Late-Neoprotetozoic hydrothermal fluid activity in the Tandilia belt, Argentina.

Abstract

In the Barker - Villa Cacique area, Tandilia belt, alteration mineral assemblages were studied by petrography, XRD and EMPA at three different stratigraphic levels: (1) a phyllic alteration at the unconformity palaeoproterozoic basement-neoproterozoic sedimentary succession (TLPU); (2) an advanced argillic alteration in the Las Águilas Formation (middle level); and (3) a phyllic alteration on pyroclastic rocks of the Olavarría Formation (upper level). Special emphasize was placed on the chemical characterization of K-white micas and chlorites. Secondary K-white micas of altered migmatites, from the Las Aguilas and Olavarría Formations have a low paragonite content (Na* <0.13) with a distinctly higher phengite content (Si/Al(tot) ~1.6)in the latter. Secondary Fe-chlorites in arenites at the TLPU and from pyroclastic rocks of the Olavarría Formation have a high Fe/(Fe+Mg) ratio between ~0.80 and 0.88. K/Ar mineral ages (K-white micas and Na-bearing alunite) constrained the hydrothermal fluid flow between ca. 590 and 620 Ma, post-dating diagenesis. Illite crystallinity and chlorite geothermometry of altered and dated rocks suggest upward decreasing temperatures from ~350 - 300 ºC to ~250 ºC, markedly higher than the expected diagenetic temperatures and correlative with unlikely deep depths (>9.5 km) for the entire sedimentary pile. Hot fluids would rise from deep-seated realms, metamorphic and/or hidden igneous sources. A correlation with a rasiliano thermo-tectonic event is hypothesized.En el área de Barker - Villa Cacique, Tandilia, se estudiaron mediante petrografía, DRX, y microsonda electrónica, las para- génesis de minerales de alteración de tres niveles estratigráficos diferentes: (1) alteración fílica de la discordancia basamento paleoproterozoico-secuencia sedimentaria neoproterozoica (TLPU); (2) alteración argílica avanzada en la Formación Las Águilas (nivel medio); y (3) alteración fílica en rocas piroclásticas de la Formación Olavarría (nivel superior). Las micas potási- cas y cloritas, de dichos niveles de alteración, fueron caracterizadas químicamente. Las micas potásicas de migmatitas alteradas y de las formaciones Las Águilas y Olavarría tienen un bajo contenido en paragonita (Na* <0,13) con un contenido de fengita (Si/Al(tot) ~1,6) especialmente alto en la Formación Olavarría. Las Fe-cloritas en las areniscas de la TLPU y de las rocas piro- clásticas de la Formación Olavarría tienen una relación Fe/(Fe+Mg) alta, entre ~0,80 and 0,88. Las edades K/Ar determinadas en micas potásicas y alunitas con sodio limitan la migración de fluidos hidrotermales entre los ca. 590 y 620 Ma, luego de la diagénesis de las rocas sedimentarias. La cristalinidad de las illitas y geotermometría de las cloritas de las rocas alteradas y da- tadas sugieren temperaturas decrecientes hacia arriba en la secuencia estratigráfica, desde los ~350 - 300 oC a ~250 oC. Dichas temperaturas son distintivamente mayores que las temperaturas diagenéticas esperables, y correlativas con profundidades extraordinarias (>9,5 km) para el total de la pila sedimentaria. Los fluidos hidrotermales habrían ascendido desde ambientes profundos con una fuente metamórfica y/o cuerpos ígneos ocultos. Una correlación con un evento termo-tectónico Brasiliano es hipotetizada.