PARTE TERCERA “LAS ASOCIACIONES INTRUSIVAS”

Capitulo Septimo

PRINCIPALES TIPOS DE TENDENCIAS EVOLUTIVAS DE LAS BASITAS

Las rocas magmáticas son extraordinariamente variadas en su composición y forman numerosos grupos regulares, repetidamente vuelven a aparecer en determinados ambientes geológicos en la historia del desarrollo de nuestro planeta. La clasificación, tipificación de las rocas magmáticas y su asociación, constituye uno de los principales problemas de la petrología, cuyo acento claramente se sitúa al lado de la reelaboración sistemática del grupo tratado, que estará relacionado genéticamente con una serie (determinada) de rocas magmáticas [9, 10, 23, 32, 68, 85].

En el actual capítulo nos referiremos sólo a las más importantes y difundidas tendencias evolutivas magmáticas, excluyendo el campo de las rocas alcalinas y otras series de rocas raras, como las kimberlitas, carbonatitas, etc.

En dependencia de lo expuesto, la fraccionación de cualquier mineral o asociación mineral está condicionada por la evolución magmática, diferenciándose tendencias de tipo hipercotéctico y cotéctico, cada una de ellas caracterizada por su constante petroquímica (PK), es decir, por un parámetro petroquímico general para todas las rocas de una tendencia dada. Las tendencias del primer tipo se forman como resultado de la fraccionación del mineral o grupo de minerales sobrantes en relación al cotéctico basítico, mientras que las tendencias del segundo tipo se forman como resultado de la fraccionación de diferentes cotécticos según su composición.

Examinaremos la tendencia hipercotéctica peridotitico-gabroica, formada por la fraccionación del olivino (PK CaO/Al2O3 = const.), y tendencias del tipo cotéctico: 1) clinopiroxenita-gabro (fraccionación del cotéctico Ol-Cpx, PK CaO/MgO’ = const.); 2) las tendencias evolutivas en el ambiente de composiciones basíticas: gabro plutónico-basalto, basalto-basalto altamente alumínico, basalto-ferrobasalto (fraccionación del cotéctico Pl-Fem, PK CaO:Al2O3:MgO’ = const.); 3) basaltoriolita o gabro-granito (fraccionación del cotéctico Pl-Fem, PK CaO/MgO’ = const y Fem/An = const). Dependiendo de la presión general, del contenido en agua y del ambiente oxidante-reductor en cada uno de estos tipos de tendencias se aprecian variaciones, las cuales corresponden a las series determinadas de rocas magmáticas.

LA TENDENCIA PERIDOTITA-GABRO

En opinión de una serie de investigadores [63, 133] la tendencia peridotita-gabro se presenta de una manera general; como la mayor parte de los magmas basálticos, incluidas las toleítas oceánicas, representando derivados de alta presión de fundidos picríticos, formados en el curso de la fraccionación del olivino bajo condiciones de un descenso de la presión en el proceso de ascenso a la superficie. La cuestión de que hasta que punto es universal este mecanismo en la actualidad activo se discute e investiga, pero el propio hecho de la existencia de la propia tendencia y su amplia difusión no deja lugar a dudas.

1-8.- Tendencias: 1.- Basaltos de la Dorsal Medioatlántica [118] e Islandia [100]: 1´.- Basalto altamente alumínico-Basalto; 1´´.- Toleítica principal; 1´´´.- Cumulados; 2.- Doleritas del Karroo [70] y Tasmania [89]: 2´.- Toleítica Principal; 2´´.- Cumulados; 2´´´.- Dolerita-vidrio; 2´´´´.- Intrusivos de Dolerita diferenciados de Tasmania; 3.- Cinturón Vetreni, Karelia [42]: 3´.- Toleítica; 3´´.- Cumulados; 4.- Serie ofiolítica del Macizo Kokpektinsk [88]: 4´.- Gabro-Gabro diabasa Plutónicos; 4´´.- Gabro-diabasa-basalto; 4´´´.- Cumulados; 5.- Gabroides del Cinturón Platínico del Ural: 5´.- Ortomagmáticas; 5´´.- Cumulados; 6.- Intrusivos de Skaergard [71]: 6´ Gabro original y composición calculada de los diferenciados fluidos; 6´´.- Tendencias de la formación y acumulación de cristales; 7, 8.- Series de gabroides de los gabro-granitos de Magnitogorsk (7) Gabro-plagiogranítica de Katynadyrsk (8) [88]: 7´,8´.- Plutónicas; 7´´, 8´´.- Grupos Volcano-intrusivos; 7´´´, 8´´´.- Diferenciados leucocráticos de los Gabros Plutónicos; 7´´´´, 8´´´´.- Diferenciados leucocráticos del grupo volcano intrusivo. La línea ondulada muestra la Ferricidad del fundido equilibrada con la Pirolita, teniendo f= 0,1: Las Líneas Cotécticas, ver 8-11 en la Fig. 52.

Como ejemplo de la tendencia peridotita-gabro (picrita-basalto) pueden servir las volcanitas del cinturón Vetreni de Karelia (Fig. 61, tendencia 3). Según los datos de V.S. Kulikov [42] la serie del magma original corresponde a un tipo picritico-basáltico (Tabla 20). Si esta suposición es cierta, entonces las picritas se presentan como productos de la contaminación del magma original antes de la separación de los cristales de olivino y los basaltos son resultado de la diferenciación, representando líquidos que se formaron a cuenta de la sedimentación del olivino. La tendencia de diferenciación magmática es como si siguiera la tendencia cumulada. En condiciones isobáricas (0,5-1 kb) se alcanzan los cotécticos Ol-Cpx-Pl, sobre lo que se puede juzgar en base a las composiciones de los fenocristales, evolucionando el fundido en lo sucesivo a lo largo de este cotéctico (Fig. 61

Tabla 20.- Composiciones químicas medias de los basaltoides del Cinturón Vetreni (Karelia) [42], % en peso. Picrita Basalto olivínico Basalto picrítico Basalto piroxénico Dolerita (22) (19) (126) (19) (24)

Clave.- Entre paréntesis.- Nº de análisis. Obtenida a partir de [42] con las rocas nominadas

Una tendencia análoga la presentan las doleritas Sudafricanas del Karroo (Fig. 61, tendencia 2). La parte cumulada de la tendencia de estas rocas, la más claramente representada por las picritas del intrusivo Insizv, repite la tendencia del cinturón Vetreni y la magmática responde a la tendencia toleítica del intrusivo de Skaergard, es decir al cotéctico isobárico Pl-Px-Ol y Pl-Px bajo presiones sobre los 5 kb.

En el presente ha sido establecido [127] que la relación Mg/Fe en el olivino es tres veces mayor que en el fundido cohesistente con él, es decir, (Mg/Fe)L≈0,3 (Mg/Fe)Ol. Ejemplarmente tal relación es asimismo característica del piroxeno. Es importante que esta relación no dependa de la presión y por consiguiente puede ser utilizada para el análisis de las relaciones genéticas de las rocas. En el diagrama de la Fig. 61 la línea ondulada muestra el máximo valor de la ferricidad (f = 0,25) el cual lo pueden tener los fundidos directos del manto a partir de la pirolita (f = 0,11) en asociación con restitas de ferricidad igual a 0,09. De las basitas que se muestran en el diagrama, a esta condición responden sólo los gabros plutónicos de los complejos ofiolíticos. Todos los gabros restantes y los basaltos de tipo toleítico y calco-alcalino, a juzgar por esto, han resultado o bien de un magma secundario, como supone O’Hara [133], o bien provenientes de un sustrato más ferrífero que la pirolita.

Desde este punto de vista es conveniente mostrar atención a que en las mismas doleritas del Karroo los cumulados más ricos en olivino (los puntos representativos con máximos valores Fem/ (Fem+An)) tienen ferricidad de 0,19 (Mg/Fe=4,3) lo que coincide con sus segregaciones del fundido en un similar, en composición media, de la dolerita del Karroo, en la que f = 0,41 (Mg/Fe=1,44).

Una relación análoga ha sido establecida para la serie picrito-basáltica del cinturón Vetreni. Todo esto significa que en la mayoría de los casos los cumulados representan productos de cristalización intracameral, y aquellas rocas formadas como resultado de la fraccionación profunda del elemento motriz que separa el magma basáltico, a un nivel de erosión, de los productos de cristalización de este magma, no se encuentran. Una situación semejante puede preveerse, pero no es fácil superar la dificultad que presentan en la interpretación de la naturaleza real de las series magmáticas y su análisis formacional, no es simple.

1.- Dolerita del Karroo [70]; 2.- Cinturón Vetreni, Karelia [42]; 3.- Intrusivos de Ram [71]; 4.- Serie bandeada y composición media del Gabro olivínico del Macizo Kokpektinsk [88]; 5.- Diques de Websteritas en la Serie estratificada de las Ofiolitas de Omán [95]; 6.- Inclusiones de piroxenita en basaltos alcalinos [21]; 7.Composiciones medias de Tonalita, Granodiorita y Granito [73]; 8.-Composiciones medias de los Basaltos: I-III.- ver Fig. 42; 9.- Composición media de la Pirolita [62]; 10, 11.-Cotécticos en el Sistema Cpx-AnOl(Opx); 10.- En el Sistema Di-An-En para 1 atm y 15 Kbar. [111, 125]; 11.- En el Sistema Di-An-Fo para 20 Kbar. [137]; 12.- Tendencias: Picrita-Basalto (1); Clinopiroxenita-Gabro (2) y Gabro-Granito (3). Símbolos 1-4 .- Su crecimiento de tamaño indica lo presupuesto por los autores sobre la composición del Magma original.

En el diagrama CaO-Al2O3-MgO’ las series pertenecientes a la tendencia gabro-peridotítica se disponen entre los límites de unas líneas próximas con una relación estable CaO/Al2O3, próxima a la correspondiente a la anortita (Fig. 62). Resulta claro que tal tendencia puede estar condicionada solamente por la fraccionación del olivino u ortopiroxeno. Como ejemplo de la fraccionación del ortopiroxeno puede servir la serie marianita-boninita [19]. La mayor parte de las series magmáticas consisten en productos de la fraccionación principalmente del olivino, la cual lleva a las composiciones a la zona de los cotécticos basíticos, lo que se presenta como único en el camino dado desde la pirolita al basalto. En esto consiste la principal peculiaridad de la tendencia examinada, que explica su peculiar significado precisamente para las basitas, en que se presenta como el primer fundido mínimo en la tendencia.

Con el aumento de la presión del fundido, equilibrado con la pirolita, se enriquece en olivino. Esto se evidencia, además de por los conocidos experimentos de O’Hara [133], los datos de E. Stolper [142] sobre la composición de los líquidos de bajo grado de fusión, equilibrados bajo presiones de 10-20 kb con el olivino y el ortopiroxeno (con CaO/Al2O3 ≈ const. las composiciones de alta presión están enriquecidas en MgO’ en comparación con las de baja presión). La disminución de la presión en el proceso de intrusión provoca la cristalización del olivino y el traslado de la composición del fundido a lo largo de la tendencia evolutiva del olivino. La tendencia diferenciada cumulativa con esto, coincide, puesto que tanto una como otra están condicionadas por un factor, la desaparición del olivino del fundido o su adición.

La tendencia de la fraccionación del olivino está señalada en todos los complejos ofiolíticos, donde forma una serie hazburgita-plagioperidotita-gabroides melanocráticos. A menudo esta parte de la sección ofiolítica se interpreta como cumulada [36]. En el diagrama de la Fig.61 la tendencia hazburgito-gabroica es similar a la considerada picrito-basáltica y está dispuesta en la zona de menor ferricidad (Fig. 61, tendencia 4’’’) y en las coordenadas CaO-Al2O3-MgO’ esta tendencia coincide con la tendencia cumulada de las doleritas del Karroo y el intrusivo Ram (Fig. 62).

El efecto químico de la fraccionación del olivino se manifiesta en el crecimiento, a medida que ocurre la evolución, del contenido en titanio, aluminio y calcio bajo una relación CaO/Al2O3 estabilizada, componiendo la constante petroquímica del tipo de serie dado. Esto diferencia la tendencia evolutiva examinada de la clinopiroxeno-gabroica, en la que el principal efecto que se manifiesta es el aumento del contenido en Aluminio con la disminución del contenido en Calcio con la relación CaO/MgO’ ≈ const.

LA TENDENCIA CLINOPIROXENITA-GABRO

Esta tendencia, al igual que la peridotito-gabroica, está condicionada por la fraccionación sin feldespato, pero la evolución se ejecuta no por el medio de la desaparición de fases sobrantes en relación con el cotéctico (es decir, el olivino), sino como resultado de la sedimentación del cotéctico olivino-clinopiroxénico. Aquí tropezaremos con el nuevo aspecto de la fraccionación, el cotéctico. En forma completa la serie está determinada por las siguientes composiciones de las rocas: piroxenita olivínica-piroxenita magnetítica- piroxenita plagioclásica (tylaita)-horblendita (isita)-melanogabro hornbléndico lamprofírico. Las rocas están enumeradas en la secuencia temporal más frecuente, la cual está confirmada por las relaciones geológicas. Según la composición material, esta serie responde al cotéctico de alta presión olivino-clinopiroxénico, a lo largo del cual las rocas evolucionan en el lado del crecimiento del contenido en Aluminio con una relación estable CaO/MgO’ (constante petroquímica de la tendencia).

Paralelamente al aumento en aluminicidad desde la piroxenita olivínica al melanogabro crece la ferricidad de las rocas, aumenta el contenido en Titanio, en Metales Alcalinos y disminuyen el Calcio y el Magnesio. Estas evoluciones regulares son propias de todas las asociaciones de rocas magmáticas que contienen piroxenitas y están expresadas de un modo absolutamente claro en los diagramas correspondientes (Figs. 62 y 63).

El cambio de la composición global con el tiempo de la serie piroxenítica está de acuerdo con las variaciones en composición de los minerales y los agregados de minerales que se diferencian sucesivamente en el proceso de cristalización de la piroxenita. Estas han sido examinadas detalladamente en el capítulo anterior con el ejemplo del intrusivo Molostovsk, en el cual, a consecuencia del enfriamiento se muestra en las rocas todo el camino de cristalización desde las etapas iniciales a las finales. Una ley análoga se manifiesta también en otras clinopiroxenitas, pero a consecuencia de un recalentamiento o de un último metamorfismo no se manifiestan tan claramente.

1-3.- Rocas del Cinturón Platínico del Ural [26]: 1.-Clinopiroxenitas; 2.- Tylaitas; 3.- Verlitas; 4.Composición media de las piroxenitas olivínicas, magnetíticas y plagioclásicas de la Asociación de Jabarinsk Oriental [15, 52]; 5, 6.- Composición media de las Hiperbasitas [53]: 5.- Dunitas, Lerzholitas; 6.- Harzburgitas; 7.- Tendencias; 1.Clinopiroxenos: 1a.- de Clinopiroxenitas de las series de Molostovsk y Jabarinsk Oriental; 1b.- de Gabroides de estas mismas Series; 2-4.- Rocas de la asociación de Jabarinsk Oriental (2); del cinturón Platínico del Ural (3a.- ClinopiroxenitasTylaita; 3b.- Clinopiroxenitas mineras); 4.- Hiperbasitas Alpinotípicas; 5.- Clinopiroxenos de Xenolitos hiperbasíticos y Basaltos alcalinos [98].

El principal mineral petrográfico, el clinopiroxeno, en el proceso de cristalización se enriquece en Aluminio y Hierro. En la formación dunito-clinopiroxenito-gabroica del Ural el máximo contenido en Aluminio en el piroxeno alcanza el 6% con f = 0,25 (Fig. 58). En las clinopiroxenitas mineralizadas, a cuenta de la magnetita, la ferricidad para la misma aluminicidad alcanza 0,4 y más. Tales rocas forman tendencias separadas (Fig. 63) y su análisis detallado no lo haremos. El aumento del contenido en Aluminio y de la ferricidad a lo largo de la dirección principal de la evolución determina la aparición de la hornblenda y la magnetita o de hornblenda, plagioclasa y magnetita, la cantidad de las cuales gradualmente crece hasta la formación de rocas magnetito-hornbléndicas (hornblenditas, isitas) y hornblendo-plagioclásicas (gabroides).

Las inclusiones clinopiroxeníticas en los basaltos alcalinos están asociadas a menudo con lherzholitas estando compuestas por piroxenos significativamente más alumínicos que aquel que se señala en las rocas de la formación dunito-clinopiroxenito-gabroica. De las lherzholitas a las clinopiroxenitas el contenido en Aluminio en el clinopiroxeno crece del 5 al 12 % y la ferricidad de 0,11 a 0,25. Según lo visto, esta diferencia en la aluminicidad del clinopiroxeno está relacionado con que las inclusiones en los basaltos alcalinos se formaron en condiciones de la facies de la espinela [98] y las rocas de la formación dunito-clinopiroxenito-gabroica (platínica) son plagioclásicas. En las rocas que contienen plagioclasa de esta formación (isitas y tylaitas), las cuales poseen la misma relación cotéctica CaO/MgO’ (Fig. 62), con la conservación de la tendencia al cambio de la composición global en la dirección del crecimiento de la aluminicidad y ferricidad (Fig. 63) la evolución de los mismos piroxenos adquiere completamente otro carácter en relación con las clinopiroxenitas. Desde el núcleo a la periferia de los granos de clinopiroxeno el contenido en aluminio no aumenta como en las piroxenitas, sino que disminuye (Fig. 63, tendencia 1b). La ferricidad del piroxeno cambia de un modo diferente: en unos casos hacia la parte externa del grano crece y en otros disminuye. Tal comportamiento del aluminio está relacionado con su redistribución principalmente en la cristalización de la plagioclasa. Al mismo tiempo la ferricidad determina la presencia o ausencia de magnetita: en la paragénesis con magnetita la parte externa de los granos de piroxeno se empobrece en hierro y en aquellos casos cuando la magnetita cristaliza de un fundido acuoso restante tras el piroxeno, en la paragénesis con hornblenda, la parte extrena de los granos se enriquece.

Como ya se señaló en el capítulo 6, como producto de la evolución del magma piroxenítico se presenta un fundido restante rico en aluminio y relativamente ferrífero, próximo en composición a los gabroides hornbléndicos melanocráticos de aspecto lamprofírico. Estas rocas se encuentran ampliamente difundidas asociadas con piroxenitas y forman cuerpos intrusivos aislados (diques, stocks), así como numerosos diques poco potentes dentro de piroxenitas. Según su posición geológica son similares a las pegmatitas de los complejos graníticos. Tales gabros se encuentran ampliamente difundidos en la región de Kempirsaisko-Jabarinsk, donde forman un extendido cinturón de diques, pero también se presentan solos con clinopiroxenitas formando un intrusivo anular [88].

En el cinturón Platínico, en asociación con clinopiroxenitas, las rocas más ampliamente difundidas son las hornbléndicas (hornblenditas e isitas). Según la composición química global estas rocas son parecidas a los gabroides, aunque según la composición mineral se diferencian en su cantidad de plagioclasa. El contenido en Aluminio, que se presenta como el principal indicador de la evolución según la tendencia piroxenítica, en las hornblenditas es el mismo o incluso más alto que en los gabros que muestran una mayor relación con la piroxenitas (Tabla 17). Puede suponerse por esto que poseen una situación más alta que los gabros en la secuencia evolutiva. Esta suposición geológica se basa en la existencia en los gabroides de la asociación Jabarinsk-oriental de venas isíticas, las cuales según su composición global se encuentran próximas a la hornblenda que aparece como producto de la cristalización del fundido restante de la clinopiroxenita olivínica de Molostovsk

(Tabla 17, anál. 9 y Tabla 19, anál. 4).

El alto contenido en aluminio en la hornblenda de las hornblenditas [26] y los melanogabros asociados con las clinopiroxenitas (Tabla 17) evidencian que el cambio de las paragénesis anhidras, esencialmente con anfíboles, está controlado por las siguientes reacciones:

(4-n)CaMgSi2O6 + (3+0,5n)Mg2SiO4 + nCaAl2Si2O8 + (5-2,5n)SiO2 + 2H2O = 2Ca2Mg5AlnSi8nO22(OH)2 (10)

(Di+Ol+An+Q+H2O = Am),

(4-n)CaMgSi2O6 + (6+n)MgSiO3 + nCaAl2Si2O8 + (2-3n)SiO2 + 2H2O = 2Ca2Mg5AlnSi8nO22(OH)2 (11)

(Di+En+An+Q+H2O = Am)

Las relaciones másicas Cpx/Ol y Cpx/Opx, con una completa transformación en anfíbol, están determinadas por su aluminicidad. Para n=0 Cpx/Ol=2,1 y Cpx/Opx=1,44 y para n=2 (aluminicidad modal de la hornblenda en las hornblenditas) Cpx/Ol=0,77 y Cpx/Opx=0,54. Para n≥4 la reacción sucede sin clinopiroxeno. Hornblendas con relación Al/Si=1 son desconocidas, pero las variedades más alumínicas de hornblenda se han encontrado esencialmente en hiperbasitas pobres en clinopiroxeno Así, en dunitas con diópsido del macizo Platínico de Kytlymsk en el Ural Medio se señala la presencia de hornblenda que contiene un 18,4% de Al2O3 con una relación Al/Si=0,53 [26].

Los melanogabros y las rocas puramente anfibólicas asociadas a las anfibolitas, próximas una a otra por la composición química (Tabla 17), en lo esencial representan variedades faciales de los productos de cristalización del fundido basítico restante nefelino- y olivinonormativo. Una alta alcalinidad se presenta como la característica general de las basitas que provienen de los fundidos clinopiroxénicos y las particularidades de su composición mineral están determinadas por el grado de saturación en agua del magma.

El distinto nivel o ritmo de aumento de la concentración del agua en el proceso de cristalización diferenciada puede cambiar fundamentalmente la dirección de la evolución magmática [34].

Por ejemplo, en la variante “acuosa”, los productos de cristalización del fundido restante con diferenciación de la piroxenita de Molostovsk presentan agregados magnetito-anfibólicos, es decir, una asociación mineral saturada en lo relativo al sílice. Sin embargo, en el caso de la cristalización anhidra este mismo fundido, a juzgar por la composición normativa, puede encontrarse mineralógicamente próximo al basalto nefelínico alcalino (Tabla 17).

Ambas dos variantes de cristalización diferenciada aparecen en intrusivos anulares afectando a las hazburgitas del macizo de Jabarinsk, el cual fue el motivo de la anterior sección. En el macizo de Molostovsk en relación con la composición real del fundido piroxenítico restante, que se constituye como parental del miembro gabroico siguiente de la serie, la evolución va de la piroxenita por el lado del melanogabro hornbléndico. Estas rocas, como ya se señaló, se componen en un 70-80% de hornblenda, los granos idiomórficos que cementan los agregados xenomórficos de feldespato a menudo están completamente sustituidos por saussurita. En aquellos raros casos en que el feldespato se conserva se consigue establecer que ellos presentan granos claramente zonados de plagioclasa con núcleos idiomórficos de composición An95-80 y una zona externa de An50-40. A menudo aparece una pequeña cantidad de feldespato potásico

Las particularidades texturales y las inclusiones de apatito poco Fluórico no dejan lugar a dudas sobre la cristalización temprana de la hornblenda condicionada por un aumento de la presión de agua. La simple composición mineral permite, según la conocida composición química de la hornblenda, y de la roca en su conjunto calcular bastante exactamente su composición mineral. Los resultados de tal cálculo se dan para algunas pruebas en la clave de la Tabla 17. Comparativamente, los melanogabros “leucocráticos” (Tabla 17, muestra 9), a diferencia de las variedades más extendidas, ya no contienen nefelina normativa y según dicha composición corresponde a un cotéctico seco CpxOpx-Pl con presión de 3-4 kb. Según el contenido real de hornblenda (67 % en peso) estas rocas son significativamente más melanocráticas que los gabros piroxénicos comunes y presentan aquellas mismas señales de cristalización temprana de la hornblenda sobre las que se habló con anterioridad.

El fundido acuoso a partir del cual cristalizaron estos gabros hornbléndicos se agotó en componentes fémicos en relación al cotéctico seco Fem-Pl para la misma presión, lo que proporcionó la separación de la hornblenda excedente y la evolución ulterior justamente según la tendencia clinopiroxenito-gabroica (ABC y DE en la Fig. 64) en la zona de los fundidos restantes leucocráticos C y E, próximos a los anortosíticos. Tal fundido restante ya correspondía al cotéctico acuoso y como resultado a la cristalización conjunta y fraccionación de la hornblenda y la plagioclasa evolucionó a lo largo de este cotéctico en la dirección del granito (EF) o de la sienita. En el complejo Molostovsk como producto de tal diferenciación se presentan cuerpos y diques de leucodioritas cuarcíferas, granosienitas y granitos [88].

Fig. 64.- Diagrama Ab-Fem-An, que ilustra las tendencias Clinopiroxenita-gabro-anortosítica (ABC) y Clinopiroxenita-gabro-anortosito-granítica (DEF) de diferenciación en los Intrusivos de Molostovsk (1) y Guberlinsk (2) pertenecientes al Complejo Molostovsk; 3.- Cotéctica Cpx0,3 -Opx0,3 -An.

Si la línea cotéctica acuosa Fem-Pl se alcanzó en la cámara intermedia, desde donde el fundido cotéctico leucocrático intruyó hacia arriba, entonces a consecuencia del descenso de la presión la composición del cotéctico se trasladó al lado de los componentes fémicos, el campo de cristalización de la plagioclasa se amplió y comenzó la separación de la anortita, que forma nucleos idiomórficos en granos zonados, lo que sobre todo se encuentra perfectamente expresado en rocas de composición variada del intrusivo Guberlinsk del complejo Molostovsk [88]. La cristalización de este líquido de plagioclasa básica se interrumpe bruscamente, lo que está evidenciado por los límites netos de los núcleos y la gran diferencia entre la composición de los núcleos y de las partes externas de los granos de plagioclasa. La siguiente etapa de cristalización tiene lugar a partir de un fundido que responde a un cotéctico en nuevas condiciones. En esta etapa sucede la cementación que separa los granos de hornblenda y anortita con agregados xenomórficos de hornblenda, plagioclasa, feldespato potásico y cuarzo. La ulterior evolución del fundido se encuentra obstaculizada y las anortositas hornbléndicas con cuarzo y las leucodioritas, en este caso, representan los diferenciados finales de la tendencia evolutiva clinopiroxenito-gabroica (punto C de la Fig. 64).

Tales rocas son muy características del cinturón Platínico del Ural y han sido detalladamente descritas [88]. En la región Kempirsaisko-Jabarinsk numerosos diques de anortositas hornbléndicas y leucodioritas del complejo Molostovsk muestran una clara relación geológica con los melanogabros hornbléndicos expresada en su relación espacial constante, así como en la existencia de transiciones graduales cuando unas y otras forman un solo cuerpo. Las anortositas poseen una composición mineral parecida a la de los melanogabros, es decir, las mismas plagioclasas claramente zonadas y un similarmente elevado contenido en Estroncio en la plagioclasa de 0,15-0,30 (% en peso).

De esta manera, las etapas terminales del desarrollo según la tendencia clinopiroxenitogabroica conducen a la separación de rocas leucocráticas horblendo-plagioclásicas del tipo anortosita o leucodiorita, las cuales, a su vez, pueden evolucionar hasta los granitos. La cantidad de tales rocas leucocráticas esencialmente plagioclásicas no es grande, pero son miembros característicos de la asociación clinopiroxeno-gabroica y concluyen su formación.

Como ha sido mostrado anteriormente [88]. el posible mecanismo de formación de las anortositas hornbléndicas y leucodioritas de los macizos Chernoistochinsk y Kytlymsk en el cinturón Platínico del Ural fue la fusión parcial de gabroides metamorfizados, transformados en rocas plagioclasohorbléndicas de tipo anfibolita. Las condiciones geológicas de este modelo (una estrecha relación espacial entre las anortositas con zonas de metamorfismo acuoso y su asociacón estable con las hornblenditas) a la luz de lo mencionado sobre la tendencia clinopiroxeno-gabroica puede ser interpretado también como el resultado de la evolución magmática de un fundido clinopiroxenítico y derivado de él, de un fundido basítico acuoso. En cualquier caso resalta el problema de la elaboración de los criterios de diferenciación de las anortositas horbléndicas de origen diferenciado y palingenético, es decir, aquel mismo problema que discutimos al analizar la naturaleza de los granitos plutónicos acuosos (ver capítulo 4).

Como diferenciado “seco” del magma clinopiroxenítico aparecen en el complejo Molostovsk los melanogabros biotito-hornblendico-clinopiroxénicos de tipo lamprofírico extendidos en una serie de intrusivos donde representan el fundido original para sienito-dioritas y sienitas, todas feldespáticas, asociadas a las anteriores [88]. Las relaciones geológicas entre las series clinopiroxenitogabro-feldespatoídica y clinopiroxenito-gabro-anortosítica evidencia el paralelismo de su desarrollo. En aquellos intrusivos donde se desarrollan ambas series, las interrelaciones de las rocas siempre es homodrómica: los cuerpos de rocas más leucocráticas, independientemente de que se presenten con feldespato o cuarzo, siempre cortan a variedades más melanocráticas.

No menos claramente se manifiestan en el cinturón Platínico del Ural las direcciones acuosa y “seca” de la diferenciación del magma clinopiroxenítico. En el macizo dunito-clinopiroxenítico del monte Soloviov en el Ural Medio, según han descrito N.K. Vysotski, A.N. Zavaritski, I.A.Malajov y otros investigadores en la parte externa se han desarrollado clinopiroxenitas con plagioclasa (tylaitas) que culminan la formación de este macizo. Estas rocas están compuestas por granos porfídicos zonados de augita, frecuentemente con estructuras en reloj de arena, los cuales contienen inclusiones idiomórficas de olivino, biotita y más raramente de plagioclasa An50-40 y están cementados por agregados de grano fino de esos mismos minerales, así como simplectitas plagioclasico-ortoclásicas y espinelo-magnetíticas. La ferricidad de la augita cambia del núcleo a la zona externa de los granos porfídicos de 0,19 a 0,22, en los mismos límites oscila también la ferricidad del olivino. El anfíbol (hornblenda altamente alumínica) no aparece siempre y al igual que en las clinopiroxenitas Molostovsk cementa los granos de piroxeno, presentándose como un producto de la cristalización de un fundido restante.

En relación con las particularidades de la tendencia evolutiva clinopiroxenítica en el fundido restante, crece la concentración de aluminio y sodio, lo que en parte produce el aumento en el contenido de estos elementos en el clinopiroxeno porfídico: Al2O3 de 4,5 hasta el 6%, Na2O de un 0,3 a un 1,5% (en las partes centrales y externas del grano respectivamente) y una composición relativamente ácida de la plagioclasa (An35) en los crecimientos plagioclaso-ortoclásicos de la matriz. En las variedades secas sin anfíbol en las piroxenitas del cinturón Platínico del Ural por primera vez fue descubierta por nosotros nefelina, formando granos aislados y crecimientos con ortoclasa. La cristalización del anfíbol suprime la separación de la nefelina, por eso en las piroxenitas con anfíbol, la nefelina no aparece.

Es importante subrayar que tanto en el complejo Molostovsk como en el cinturón Platínico la rama de diferenciados que contiene feldespatoides geoquímicamente no se diferencia de aquella que forma las rocas saturadas en sílice. A diferencia de las clinopiroxenitas con nefelina de los complejos alcalinos, las rocas de los complejos mencionados de los Urales no contienen altas concentraciones de Fósforo y Elementos Raros. Estos datos aparecen como complementarios para la confirmación de que las rocas de las ramas de diferenciación acuosa y “seca” aparecen como derivadas de una fuente magmática común.

La alta presión de agua en la cristalización de la parte granitoídica de la serie se encuentra evidenciada por la separación temprana de la biotita (inclusiones idiomórficas de biotita en los núcleos de granos de plagioclasa) y por la existencia en las variedades porfídicas de granitoides de enclaves de ortita magmática (ver capítulo 8, [110]).

Es posible suponer que en la parte superior de la extensión en vertical de la columna magmática, donde a consecuencia de la convección el fundido piroxenítico está contorneado y su diferenciación tiene lugar según una vía cuarzonormativa y en la parte inferior (pobre en agua) se separa un fundido más alcalino. Según lo visto, la coincidencia en una sola serie de rocas de fundidos derivados de diferente profundidad, que se diferencian en una u otra medida en la composición, representa una particularidad característica de la estructura de la mayoría de asociaciones de rocas magmáticas. En esta cuestión nos detendremos detalladamente en el capítulo 8.

Aquí es conveniente señalar que el mecanismo de formación de algunos tipos de rocas alcalinas se encuentra próximo al que propuso N. Bowen [97] fijándose en la composición nefelinonormativa de las hornblenditas. Los datos petrológicos y experimentales en el tiempo actual aún no son suficientes para la extensión de un mecanismo semejante para explicar la génesis de todos o al menos la mayoría de tipos de rocas alcalinas, pero para la explicación de las frecuentes asociaciones de feldespatoides y granitoides, esta explicación puede ser utilizada con éxito.

En la secuencia clinopiroxenito-horblendítica las partes cumulada y diferenciada de la tendencia, al igual que en la picrito-basáltica, coinciden. En el caso tratado tal coincidencia dificilmente puede preverse teóricamente, puesto que la fuerza motriz del proceso es la fraccionación, no de uno, sino de dos minerales (olivino y clinopiroxeno) que se encuentran en relación cotéctica. En esto consiste la ley general de la fraccionación cotéctica, la cual consiste en que tanto la fracción cristalizada como la líquida permanecen en uno y otro cotéctico, lo que forma la tendencia evolutiva dada. Esta ley se manifiesta muy claramente en la evolución de las basitas.

Tendencias Evolutivas De Las Basitas

Las tendencias de este tipo están condicionadas por la fraccionación del cotéctico Pl-Fem con la constante petroquímica CaO:Al2O3:MgO’ ≈ const. (Fig. 62). Aquí examinaremos sólo aquellas tendencias que no se salen propiamente del cuadro de las composiciones basíticas. La continuación de estas tendencias en la zona de las sienitas se discute en el próximo capítulo.

Se constituyen los siguientes tipos principales de evoluciones de las basitas : 1) fraccionación de alta presión del cotéctico Pl-Fem con un descenso de la presión, cuando el crecimiento de la ferricidad de las rocas en el proceso evolutivo está acompañado por el aumento de su índice fémico

∆(Fe/(Fe+Mg))

(----------------------------------- > 0), es decir:

∆(Fem/(Fem+An))

La secuencia de los grupos gabro plutónico-gabro volcano-intrusivo, y 2) la fraccionación del cotéctico basítico en condiciones isobáricas con evolución según dos direcciones, que en correspondencia con la terminología existente pueden denominarse como toleítica o “Fennerica”

∆(Fe/(Fe+Mg))

(------------------------ > 0, la relación Cpx/Fem crece).

∆(Fem/(Fem+An)) y la calco-alcalina o “Bowenica”

∆(Fe/(Fe+Mg))

(---------------------------------- < 0, Cpx/Fem, disminuye).

∆(Fem/(Fem+Am))

En el capítulo 8 examinaremos detalladamente las áreas de aplicabilidad de las nociones “toleítica” y “calco-alcalina”, pero para la designación de las tendencias evolutivas de la basitas, según los parámetros mencionados anteriormente, casi se pueden utilizar los nombres anteriores en un sentido universal, lo que sitúa al lector al tanto de publicaciones ulteriores.

Las tendencias gabro plutónico- basalto o gabro del gupo volcano-intrusivo se unifican al reflejar el cambio de composición del fundido basítico sobre un fondo de descenso de la presión, es decir, en focos magmáticos de diferentes profundidades o en el proceso de intrusión. Cualquier fraccionación en la que participen minerales ferro-magnesianos conduce al crecimiento de la ferricidad del fundido restante. En el caso de descenso de la presión en fundidos cotécticos basíticos, simultáneamente desciende también el grado del carácter leucocrático, en la medida en que sirve al aumento del índice fémico Fem/(Fem+An).

En el capítulo 5 examinamos detalladamente la tendencia evolutiva de los gabroides plutónicos del macizo de Kokpektinsk del complejo ofiolítico de Kempirsaisko-Jabarinsk y prestamos atención al parecido con sus tendencias de las rocas homogeneas del cinturón Platínico del Ural y de la serie de los gabro-granitoides (Fig. 61, tendencias 4’, 5’, 7’, 8’). La particularidad común de todas estas tendencias es el crecimiento del índice fémico paralelamente a la ferricidad en el curso de la evolución.

El carácter del cambio de otro parámetro informativo del cotéctico basítico, la participación del clinopiroxeno en la suma de componentes fémicos (Opx/Fem) es diferente en las series. En los gabroides de fuerte carácter cotéctico próximos al eutéctico ternario Cpx-An-Ol del macizo de Kokpektinsk según la medida de evolución el contenido del componente diopsídico aumenta, pero la composición de la roca sigue a lo largo del trazo polibárico del eutéctico ternario Cpx-An-Ol. Con esto, el gabro olivínico responde a una presión de 15 kb y el gabro diopsídico, más tardío, a una presión de 3-4 kb.

Los gabroides plutónicos de las series gabro-granítica de Magnitogorsk y de la serie gabroplagiogranítica de Katynadyrsk responden en composición al cotéctico Cpx-An con presión de 10 kb (Fig. 53). La fraccionación de este cotéctico con caída de la presión enriquece el fundido restante en componente ortopiroxénico, lo que encuentra reflejo en la situación respectiva en la tendencia de diferenciación.

Mediante la vía examinada, en la mayoría de los casos se alcanza un cotéctico basítico de relativamente baja presión, que responde por composición a uno u otro tipo de basalto. En condiciones isobáricas (Plit=const) el cotéctico basítico evoluciona en dos direcciones, como se señaló: toleítica y calco-alcalina. El crecimiento unido de la ferricidad y el índice fémico es característico de muchos basaltos platafórmicos y geosinclinales tempranos y tardíos y gabroides del grupo volcano-intrusivo. Precisos ejemplos de tales tendencias isobáricas lo constituyen los gabros del grupo volcano-intrusivo y los basaltos del complejo ofiolítico de Kempirsaisko-Jabarinsk (Fig. 61, tendencia 4’’), así como los gabroides de la serie gabro-granítica de Magnitogorsk y gabro-plagiogranítica de Katynadyrsk (tendencias 7’’, 8’’). Análoga tendencia la forman las composiciones calculadas de los líquidos que se separan en el proceso de diferenciación del intrusivo de Skaergard (6’) y parte de las doleritas del Karro (2’), es decir, los patrones universales del tipo toleítico de diferenciación.

En las coordenadas Cpx-An-Opx a este tipo de diferenciación corresponde el cotéctico de baja presión An-Opx, según cuya composición del líquido funciona en el lado del eutéctico ternario, es decir, se enriquece en componente diopsídico. Esta particularidad tiene un significado especial para las tendencias evolutivas de los basaltos toleíticos, puesto que la evolución del cotéctico basáltico, según el tipo calco-alcalino, se caracteriza por una tendencia contraria: a medida que sucede la evolución, la participación del componente diopsídico en la suma Fem se reduce.

La evolución de las basitas según el tipo calco-alcalino sucede en condiciones de ejemplar estabilidad de la presión general y aumento de la presión de agua; justamente la última conduce a una disminución del índice fémico a medida que tiene lugar la evolución. Según esta misma causa la tendencia toleítica predominante en la doleritas del Karroo, a lo largo de la cual se separan los diferenciados doleríticos ferrosos, en cada roca concreta, a juzgar por la composición del vidrio restante, cambia a la calco-alcalina: la relación Cpx/Fem en el vidrio disminuye, la relación Fem/ Fem+An y el parámetro f crecen en comparación con la composición global de la roca (Fig. 61, tendencia 2’’’). Una dirección análoga de diferenciación se observa claramente en las doleritas diferenciadas de los intrusivos de Tasmania (Fig. 61, tendencia 2’’’’).

Como producto de tal diferenciación, que transcurre por la vía calco-alcalina, se presentan las rocas de composición gabro-diorítica o de diorita cuarcífera (andesítico-basaltica o andesítica), por esto las tendencias del tipo examinado son muy características de la serie de gabro-granitoides (Fig. 61, tendencias 7’’’, 7’’’’, 8’’’ y 8’’’’). Ellas conducen a la zona de composiciones dioríticas y graníticas y serán examinadas más abajo. En lo que se refiere a aquellas rocas, según las cuales se han construido las tendencias de las Fig. 61 y 64, su composición no entra en el ámbito de los gabros y gabro-dioritas y solamente marcan una tendencia de saturación en sílice.

Llama la atención que las tendencias evolutivas de los gabroides de tipo plutónico, tanto en la serie de Magnitogorsk como en la de Katynadyrsk responden a condiciones de elevada presión en comparación con los gabros del grupo volcano-intrusivo.

Puesto que, asimismo, también en las tendencias picrito-basalticas (gabros) y clinopiroxenitogabroicas, con la fracción del cotéctico basítico, las series cumulada y diferenciada coinciden. Esto se demuestra claramente con el ejemplo del intrusivo de Skaergard. La tendencia calculada para el fundido evolutivo que se separa en el proceso de cristalización diferenciada del magma original (tendencia 6’) se encuentra próxima a la tendencia de las rocas de la serie estratiforme (6’’). Ambas tendencias corresponden ejemplarmente a un cotéctico isobárico (tras la inclusión de su parte más altamente ferrífera y más tardía temporalmente), pero la tendencia “solidificada”, como se deduce de las consideraciones teóricas, se diferencia de la “fundida” por un poco de disminución en el carácter leucocrático. Las rocas del intrusivo de Skaergard, que han sido formadas en el camino de la acumulación preponderante de silicatos ferro-magnesianos o de plagioclasas, en las coordenadas Fe/ (Fe+Mg)-An/(An+Fem) producen las tendencias 6’’’, parecidas a las tendencias cumuladas de los complejos ofiolíticos (4’’’). La inferior entre ellas, según lo ya visto, responde a una sedimentación de cristales en el estadio temprano de la evolución y la superior corresponde al estadio tardío.