespatos (21 %) de los cuales el potásico suele estar alterado a carbonatos, matriz (14 %), líticos (8%) predominando los de naturaleza plutónica asociados a granitoides y menos frecuentes los metamórficos. Los filosilicatos son escasos, biotita (3 a 5 %); muscovita (1 %) y clorita (1 %). La petrografía de la sección media, definida como la capa ocre en este trabajo, está caracterizada de acuerdo a las observaciones petrográficas por fangolitas y areniscas finas muy bioturbadas, cuya composición es similar a la registrada en la sección basal Este nivel presenta un importante contenido fósil (trilobites, braquiópodos, cefalópodos, bivalvos, entre otros grupos). En la matriz son abundantes las concreciones de composición silicoclástica, con frecuente contenido fósil y de pocos centímetros de diámetro y otras con mayor proporción de carbonato, carentes al menos de macrofósiles, que alcanzan hasta medio metro de diámetro (Fig. 1d). La sección superior es granulométricamente heterogénea, involucra desde areniscas medianas hasta fangolitas altamente bioturbadas. La composición petrográfica ha resultado semejante a las secciones infrayacentes, sin embargo, las areniscas medianas presentan un mayor contenido de fragmentos líticos, principalmente plutónicos por sobre los metamórficos. En la Quebrada de Talacasto, hacia la parte superior del horizonte, se observan ooides de posible composición chamosítica, similares a los descriptos para la base de la secuencia silúrica cuya depositación se vincula a medios litorales someros relacionados a mares fríos a templados, como resultado de las variaciones del nivel eustático (Astini, 1992). Una muestra tomada en la localidad de Loma de los Piojos, correspondiente a la sección media (16T56) del horizonte, se procesó y extrajo circones detríticos que fueron analizados mediante la metodología U-Pb (LA-ICP-MS) para obtener los patrones de edades que caracterizan el aporte sedimentario que generó esta capa. Se obtuvo el análisis de 91 circones detríticos (Fig. 1h), cuyos resultados revelan un predominio de edades que caracterizan al Ciclo Famatiniano (46,2 %); de los cuales el 19,8 % corresponden a edades ordovícicas con valores entre 444-483 Ma, el 14,3 % a edades cámbricas medias entre 499-521 Ma, el 8,8 % a edades cámbricas superiores entre 486-496 Ma y finalmente, constituyen el 3,3 % las edades silúricas entre 437-440 Ma. Los circones con edades relacionadas a los ciclos Grenvilliano-Sunsás y Pampeano-Brasiliano se encuentran presentes con similares proporciones, 26,4 % y 24,2 % respectivamente. Entre las edades mesoproterozoicas se identificó un 19,8% de circones con edades stenianas entre 1000-1199 Ma, 4,4 % de edades ectasianas entre 1318-1398 Ma y 2,2 % con registros del Calymmiano entre 1402-1520 Ma. Para el ciclo Pampeano-Brasiliano, el 20,9 % corresponden a circones con edades neoproterozoicas entre 544-971 Ma. y 3,3 % de circones con edades cámbricas inferiores entre 528-536 Ma. Las edades antiguas están representadas por circones relacionados a fuentes derivadas de rocas del paleoproterozoico, presentes en 2,2 % con edades del Orosiriano entre 1817-1869 Ma y por un grano del Neoarqueano con 2719 Ma que representa el 1%. A partir de la relación isotópica Th/U registrada en cada circón analizado, el 90% de los cristales presentan valores >0.03, lo cual sugiere un origen de los detritos derivados de una fuente plutónica, siendo consistente con los estudios de las morfologías de los circones (Fig. 1i). De los 35 circones analizados bajo microscopio electrónico de barrido (MEB) predominan las formas prismáticas largas con facetas simples que se relacionan con una naturaleza plutónica (71,5 %) de acuerdo a Pupin (1980). Mientras que las morfologías relacionadas a otros tipos de fuentes se encontraron menos representadas: metamórficos (11 %), volcánicos (5 %) y reciclados (12,9 %). A modo de conclusión, el horizonte guía de Keidel exhibe dominancia de areniscas finas y fangolitas cuarzosas con un fuerte aporte de fuentes plutónicas y claro predominio de edades correspondientes al ciclo Famatiniano, muy probablemente podrían estar relacionadas con el aporte detrítico de las Sierras Pampeanas Orientales y el Sistema de Famatina ubicados al este.