CAPITULO OCTAVO

SERIES GABRO-GRANITICAS DE TIPO BAROFÓBICO Y BAROFÍLICO

Para la sistemática de las series más difundidas de rocas magmáticas, las basáltico-riolíticas y las gabro-graníticas, especial significado lo tienen las tendencias evolutivas de las basitas en el lado del enriquecimiento en sílice y Metales Alcalinos. La evolución en esta dirección siempre está condicionada por la segregación a partir del fundido original de asociaciones minerales del cotéctico Pl-Fem diferentes en composición. Las constantes petroquímicas de la tendencia son Fem/An ≈const. y MgO’/CaO≈const. Como principal indicador de la evolución se presenta el aumento del contenido en sílice, lo que permite utilizar, para el análisis petroquímico los diagramas binarios con base en SiO2. Las diferentes rocas formadas en esta serie determinan casi completamente la composición del magma original, que aparece como gabroico o basáltico.

El conjunto de numerosos trabajos puede resumirse en el esquema de clasificación de los basaltos según las evidencias texturales y materiales, conveniente para el conjunto de consideraciones ulteriores, del camino evolutivo de las rocas magmáticas. En principio en él se dan dos clases principales de basaltos: toleíticos y alcalinos, el primero de los cuales se caracteríza por la ausencia y el segundo por la presencia de nódulos hiperbasíticos. La subdivisión de la clase toleítica puede hacerse de la siguiente manera (entre paréntesis se muestran los tipos de evolución según la literatura habitual y contemporánea y la terminología utilizada en la anterior sección) (Esquema en la página siguiente, 154).

Los basaltos de cada una de estas subdivisiones presentan una posición geológica específica y una característica composición material. Según la composición material en cada uno de los cuatro tipos de basaltos toleíticos (oceánicos, de plataforma, geosinclinales (arco-isla) y orogénicos ) se separan las toleítas propiamente dichas y los basaltos altamente alumínicos [128] o los basaltos de las formaciones andesíticas [41, 43], que son los productos correspondientes al camino toleítico y calco-alcalino de evolución de los cotécticos basíticos. Estos dos grupos de basaltos entran en la composición de los dos tipos de series basaltico-riolíticas, a los cuales diferentes autores prestando atención a una cualquiera de las particularidades existentes les dan diferentes nombres: toleítica y calco-alcalina, pizhonítica (toleítica) e hipersténica (de alta aluminicidad) (G. Kuno), afírica y porfírica, contrastada e ininterrumpida (D.S. Shteimberg). La subdivisión más difundida en las series toleítica y calco-alcalina sobreentiende las diferencias en la concentración de Calcio y Metales Alcalinos, las cuales no siempre se mantienen para siempre y no reflejan la naturaleza real que presentan estos dos tipos de series. Además de esto, esta subdivisión no responde a aquel contenido que se incluye en estos términos correspondientes a las basitas reales. Si las dos tendencias principales isobáricas de la evolución de las basitas, las cuales han sido examinadas en el capítulo precedente, pueden ser consideradas como la toleítica y la calco-alcalina, entonces con la transición a la parte granítica de la serie y como se demostró, una y otra tendencia se muestran como de un solo tipo próximo al calco-alcalino.

Esta conclusión puede ilustrarse con el ejemplo del diagrama AFM (Fig. 65), el cual a menudo se utiliza para la subdivisión de las series en toleíticas y calco-alcalinas. En esta figura se muestran

Esquema

Oceánica (Toleítica)

Toleita

De Plataforma (básicamente Toleíticas)

Continental

Zonas móviles

Geosinclinales o de Arco-isla (Toleítica y Calco-alcalina)

Orogénica (principalmente Calcoalcalina) FeO´ dos series de gabro-granitoides: la “toleítica” de Magnitogorsk y la “calco-alcalina” de Auerbajovsk extensamente descritas con anterioridad [88]. No es difícil notar que las diferencias propias del patrón de referencia de uno y otro tipo se manifiestan solamente en la parte de los gabroides, sino que la parte granítica de ambas series en el diagrama se manifiesta como una sola tendencia que coincide justamente con la dirección calco-alcalina de la evolución y constituye una tendencia en línea recta. De lo mostrado se deduce que los términos “toleítico” y “calco-alcalino” tienen significado sólo en el camino de evolución que transcurre en el ambiente propio del cotéctico basítico y para la tipificación de las series basaltico-riolíticas y gabro-graníticas se necesita otra herramienta.

Tipos De Evoluciones Magmaticas Determinados En Base A La Presion

Sobre todo, es clara la esencia geológica y fisico-química de los dos tipos de series de gabrogranitoides que se demuestra con el análisis de la influencia de la Plit y la PH2O en las particularidades de la diferenciación magmática y su evolución. En la Fig. 66 se muestran las curvas de fusión de los principales tipos de rocas magmáticas, basaltos (gabros), andesitas y riolitas (granitos) en condiciones “secas” y saturadas en agua. Para los graníticos y gabroides los cotécticos se encuentran marcados por isolíneas de contenido en cuarzo y clinopiroxeno, lo que permite la orientación precisa con relación a la composición de las rocas. Estas isolíneas se han determinado en base a datos experimentales según la composición de los cotécticos secos y acuosos y su análisis (ver capítulos 4 y 5). Existe alguna condicionalidad en la situación de las curvas de fusión relacionada con las variaciones de la composición real de los magmas y el grado de saturación en agua, pero que básicamente no modifican el cuadro. Las líneas PM y FE muestran dos caminos posibles para la evolución de los magmas basálticos: PM, las diferenciación con presión baja y EF, con presión alta.

Como límite físico-químico de la evolución magmática de toleítas y magmas calco-alcalinos de cualquier composición se presenta el líquidus granítico acuoso. Dependiendo de la presión general y el grado de saturación en agua del magma la evolución finaliza en diferentes zonas de la curva acuosa de fusión del granito, pero la presión general con la separación del fundido granítico no puede superar la presión de la generación del magma más básico precedente.

En el camino que va del gabro al granito el fundido magmático transcurre por la zona de presencia de todos los fundidos de composición intermedia con cualquier grado de saturación en agua. En la tendencia de diferenciación PM el fundido de composición media (andesítico, dacítico, tonalítico y granodiorítico) puede diferenciarse del basáltico en la zona de baja presión en un pequeño intervalo de temperatura (100°C) por la superación de la zona de existencia de fundidos de composición media para cualquier grado de saturación en agua. Con esto, probablemente, se condiciona la rareza relativa de las rocas correspondientes y el tipo de contraste de las series de baja presión. La evolución de tales series concluye con la separación a escasa profundidad de fundidos graníticos moderadamente acuoso (punto M).

En el segundo caso la evolución del fundido magmático tiene lugar en la zona de altas presiones, dependiendo del grado de saturación en agua el intervalo de temperatura de existencia de fundidos de composición intermedia crece hasta 400°C, lo que proporciona condiciones favorables para la separación de grandes masas de rocas de composición tonalito-granodiorítica y tipos ininterrumpidos de diferenciados. Si bien la tendencia de baja presión puede concluir tan solo en la zona del granito moderadamente acuoso, sin embargo, para la diferenciación bajo altas presiones las limitaciones fisico-químicas no son ni siquiera parecidas: la evolución concluye tanto en condiciones de escasa profundidad (zona NM), como en granitos acuosos de mayor profundidad (zona NE).

En correspondencia con lo expuesto, las series del primer tipo pueden ser consideradas como barofóbicas y las del segundo como barofílicas. Los términos propuestos reflejan bastante exactamente la esencia físico-química de los dos tipos examinados de series y desde este punto de vista son más aceptables que los aceptados hasta ahora, sobre todo que el “toleítico” y el “calco- alcalino”. Naturalmente, que el esquema examinado está simplificado notoriamente. El camino real de la evolución es variado y determina la existencia de series intermedias entre las tipicamnente barofóbicas y barofílicas.

En sus términos extremos las series barofóbicas y barofílicas se diferencian notoriamente por la estructura interna y la composición material de las rocas. La alta presión bajo la cual tiene lugar la evolución de la serie barofílica contribuye al aumento del grado de saturación en agua del magma, lo que condiciona la textura porfiroide de los efusivos, el desarrollo preponderante del piroxeno aislado junto a pizhonita de alta temperatura y la cristalización temprana de plagioclasa y magnetita. Los basaltos y gabros de las series barofílicas responden a un cotéctico de más alta presión respecto a las rocas homónimas barofóbicas (10-15 kb y 1-4 kb respectivamente, ver Capítulos 5, 7, Figs. 44, 45). Por esto, se caracterízan por un índice fémico menor, es decir, pertenecen a las rocas altamente alumínicas y según la mayoría de los otros parámetros su composición es de tipo calco-alcalino. Tales basitas se encuentran claramente asociadas con las rocas de composición inermedia, las tonalitas, monzodioritas, granodioritas, las cuales forman a menudo algunos máximos en la curva de distribucción de los elementos petrogenéticos, lo que permite considerar a estas series barofílicas como polimodales.

En las series barofílicas los silicatos fémicos que contienen grupos hidróxilo comienzan su cristalización en un estadio más temprano de la evolución respecto a las series barofóbicas. En las últimas el anfíbol se manifiesta como un mineral magmático primario en las rocas con un contenido en sílice del 60% y más alto, pero en las barofílicas están ampliamente difundidos los gabros anfibólicos primarios. La cristalización temprana en rocas pobres en sílice del anfíbol y de la magnetita que le acompaña conduce al enriquecimiento en SiO2 del fundido restante y por lo tanto a una tendencia de diferenciación de tipo “Bowen”. La información geoquímica de la fraccionación del anfíbol, extensamente examinada por una serie de investigadores [34, 62] muestra, al menos en parte, la variada conducta de los elementos de la familia del Hierro en las series de uno y otro tipo. Si la fraccionación del olivino y del piroxeno conduce a la disminución de la relación Ni/Co en el proceso evolutivo, entonces la desaparición del anfíbol, por el contrario, aumenta el valor de esta relación en el fundido restante. En las series barofóbicas en la zona de las composiciones basíticas

Fig. 66.- Esquema de la evolución de las Series Barofóbicas (PM) y Barofílicas (FNM, FNE y FNE´).

1.- Curvas de fusión de la Toleita (T); Andesita (A) y Granito (G) en condiciones anhidras y saturadas en H2O (Plit= PH2O) [62, 116, 130, 144] así como el Liquidus del Sistema Di-An-Fo [137]; 2.- Contenido en Cuarzo en el Eutéctico granítico [130, 144] y del Diópsido en el Eutéctico Diópsido-Anortita [96, 148) para diferentes valores de la Plit y PH2O; 3.- Contenido en agua en el fundido granítico; 4.- Camino de la evolución del Magma (ver Texto); 5.- Campos de la generación del Magma granítico y basítico del tipo Plutónico.

∆(Ni/Co)

------------ < 0, mientras en las series barofílicas es mayor que cero o Ni/Co≈const. [88].

∆SiO2

Las series gabro-graníticas a menudo contienen rocas de alta alcalinidad: sienitas, sienitas cuarcíferas, granosienitas y granitos alcalinos. En los tipos barofóbicos y barofílicos estas rocas se diferencian claramente. La alta alcalinidad de los granitoides en las series barofílicas se manifiesta en un más alto contenido en metales alcalinos y una menor cantidad de cuarzo (la tendencia o pendiente sienítica) respecto a los granitoides de alcalinidad “normal” con el mismo índice fémico y, parecido contenido en calcio (esto conviene subrayarlo especialmente). Respecto a la composición mineral, es típica la paragénesis de plagioclasa con biotita, la cual se manifiesta en las variedades más tempranas y melanocráticas, es decir, en los gabroides. Geoquímicamente es característica la alta concentración en Rubidio, Estroncio y Bario.

Las rocas de alta alcalinidad en las series de tipo barofóbico están empobrecidas en Calcio en comparación con las variedades de la secuencia normal. La plagioclasa no es típica de ellas y su puesto lo ocupa la anortoclasa. En el papel de minerales coloreados aparece el piroxeno (egirina, egirinoaugita) o el anfíbol alcalino; la biotita o se encuentra ausente o aparece como lepidomelana. El contenido de Estroncio y Bario en estas rocas es menor en comparación con las de la secuencia “normal”.

Desde el punto de vista geoquímico las rocas barofóbicas de alta alcalinidad pueden considerarse como bajas en Estroncio y las barofílicas como altas en este mismo elemento. También se diferencian estos dos tipos de rocas sistemáticamente en el contenido en otros elementos. Las rocas barofóbicas de alta alcalinidad están enriquecidas en Ytrio y Zirconio y presentan una relación La/Yb más baja [88].

Para las series barofóbicas y barofílicas son característicos, asimismo, variados productos de la cristalización de magmas de tipo plutónico. Las series barofóbicas nunca contienen granitos plutónicos, pero como regla, presentan miembros gabroicos plutónicos. Las series barofílicas, por el contrario, en los casos típicos, se encuentran privadas de gabroides plutónicos y aquellas de entre ellas que se localizan en facies abisales o mesoabisales, a menudo concluyen su desarrollo con granitos de tipo plutónico.

Las zonas de individualización de los magmas plutónicos básicos y graníticos se muestran en la Fig. 66 mediante círculos. Los parámetros fisico-químicos que determinan los tipos plutónicos de magmas basíticos y graníticos son diferentes. El magma basítico plutónico, cotéctico por composición, estable sólo en el caso de alta presión, no puede alcanzar la superficie terrestre a consecuencia de su alta temperatura. De por sí la alta temperatura del fundido magmático, naturalmente, no puede servir como obstáculo a su traslado vertical. Pero, si el magma, como en el caso de las basitas plutónicas, representa un fundido cotéctico mínimo, entonces las posibilidades de su intrusión están limitadas. El magma puede elevarse en zonas de baja presión sólo con productos separados de cristalización de alta presión de la fracción líquida, estable para cada descenso de la presión dado. Como resultado de tal evolución se presenta una serie de grupos de gabros plutónicos--gabros volcano-intrusivos, que hemos examinado en los capítulos 5 y 7. El tipo barofílico de intrusión supone la existencia de focos de fusión intermedios entre la fuente formadora del magma y la cámara magmática, lo que produce la condiciones para la detención de los productos de la cristalización del magma plutónico basítico en estos focos. Con esto se explica la frecuente ausencia en las series barofílicas de gabrogranitoides de gabros del grupo plutónico. Con la misma intrusión de tipo barofóbico el fundido basítico plutónico puede alcanzar el nivel hipoabisal, bien en forma de masas no completamente solidificadas, bien en forma de inclusiones provenientes de profundidad (Fig. 67).

El movimiento vertical del magma granítico plutónico cotéctico está determinado por su grado de saturación en agua. Con base en los datos que se han mostrado en el capítulo 4, la zona de existencia del magma granítico plutónico acuoso se encuentra limitada por el líquido granítico con PH2O=0,75 Plit y las isolíneas del contenido en cuarzo del 30%.

La palingénesis cortical con fusión directa del magma granítico acuoso aparece, según lo ya visto, como plural, aunque frecuentemente es el modo común de formación del magma granítico

1.- Restita Hiperbasítica; 2, 3.- Gabroides de los Grupos Plutónicos (2) y Volcano-intrusivos (3); 4.- Dioritas; Tonalitas; 5.- Granodioritas; 6.- Adamellitas; Granitos; 7.- Campo de enriquecimiento en agua del fundido en un foco de profundidad intermedia (a); acuoso. Como se deduce de la Fig. 66 la serie andesítica barofílica puede concluir su evolución con el líquido granítico en la zona de alta presión (E y E’ ). El magma granítico que se separa aquí, según el nivel de saturación en agua, y consiguientemente, también según las características de la composición material de los granitos, las cuales están determinadas por la profundidad de formación, etc. estarán próximas a las del fundido palingenético directo. Como la principal particularidad geológica de la serie barofílica con presencia de granitos acuosos de génesis restante, sirve la existencia de granitoides de alta basicidad: dioritas cuarcíferas y granodioritas (por ejemplo, las series Uvildinsk y Verjisetsk, ver más abajo).

I.- Zona de generación del Magma; II, III.- Intrusivos de los tipos barofóbicos (II) y barofílicos (III).

EJEMPLOS DE SERIES DE LOS TIPOS BAROFOBICO Y BAROFILICO

Examinaremos brevemente los ejemplos bien estudiados de las series intrusivas de los Urales representadas en la Fig. 66: el tipo barofóbico (PM ), la barofílica con granito poco acuoso hipoabisal en calidad de último miembro de la evolución (FNM ) y barofílicas que concluyen su desarrollo en condiciones mesoabisales o abisales de granito acuoso o moderadamente acuoso (FNE y FNE’ ).

Como ejemplo de serie barofóbica puede servir la gabro-granítica de Magnitogorsk, detalladamente descrita con anterioridad [73, 88]. La serie es claramente bimodal (Fig. 68). Las rocas, intermedias por composición entre las gabroicas y graníticas presentan un desarrollo subordinado y las causas de este tipo de manifestación se examinarán en la próxima sección. Los gabros de tipo plutónico son gabro-noritas olivínicas, y los gabros del grupo volcano-intrusivo están compuestos por variedades clinopiroxeno-anfibólicas comagmáticas con basaltos toleíticos de edad Viseense y forman un contraste único con la formación diferenciada con porfiroides traquiliparíticos, análogos volcánicos de los granitos. Los granitos se desarrollan en las partes apicales de los stocks gabrograníticos o forman auténticos cuerpos estratiformes y están representados principalmente por rocas anortoclásicas hornbléndicas de alta alcalinidad y estructura micropegmatítica. La composición de la matriz micropegmatítica (Q40 Ab27 An3 Or30) corresponde a una presión de agua de 0,5 kb (Fig. 31). La hornblenda magmática comienza su cristalización a partir del fundido con contenido en sílice mayor del 63% y en rocas más básicas se encuentra sustituidas por piroxeno. La profundidad corresponde a la facies hipoabisal.

En la siguiente sección volveremos a esta serie, pero aquí debemos señalar que en los stocks gabro-graníticos son intracamerales, es decir, diferenciados gabroicos de escasa profundidad, lo que determina claramente la estratificación vertical de tales stocks. En el volumen del macizo ocupan no más del 5-10%. El pequeño volumen de granito constituye un rasgo característico de las series gabro-graníticas barofóbicas.

A la vez que las series gabro-graníticas con contraste del tipo de la de Magnitogorsk, en la zona eugeosinclinal se encuentran ampliamente desarrolladas las series diferenciadas ininterrumpidas gabro-diorito-graníticas, las cuales presentan una serie de particularidades propias de las tendencias barofílicas. Los gabros incluidos en esta serie se diferencian de los gabros de las series contrastantes por un descenso en la ferricidad y un menor valor del índice fémico [88], es decir, corresponden a un cotéctico de más alta presión. Según las particularidades de su composición corresponden a basaltos “hipersténicos” altamente alumínicos según terminología de G. Kuno. Es conveniente volver a prestar atención a que la abundancia de ortopiroxeno sirve como indicador de la pertenencia de tales basitas al cotéctico ortopiroxeno-plagioclásico. Como ya hemos señalado en el capítulo 7, a lo largo de este cotéctico las composiciones más leucocráticas que las clinopiroxenoplagioclásicas siguen la tendencia evolutiva calco-alcalina de las basitas, a las cuales pertenece la parte principal de los gabros de series diferenciadas ininterrumpidamente. En tales series alcanzan un gran desarrollo las tonalitas, granodioritas y otras rocas intermedias por composición entre los gabros y los granitos. Estas rocas presentan particularidades comunes petro- y geoquímicas con los gabros precedentes y los granitos que les siguen, y se diferencian muy claramente de las tonalitas orogénicas y granodioritas con alto contenido en Estroncio [88].

La mayoría de las series barofílicas ininterrumpidas eugeosinclinales de gabro-granitoides concluyen su desarrollo, al igual que la serie barofóbica de Magnitogorsk, en condiciones hipoabisales con granitos de tipo poco acuoso, lo que se sigue a lo largo de la tendencia FNM (Fig. 66).

Los rasgos típicos de tales series se manifiestan en el complejo gabro-diorito-plagiogranítico de Rieftinsk (Fig. 68, II). Las rocas de este complejo forman la mayor parte del macizo de Rieftinsk, situado en la vertiente oriental del Ural Medio y ocupan en el nivel actual de erosión un área de cerca de 800 km2 [88]. Las rocas intrusivas son comagmáticas a las volcanitas Silurico-Devónico inferior y están caracterizadas por una marcada pendiente Sódica. Las características petro- y geoquímicas de estas rocas se muestran en [88]. Esta serie se presenta como de diferenciación ininterumpida homodrómica con cristalización temprana de la hornblenda, que representa el único silicato fémico en las rocas más antiguas, los gabroides. El tipo de aureola de contacto, las particularidades de la textura y de la composición mineral muestran un nivel meso- o hipoabisal para la formación del macizo.

Las mismas particularidades son propias de la serie sodico-potásica de Berdiaushk (Fig. 68, III), en cuya composición se incluyen granitos rapakiwi y sienitas nefelínicas. Éstas las examinaremos más detenidamente más abajo cuando se trate de la relación entre los granitoides y las sienitas nefelínicas.

Como ejemplo de serie barofílica gabro-granítica que finaliza su desarrollo en condiciones mesoabisales pueden servir los granitoides del complejo Uvildinsk en las Montañas Ilmensk en el Ural Medio (Fig. 68, IV). Esta serie presenta rocas de alta alcalinidad desde monzogabros hasta granitos (Tabla 21), las cuales forman algunos grandes macizos anulares que cortan neises y pizarras supuestamente de edad Proterozoica. Las volcanitas comagmáticas se encuentran ausentes.

Los monzogabros están constituidos por bloques de tamaño variado (desde 0,5 hasta 100200 m) en los granitoides. Estas rocas melanocráticas están compuestas de hornblenda, biotita, una pequeña cantidad de clinopiroxeno, plagioclasa comparativamente ácida (An50-40) y feldespato alcalino micropertítico. El alto contenido en Metales Alcalinos, Fósforo, Estroncio, Zirconio, Niobio y Lantánidos ligeros evidencian su pertenencia al grupo de los basaltos alcalinos. La exposición más clara de estas particularidades de la composición tiene lugar en venas de microgabro (Tabla

Fig. 68.- Distribución del SiO2 en las series intrusivas del tipo barofóbico (I) y barofílico (II-V)

I-V.- Series: I.- Magnitogorsk; II.- Rieftínsk; III.- Berdiaushk Gabro-granítica; IV.-Uvildinsk; V.- Verjisetsk.

21, anál. 1) con contactos enfriados, las cuales afectan a los neises del encajante, lo que sirve de evidencia geológica de la génesis magmática de los gabroides.

Los granitoides varían en su composición desde sienitodioritas cuarcíferas biotito-hornbléndicas hasta granitos biotíticos y constituyen grupos discretos con composiciones intermedias cuyo análisis se muestra en la Tabla 21. Cada uno de tales grupos representa una subdivisión fásica y presenta análogos en venas. El mayor desarrollo lo alcanzan las sienogranodioritas, granosienitas y adamellitas. Los granitos forman pequeños cuerpos que cortan los miembros más tempranos de la serie y las rocas encajantes. A juzgar por el contenido en cuarzo de los recrecimientos gráficos cuarzomicroclínicos de estos granitos (33-35%) la formación de la serie concluyó con una presión de agua de aproximadamente 2,5 kb. Esta presión corresponde a la frontera convencional escogida entre los granitos de las asociaciones plutónica y volcano-intrusiva. Las características de la composición mineral no contradicen lo previamente establecido sobre la pertenencia de estas rocas al grupo acuoso. Estas rocas contienen microclina, apatito y biotita máximos de los granitos y tienen una alta relación H2O/(H2O+F+Cl), la magnetita se encuentra ausente. La facies de profundidad del macizo en base a lo anteriormente establecido corresponde a la mesoabisal.

Según lo visto, la presión alta es característica de todos los estadios evolutivos de la serie de Uvildinsk. Llama la atención que los gabros más tempranos son los nefelino- y olivinonormativos (Tabla 21, anál. 2). La relación entre los granitoides diferenciados y tales rocas subsaturadas en sílice puede deberse a la alta presión de agua. La nefelina y el olivino modales están ausentes en los monzogabros y aparece tan solo en pequeña cantidad el clinopiroxeno. La norma acuosa del monzogabro de Uvildinsk no contiene nefelina y está tan solo un poco subsaturada en sílice: Ab

38%, An 18,7, Cpx 8,6, Ol 3,4, Bi 28,0, Ap 2,2, Ru 1,1 %. Gracias a la alta presión de agua junto con los piroxenos ricos en sílice cristalizan anfíboles y biotitas pobres en él (sílice), lo que conduce a la diferenciación por el camino del enriquecimiento en cuarzo. En las rocas de la serie este mineral aparece con contenídos en sílice mayores del 56%.

Como representante de las series tonalito-granodioríticas barofílicas más difundidas en las zonas orogénicas puede servir la Carbonífera inferior de Verjisetsk, que se localiza en la zona transicional de Sverdlovsk (Ekaterimburgo, ahora, N. el T.)) en el Ural Medio [18, 88]. Aquí, esta serie forma un cinturón meridional (N-S) de grandes macizos que se alargan desde la ciudad de Sverdlovsk hasta la latitud de la ciudad de Ivdel, es decir por más de 400 km. El macizo más estudiado en esta serie de Verjisetsk ocupa un área de 1800 km2, yaciendo entre rocas ordovícicas y silúricas volcanosedimentarias y volcanogénicas en el núcleo de una estructura anticlinal. Los contactos del macizo, según datos de levantamientos sísmicos y gravimétricos, tienen un espesor de 9 km inclinándose hacia afuera un ángulo de 60-80°. En el interior del macizo se distinguen asimismo algunas estructuras cupulares que están compuestas por series discretas diferenciadas de rocas, las cuales varían en composición desde tonalitas a granitos (Fig. 68, V). Éstas forman algunos complejos de variada edad, cuyas rocas dentro del campo tonalíto-granítico varían de cálcicas poco potásicas hasta sodico-potásicas. La composición media de las rocas del complejo joven más difundido se muestran en la Tabla 22. Su caracterización detallada se da en una monografía de I.N. Bushliakov y I.D. Soboliov [14].

Las tonalitas son rocas de grano medio, compuestas fundamentalmente por plagioclasa An50-20 y hornblenda moderadamente alumínica. En las granodioritas, que forman el 80% del afloramiento del macizo, a estos minerales se le añaden la biotita y el Fto-k. Según las características de la composición mineral se diferencian dos grupos de granodioritas: las esfénicas y las magnetíticas, que pertenecen a las ferrofacies amagnetítica y magnetitoportadora respectivamente [12] y presentan una parecida composición química (Tabla 22). Las granodioritas afectan a los cuerpos de granitos biotíticos y de dos micas tanto de estructura de igual tamaño de grano como porfiroide (Tabla 22, anál. 4, 5), los cuales se localizan principalmente en la parte central del macizo y presentan una composición química específica de los granitos propiamente acuosos [73].

Todas estas variedades principales de rocas aparecen también en forma de venas que no afectan al orden homodrómico de su formación. Están ampliamente difundidas las venas de granitos aplíticos, aplitas y pegmatitas y el contenido en cuarzo en sus zonas gráficas (27-29%) evidencia que la presión de agua se encontraba próxima a los 4 kb (Fig. 31).

La principal característica de las tonalitas y granodioritas del macizo de Verjisetsk es la presencia constante de epidota idiomórfica asociada a la hornblenda y próxima en composición a la epidota de origen magmático [110]. Si la interpretación, bastante pobre en datos experimentales, que se da en [110] es cierta, entonces la paragénesis de esta epidota con la hornblenda puede indicar una cristalización de las rocas bajo una alta presión general (8 kb). Con arreglo a la serie de Verjisetsk, tal conclusión se muestra de acuerdo con los datos sobre la alta presión de agua y las particularidades de la composición de los minerales petrográficos, lo que evidencia lo establecido sobre el macizo en

Tabla 21.- Composiciones medias de las rocas de la Serie Uvildinsk facies abisales [14, 73].

Las series granitoídicas, derivan de magmas andesíticos y más ácidos en composición, siendo

Tabla 22.- Composición química media de las rocas del Macizo Verjisetski, % en peso. Componentes características de magmatismos de tipo orogénico, y no las podremos examinar detalladamente. Según las leyes evolutivas estas series representan fragmentos completos de series gabro-graníticas completas, aunque también ocupan una posición geológica propia y presentan una serie de características de composición material que fundamentalmente las dividen en los tipos formacionales independientes tonalito-granodiorítico y adamellito-granítico [73].

Clave.-1.- Tonalitas (13); 2,3.- Granodioritas: 2.- Esfénica (37), 3.- Magnetítica (23); 4,5.- Granitos y Adamellitas: 4.- Equigranulares (24); 5.- Porfiroides (7); entre paréntesis- nº de análisis.

Parcialmente, las rocas de estos tipos formacionales orogénicos (en sentido amplio) se diferencian claramente de las series eugeosinclinales y de arco-isla por el contenido en Rubidio y Estroncio (Fig. 8) y según el tipo de tendencias evolutivas pertenecen a las barofílicas. Tal camino de evolución contribuye al enriquecimiento de las rocas en Estroncio (ver más abajo), pero también ocasiona que los productos de los primeros estadios no siempre alcanzan la cámara magmática, donde tiene lugar el proceso de formación del macizo y se “atascan” en focos magmáticos intermedios. A consecuencia de esto la serie de rocas intrusivas que se localiza en el macizo, frecuentemente no contiene precedentes gabroicos o su presencia está restringida a inclusiones en las rocas más difundidas de la fase principal de intrusión. Las series adquieren una composición esencialmente andesítica (tonalito-granodiorítica) y adamellito-granítica, una distribución polimodal de las rocas, así como unas particularidades de la composición química y mineral propiamente barofílicas.

En la serie de Uvildinsk las rocas más difundidas, que se muestran en el nivel de formación del macizo con todas las señales de magmatismo, son las sienogranodioritas (Tabla 21). Rocas más básicas aparecen principalmente en forma de inclusiones de diferente tamaño (desde algunos centímetros a centenares de metros) dentro de las sienogranodioritas. Estos rasgos no solamente son frecuentes en la serie de Uvildinsk, sino en la mayoría de los otros macizos del Ural de parecida estructuración geológica (raramente discordantes, formas anulares) y composición, los cuales han sido unificados en una formación especial monzodiorito-granítica. Según los datos geoquímicos y petroquímicos [68] les corresponde un magma original de composición latítica.

A partir de esto, sin embargo, aún no se deduce una conclusión sobre el carácter primario del propio magma latítico. Más arriba hemos mencionado la existencia en la serie de Uvildinsk de venas de rocas que presentan una composición de gabro alcalino (Tabla 21, anál. 1) las cuales cortan a los neises encajantes y los gabros incluidos en las sienogranodioritas. La existencia de estas rocas que al igual que los gabros poseen un alto contenido en Metales Alcalinos y Estroncio, evidencia la existencia de un fundido basítico precursor de las sienogranodioritas. Ya que todas las rocas de la serie de Uvildinsk tienen unas particularidades composicionales muy características, entre ellas puede suponerse entonces una relación genética.

En lo que se refiere a la serie de Verjisetsk y a las que son parecidas a ella, que se encuentran ampliamente difundidas en los cinturones móviles orogénicos y en las zonas continentales activas de tipo andino, su origen y relaciones con el magmatismo basáltico han sido objeto de numerosas discusiones [62, 63, 102, 116]. Con el análisis formacional y la tipización de las series las dudas genéticas, las cuales en la mayoría de los casos no pueden ser establecidas de un modo preciso con el nivel actual de conocimientos geológicos y petrológicos, obligando a dar prioridad a la composición de la fase principal de intrusión en el nivel de formación del macizo y dividir en correspondencia con los principales tipos de magmatismo reales existentes, las series basálticas (gabro-graníticas), andesíticas (tonalito-granodioríticas, monzodiorito-graníticas y otras) y riolíticas (adamelliticograníticas). Con esto es necesario tener en cuenta la interrelación de los magmas de composición ácida e intermedia con los más básicos.

SOBRE LA COINCIDENCIA EN LAS SERIES MAGMATICAS DE LOS PRODUCTOS DE CRISTALIZACION DE LOS MAGMAS, DERIVADOS DE FOCOS INTERMEDIOS DE PROFUNDIDAD VARIADA

La tipificación de las series barofóbicas y barofílicas, al igual que cualquier otra clasificación en subdivisiones de grupos complejos de rocas magmáticas, se complica por el hecho de que los frecuentes rasgos propios de uno y otro tipo se encuentran en una sola serie. En realidad, la evolución del magma original incluye algunas etapas que tienen lugar en focos intermedios de diferente profundidad. Por esto, por ejemplo, en la serie barofóbica pueden existir rocas formadas en las etapas intermedias de la evolución, provenientes de focos de mayor profundidad que aquellos que aportan la masa principal de rocas.

En la serie barofóbica gabro-granítica de Magnitogorsk la composición contrastante de las rocas se encuentra señalada en macizos con forma de stocks, en los cuales los gabros ocupan la mayor parte del volumen y los granitos y las granosienitas se disponen en las partes apicales, representando diferenciados intracamerales del magma gabroico. Entre los gabros y los granitos a menudo se dispone una zona de brechas eruptivas, compuestas por bloques de gabros cementados por material granitoídico, cuya cantidad crece de abajo a arriba [88].

Es evidente la estrecha asociación de tales stocks de gabro-granitos que se encuentran en disposiciones estratiformes, las cuales se les diferencian no sólo en la forma sino en el conjunto de rocas que incluyen. En los cuerpos estratiformes los gabroides presentan un desarrollo escaso y predominan los granitoides, que varían en composición desde la diorita cuarcífera y la sienogranodiorita hasta la granosienita y el granito. Estas rocas forman una asociación polimodal en contraposición a la serie bimodal de los stocks y tienen una composición material ligeramente diferente en rocas homónimas. Como tales rocas comunes aparecen los granitos y las granosienitas.

A diferencia de las variedades subalcalinas hornbléndicas y anortoclásicas distribuidas en los stocks, en los cuerpos estratiformes están desarrolladas las granosienitas biotitico-hornbléndicas y biotíticas y los granitos, en los que es característica la individualización porfírica de la oligoclasa. Estos están empobrecidos en sodio y enriquecidos en Estroncio y Lantano en relación con las rocas de los stocks próximas en contenido en SiO2, CaO, FeO’, TiO2, K2O y otros elementos petrogenéticos y según estas características composicionales pertenecen a las rocas calco-alcalinas de la serie barofílica. En la clasificación de los diagramas Rb-Sr las rocas de los stocks y las estratiformes forman diferentes tendencias (Fig. 8, tendencias 6a y 6b).

Los datos geológicos, a pesar de que durante muchos años se ha realizado una cuidadosa investigación, no proporcionan suficiente material para el establecimiento de las secuencias relativas subalcalinas y calco-alcalina. Entre todas las rocas de la serie de Magnitogorsk, incluidas las venas, se observan solamente relaciones homodrómicas. Lo establecido sobre los tipos barofóbicos y barofílicos de evolución permite explicar la diferencia expuesta más arriba sobre la profundidad variada a la que se forman los cuerpos con forma de stock y estratiformes.

Examinaremos desde este punto de vista la conducta del Rubidio y el Estroncio en el fundido basáltico, próximo a la composición intermedia del gabro de la serie de Magnitogorsk con contenido en agua del 2%, Rubidio 0,003 y Estroncio 0,05%, basalto que se encuentra en un foco magmático intermedio con presión de 10 kb (Fig. 69, punto a). Según los elementos petrogenéticos, el fundido corresponde a un cotéctico bajo estos parámetros y el cambio en la concentración de la presión de agua o general, que influye en la composición del cotéctico, puede conducir a la cristalización del magma restante en minerales de nuevas condiciones.

El tipo barofóbico de evolución tiene lugar con la intrusión del fundido (a) en los horizontes superiores de la corteza hasta profundidades, por ejemplo, de 5 km (presión 1,5 kb). En este nuevo foco intermedio el fundido se enriquecerá en plagioclasa respecto al cotéctico basáltico de baja presión (Fig. 69) y por ello es una consecuencia necesaria la separación del 20% de plagioclasa. La concentración del rubidio y del estroncio en el fundido restante puede determinarse mediante la fórmula de la ley de Raleigh: CL=Co FK-1, donde CL es la concentración del elemento en el fundido restante, Co es la concentración del elemento en el fundido original (Rb 0,003%, Sr 0,05%), F es la participación del líquido sobrante (0,8), K es el coeficiente de división del Rubidio y el Estroncio entre la plagioclasa y el fundido (KS/LRb= 0,1, KS/LSr=3).

Los cálculos de la concentración del Rb y Sr en el fundido, que tiene composición cotéctica en este foco, dan valores de 0,0037 y 0,0320% respectivamente. Por consiguiente, la fraccionación cotéctica que conduce a la separación de tales granitoides cotécticos por composición, comenzará, en este caso, a partir del fundido enriquecido en Rubidio y empobrecido en Estroncio en comparación con el original. La secuencia variacional típica de la serie derivada de tal fundido (b, en la Fig. 69) está mostrada por una flecha que sale de este punto. Esta línea coincide con la tendencia principal de la serie de Magnitogorsk y la tendencia de las formaciones estratiformes (Fig. 8, tendencia 6a).

Fig. 69.-Esquema de la evolución de las Series Gabro-graníticas de Magnitogorsk. Símbolos como en la Fig. 66. restante explicación en el Texto.

Con la tendencia barofílica de evolución el fundido (a) en un foco intermedio profundo se enriquece en agua a cuenta de su concentración en la parte superior de la columna magmática mediante la convección o la absorción de las rocas encajantes. En este caso, el líquido cambia en la dirección mostrada por la flecha (c) (Fig. 69), su temperatura disminuye y la fase líquida se transforma en minerales fémicos, el más rápido de los cuales es el anfíbol [34, 140]. El fundido cotéctico en estas condiciones, tras la elimininación del 20% de los silicatos fémicos (KS/LRb=0,1, KS/LSr=0,2) contendrá el 0,0037 de Rubidio y el 0,0575 de Estroncio y su evolución producirá una serie gabrogranítica, cuya línea variacional se muestra por la flecha (c) en la Fig. 69. En relación con la serie (b) de baja presión la serie (c) de alta presión se enriquecerá en Rubidio y Estroncio, lo que realmente se observa en las rocas estratiformes (Fig. 8, tendencia 6b).

De esta manera, las particularidades texturales y de composición material de las rocas de stocks y complejos estratiformes permiten suponer que la formación de los últimos está relacionada con la evolución de un magma más profundo que aquel que formó los stocks, como resultado, principalmente, de una diferenciación intracameral de contraste. Una detallada correlación se ha establecido no sólo en la serie de Magnitogorsk. Con detalladas investigaciones esto se ha puesto de manifiesto en diferentes tipos de series gabro-graníticas y graníticas.

El modelo establecido sobre el mecanismo de formación de las series de tipo barofóbico y barofílico como derivadas de un foco magmático general, que se localiza en diferentes (como en el caso del complejo de Magnitogorsk) o en un solo macizo, se muestra en la Fig. 67. Los dos caminos de evolución, que coinciden con las tendencias (abM) y (acM) (Fig. 69), conducen a la formación a nivel hipoabisal de los macizos con signos de composición típica barofóbica (b) y barofílica (c).