ESTUDIO PETROLÓGICO Y GEOQUÍMICO DEL

PLUTÓN MECOYA–REJARÁ EN EL EXTREMO SURESTE

DE LA CORDILLERA ORIENTAL, DPTO. TARIJA - BOLIVIA.

Elena Gorinova*, Néstor Jimenez Ch.* & Rodrigo Iriarte I.*

*Instituto de Investigaciones Geológicas y del Medio Ambiente - Facultad de Ciencias Geológicas

Universidad Mayor de San Andrés, La Paz – Bolivia; casilla 3-35140 (San Miguel);

Resumen

En el extremo sureste de la Faja Cordilleriana Oriental boliviana, intruyendo las rocas de Fm. San
Cristóbal de edad Neoproterozoica – Cámbrica inferior basal, aflora el plutón del granito Mecoya –
Rejará. El mismo corresponde a la extensión hacia el territorio boliviano de la intrusión Cañaní, expuesta
en el extremo norte de la Cordillera Oriental argentina y datada por el método U-Pb entre 5367 y 5349
Ma (Bachmann et al.; 1987). En el contacto del plutón con esquistos de Fm. San Cristóbal se formó un
hornfels con cordierita. Según las características mineralógico – geoquímicas (granito tipo “S” de la serie
magmática calcoalcalina y peraluminosa rica en potasio, entre otras características), el emplazamiento
del plutón corresponde al ambiente de engrosamiento y anatexis cortical, relacionados con la fase de
deformación Tilcárica. Los granitoides del plutón se encuentran intruidos por diques de rocas de origen
mantélico: diabasas toleiticas - metaluminosas y lamprófidos ultrabásicos - alcalinos (alnӧita - ouachitita).
Se sugiere, que el emplazamiento de diques de diabasas ha sucedido durante el Cámbrico superior -
Ordovícico inferior, es decir en relación con la distención litosferica acontecida entre las orogenias
Tilcárica y Oclóica. Mientras que los diques de lamprófidos corresponden a los testigos del magmatismo
de intraplaca en relación con la apertura y desarrollo del rifting intra - continental, sucedido durante del
Mesozoico en el marco del borde sudoccidental del Gondwana.
La asociación paragenética correspondiente a las facies pumpellitica – esquistos verdes, evidenciada en
los granitoides del plutón y en la diabasa expuesta en los diques, indica el efecto de metamorfismo
regional de bajo grado ligado a las fases orogénicas posteriores a la orogenia Tilcárica.

Palabras claves: granito, plutón, calcoalcalino, peraluminoso, Cámbrico, deformación Tilcárica.

Introducción
Entre escasos afloramientos de rocas de la edad Neoproterosoica - Cámbrica inferior
manifestados en el marco del bloque andino boliviano, se destaca aquel que corresponde a la Fm. San
Cristóbal expuesto en el extremo sureste de la Faja Cordilleriana Oriental del país. Estas rocas se
encuentran intruídas por el plutón Mecoya – Rejará, el único cuerpo granítico de la edad cámbrica inferior
en el territorio de la Cordillera boliviana. Los granitoides del plutón, a su vez están emplazados por diques
de lamprófidos y diabasas. Tanto los granitoides del plutón como los diques de lamprófidos y diabasas
exhiben características mineralógicas - geoquímicas muy diferentes y particulares, reflejando las
diferentes condiciones tectónicas de su emplazamiento.

Contexto geológico del área de estudio

Tectónicamente, el área de estudio está atribuida al dominio tectono - estratigráfico de la falla de

Cabalgamiento Frontal Principal (CFP), que en el extremo sur del país define el límite entre Cordillera
Oriental y Subandino boliviano.

El rasgo geológico más relevante del área es el afloramiento de rocas metamórficas (filitas, esquistos y
cuarcitas) correspondientes a la Fm. San Cristóbal. Esta unidad formacional se correlaciona con la Fm.
Puncoviscana, expuesta en noroeste argentino. La depositación de rocas waque – pelíticas, previa al
metamorfismo regional del grado bajo a medio, está relacionada con la apertura y desarrollo de la cuenca
formada en el margen continental pasivo entre los terrenos de Antofalla y Pampia en el margen
sudoccidental del continente Pre - Gondwanico y corresponden al Ciclo Brasiliano de sedimentación
(Pampeano, si se los correlaciona con los depósitos similares en NW de Argentina). La geocronología
U-Pb realizada en circones detríticos en rocas de esta formación, ha permitido precisar que la
sedimentación tuvo lugar entre 750 y 550 Ma (Lork, 1990); mientras que la edad del metamorfismo de
estas rocas, obtenida por el método K/Ar, se estima entre 545 y 535 Ma (Adams, 1990). Existiendo el
consenso sobre el momento en el que se produjo la apertura, cierre y metamorfismo de la cuenca, no
queda claro el tipo de litósfera que suprayace a la Fm. San Cristóbal (Puncoviscana). Actualmente, la
mayoría de investigadores argentinos (ej. Ramos, 2008; Omarini, 1999; Rapela, 1992) sugieren en sus
modelos, que la apertura de la cuenca habría generado corteza oceánica entre los terrenos Antofalla y
Pampia.

En el contacto discordante con las rocas de Fm. San Cristóbal, se encuentran las rocas sedimentarias del
Cámbrico superior (Fm. Camacho, Torohuayco, Sama) y del Ordovícico inferior (Fm. Iscayachi y
Cieneguillas). En área de estudio, las rocas de estas formaciónes constituyen los flancos de una anticlinal
cuyo rumbo del eje es NE – SW; el núcleo de la misma está conformado por las rocas correspondientes a
la Fm. San Cristóbal.

Magmatismo del área de estudio

Plutón Mecoya – Rejará:

El afloramiento de la roca ígnea comprende el área aproximada de 62 km 2 y, presentando una forma

alargada con dirección NE a SW, se extiende hacia el territorio de extremo NW de Argentina, donde le
denominan como intrusión Cañani de la serranía Santa Victoria. El análisis geocronológico por el método
U/Pb indica que la edad de la roca de intrusión Cañani oscila entre 536 7 y 5349 Ma (Método U-Pb;
Bachmann et al., 1987). En este contexto, el plutón Mecoya – Rejará es el único representante de la
tentativa edad Cámbrica inferior en la región andina boliviana. La roca ígnea se encuentra emplazada en
rocas metamórficas correspondientes a la Fm. San Cristóbal, aspecto evidenciando por la ocurrencia de
numerosos clastos de cuarcitas en el mismo cuerpo de granitoides, aunque siendo más apreciable la
presencia de grandes bloques alargados, de unos dos metros de largo y casi un metro de ancho, de
esquistos.

La roca ígnea corresponde a un granito bimicáceo; es de color grisáceo y estructura faneritica porfídica,
donde en el fondo de roca masiva de grano grueso a medio se observa abundante ocurrencia de mega-
fenocristales de feldespatos. El contenido de biotita varía sectorialmente, permitiendo considerar el
granito en algunos sectores del plutón como melanocrático (IC aprox. 20) y, en otros sectores, como
mesocrático. Los diques de granito leucocrático, adaptando la dirección norte – sur, están instruyendo a
éste cuerpo ígneo. El análisis petrográfico de la roca revela que los mega – fenocristales corresponden a
microclina-pertita; éstos están englobados en una matriz de textura alotriomorfogranular de grano grueso
a medio, compuesto por cuarzo, plagioclasa (albita – oligoclasa), ortosa, microclina, muscovita y biotita.

Entre minerales metasomáticos, en relativa abundancia se puede observar la sericita, reemplazando a

feldespatos. La biotita se encuentra parcialmente cloritizada, simultáneamente separando el óxido de
titanio libre en forma de los cristales de sagenita. También, es evidente la formación de turmalina
metasomática.

La formación de pumpellita, clorita y epidoto (zoisita y allanita), esta atribuida a la condición transitoria
entre las facies pumpellitica y de esquistos verdes del metamorfismo regional, a la cual fue sometida la
roca del plutón durante las fases orogénicas posteriores a su emplazamiento. El esfuerzo tectónico que
ejercitado la roca por el metamorfismo regional, sobre todo se evidencia a través de la extinción
ondulante del cuarzo.

En el contacto del plutón con los esquistos de la Fm. San Cristóbal, por efecto de metamorfismo de
contacto, se formó un hornfels. Éste posee porfiroblastos de cordierita, alterada a sericita. La cordierita
está englobada en una matriz predominantemente de carácter cuarzo – micáceo, donde la mica - matriz
(sericita y biotita) suele ser orientada sub – paralelamente.
Los granitos del plutón exhiben las características de la roca peraluminosa, calcoalcalina rica en potasio.
Particularmente, los resultados de análisis químicos de granitoides del plutón estudiado indican que el
contenido de sílice en éstos varía en el rango entre 68,75 y 72,25 %; mientras que los diques de
leucogranitos exhiben el contenido de sílice de 75,16 %. Tanto granitos como leucogranitos, presentan
razón Na2O/K2O entre 0,42 y 0,70 y la sumatoria de óxidos de sodio y potasio varía entre 6,5 y 7,2% en
granitos y llega hasta 9,31% en leucogranitos. ACNK de granitos en promedio es 1,59 y el índice
agpaítico varía entre 0,55 y 0,68. La roca es empobrecida en elementos ferro - magnesianos y calcio,
haciéndose más notorio este aspecto en leucogranitos. La razón Fe2O3 / FeO en promedio es de 0,5. El
contenido de fosforo es hasta 0,26 % de peso. Los granitos del plutón y leucogranitos de diques
presentan un alto contenido de corindón normativo. El rasgo característico, es la ocurrencia tanto de
magnetita como de ilmenita normativas, aunque la predominancia de componente magnetítico es
evidente. La presencia de magnetita indica el eminente potencial de oxidación del fundido, que está
condicionado por la alcalinidad elevada del mismo y, también, por el contenido reducido del grafito en
rocas meta - sedimentarias en posible estado de anatexis. En la composición de los elementos traza de
granitoides del plutón, se observa una notable dispersión de valores de Ba (291 – 770). Es evidente, que
los valores de Ba, Y, Zr, Sr y lantanoides en diques de leucogranito son considerablemente más bajos en
comparación con las rocas graníticas del mismo plutón. Tanto en granitos como en leucogranitos, se
observa un bajo contenido de elementos compatibles tales como Ni, V y Cr. Las proporciones de Rb/Sr
(1,75 - 2,56), Rb/Ba (0,35 - 0,79) y Zr/Hf (43,15) en granitos son superiores a las de la corteza inferior,
superior y promedia. Todos estos aspectos son la característica de rocas derivadas del substrato cortical
(granito tipo S) y, también, pueden indicar el posible engrosamiento cortical ligado a movimientos
compresivos de la litósfera. En el diagrama de REE´s de granitos, normalizadas a la condrita (Nakamura,
1974), se observa una pendiente moderada con enriquecimiento módico en LREE en comparación con
HREE: [La/Yb]N = 9,68 – 15,06 y [La/Sm]N = 3,10 - 6,44. Las curvas relativamente planas
correspondientes a HREE con [Gd/Yb]N= 1.29 - 2,43, implican una baja tasa de fusión parcial del
substrato cortical y que no hubo aporte de una fuente con granate (figura 1). La anomalía negativa de Eu
es atribuida al fraccionamiento de plagioclasa. Por otro lado, los diques de lecogranitos presentan baja
razón de [La/Yb]N =1,78 y 4,57 y, referente a la anomalía de Eu, una muestra de leucogranito carece la
misma. Lo más probable es que leucogranitos expuestos en diques representan fundidos residuales, muy
poco diferenciados, emplazados en el cuerpo del plutón solidificado. El análisis multielemental
Roca/MORB (Pearce, 1983), revela un enriquecimiento de elementos LILE y un empobrecimiento de
elementos HFSE, además las anomalías negativas de Nb y positivas de Th y Ce. Tentativamente, este
factor puede reflejar alguna influencia del ambiente tectónico de subducción de placas/arco volcánico en
la formación y emplazamiento del fundido magmático, figura 2. Para estimación del ambiente tectónico de
emplazamiento del fundido magmático - proveedor de los granitoides del plutón, entre otros diagramas,
fueron aplicados el de Pearce et al. (1984) “Rb vs. Yb +Ta” y “Rb vs. Y + Nb”. En todos los casos, los
granitoides del plutón se plotean en el campo sin – colisional con alguna influencia del arco magmático,
figura 3.

A lo referente del aspecto metalogenético de granitoides, éstos pueden ser considerados como estériles,
presentando valores bajos de U (1,2 – 4,6 ppm) y Th (13,8 – 19,1); el contenido de W oscila entre 475 y
1190 ppm, mientras que el contenido de Sn solo llega hasta 209 ppm.
Diques de rocas ultrabásicas/básicas, emplazadas en granitoide del Plutón Mecoya – Rejará

Diques de diabasas:

En el segmento sur, el afloramiento del plutón se caracteriza por el emplazamiento de numerosos diques
de diabasas. Los mismos exhiben un rumbo N - S y se encuentran buzando en torno a 80°. La diabasa
expuesta en diques, se encuentra más afectada por efecto de metamorfismo regional de grado bajo que
el cuerpo del granitoide que la acoge. Presentando toda suite de minerales característicos del estadio
inicial de la facies de esquistos verdes (albita, formada por introducción del sodio a la roca y
reemplazando a la plagioclasa cálcica primaria; sericita; cuarzo, formado por removilización del sílice de
minerales del protolito; leucoxeno, reemplazando a la magnetita/ilmenita; y, sobre todo, abundancia de
minerales verdes: clorita, pumpellita, epidoto con zoisita y actinolita/uralita), sin embargo esta roca
conserva la estructura/textura primaria del protolito. Entre los residuos de minerales primarios solo se
presenta la augita, reemplazada por minerales verdes.

La roca exhibe un contenido de sílice de 50,26 %; muy abundantes son: Fe2O3 total (14,57%), CaO
(8,66%) y V (399 ppm). El contenido de sodio considerablemente prevalece al de potasio y la razón de
Na2O/K2O es 3,22. La roca es metaluminosa y pertenece a la serie magmática toleítica.
En el espectro de REE´s normalizadas a la condrita (Nacamura, 1974; figura 4), la pendiente entre LREE
y HREE es muy poco pronunciada con [La/Yb]N = 13,47, lo que corresponde a fundido muy pobremente
diferenciado. El alto contenido de HREE señala que el fundido basáltico fue generado por una alta tasa
de fusión del manto peridotítico (?), cuando HREE fueron introducidos al fundido. La ligera anomalía
negativa de Eu, se relaciona al muy escaso fraccionamiento de plagioclasa básica. En el espectro
multielemental normalizado al MORB (Pearce, 1983), la distribución de valores normalizados de Ta y Nb
es afín al ambiente de intraplaca, figura 5.

Diques de lamprófidos:

La intrusión de diques de lamprófidos en el cuerpo del plutón primeramente fue reportada por
Aranibar – Riguera (1979); el mismo autor indica que la edad de los mismos, según el método K/Ar,
corresponde a 141 Ma. La roca fue diagnosticada como una variedad transitoria entre alnӧita y ouachitita,
donde se revela la ocurrencia de Ti - augita, forsterita, flogopita (15-17%), analcima, titanita y melilita (6 -
7 %). La mena diseminada corresponde a perowskita y titano - magnetita/ilmenita. Debido a la presencia
del fluido en el fundido, la roca presenta un alto grado de alteracion auto - metasomatica, donde: la clorita
se formó por metasomatismo de flogopita y la asociacion “talco - serpentina - breinerita” a partir de
forsterita. Este aspecto, ademas de un alto contenido de flogopita (mineral hidratado), influye en el alto
LOI de la roca (8,87%).

Desde el punto geoquímico, la roca presenta una composición muy particular: SiO2 (33,62%), Al2O3
(5,57%), es muy enriquecida en hierro, magnesio, calcio, titanio y fósforo. El contenido de potasio es
2,11% y considerablemente prevalece sobre el sodio (Na2O/K2O = 0,30). La carencia de ortosa y albita y
la presencia de leucita normativa, es la característica esencial de esta roca. La roca pertenece a la serie
alcalina, es enriquecida en potasio y netamente metaluminosa (ACNK = 0,33). Entre los elementos
compatibles, se destaca alto contenido de Cr (1030 ppm), Ni (610 ppm) y V (231 ppm). Altos valores
también corresponden al Ba (1332 ppm) y al Sr (1023 ppm); mientras que el contenido de Rb es bajo (56
ppm).

Los diques y sill´s de edad contemporánea (Jurásico – Cretácico) y de composición mineralógica/

geoquímica similar, están descritos en el Sinclinal de Toro Toro (Depto. Potosí, Bolivia) por Iriarte (2004)
y en el Valle del Rio Blanco (Prov. Salta, Argentina) por Hauser (2007). En los diagramas de REE´s
normalizadas a la condrita (Nacamura, 1974) y de espectro multielemental normalizado al MORB
(Pearce,1983), en forma comparativa se presentan las tendencias, correspondientes al lamprófido del
sector estudiado y rocas arriba mencionadas, figuras 6 y 7.

Como se puede observar de la figura 6, el lamprófido del área estudiada y las rocas que fueron utilizadas
para el fin comparativo, presentan tendencias similares con [La/Yb] N >30 y se encuentran enriquecidas
con respecto a las REE de condrita. Particularmente, la razón de [La/Yb]N del lamprófido que instruye el
Plutón Mecoya – Rejará es 57,46. Las rocas no presentan anomalía negativa de Eu, debido a que la
plagioclasa no ha quedado como mineral refractario. Todas decaen en HREE (Yb y Lu), lo que se debe a
la presencia de granate residual en la fuente mantélica profunda y bajo grado de fusión parcial de este
substrato. Por otro lado, el enriquecimiento en LILE y LREE, además de la ocurrencia de flogopita
(mineral hidratado), reflejan el efecto del metasomatismo del manto con el enriquecido en elementos del
grupo del potasio y volatiles. El ploteo de datos en el diagrama multielemental normalizado al MORB, es
afín al ambiente de intraplaca en el cual fue formado el fundido magmático, figura 7.

En los diagramas de discriminación tectónica de Pearce et al. (1984) “Rb vs.Yb +Ta” y “Rb vs.Y+Nb”, la
muestra de lamprófido corresponde al campo de intraplaca, mientras que la muestra de diabasa plotea
exactamente en el límite entre campos de arco volcánico e intraplaca, figura 3.

Conclusión

El plutón Mecoya – Rejará, emplazado en las rocas metamórficas de la Fm. San Cristóbal
(Neoproterozoico – Cámbrica inferior), se trata del afloramiento de roca granítica bimicácea, con mega -
fenocristales de microclina englobados en pasta faneritica. En el contacto del plutón con el esquisto de la
Fm. San Cristóbal se formó el hornfels con cordierita, que indica profundidades módicas del
emplazamiento del plutón.

La roca presenta características de granito tipo “S” y pertenece a la serie magmática calcoalcalina,
peraluminosa rica en potasio. Los aspectos geoquímicos y la edad de la roca granítica, tentativamente
estimada entre 536 7 y 5349 Ma (Bachmann et al., 1987), permiten suponer que el emplazamiento del
plutón corresponde al ambiente de engrosamiento y anatexis cortical, relacionado con la fase de
deformación Tilcárica. Sin embargo, la roca del plutón manifiesta leves rasgos de influencia de ambiente
tectónico de subducción de placas/arco volcánico. Preliminarmente, estos aspectos son concordantes
con el modelo genético referente al magmatismo del Ciclo Orogénico Pampeniano propuesto por
investigadores argentinos (ej. Ramos, 2008; Rapela, 1992, entre otros). Según el modelo mencionado: la
cuenca con corteza de tipo oceánico, formada y desarrollada en el marco continental pasivo entre los
terrenos Antofalla y Pampia durante el Neoproterozoico, en el Cámbrico inferior fue sometida al régimen
del marco continental activo relacionado con la subducción de corteza oceánica por debajo del terreno
Pampeniano y, en consecuencia, la formación de un arco magmático. Dicho evento a su vez ha causado
la colisión del terreno Antofalla con el terreno Pampeniano, cuyo efecto fue el engrosamiento cortical con
la deformación y metamorfismo que ha afectado las rocas de Fm. San Cristóbal previamente depositadas
en la cuenca. El engrosamiento sin - colisional de la corteza ha jugado un papel fundamental para la
formación del orógeno Tilcárico y, en consecuencia, el anatexis cortical. El resultado del suceso
mencionado es la formación y el emplazamiento del fundido magmático – proveedor de los granitoides
del plutón Mecoya – Rejará, manifestado en el territorio del extremo sureste del bloque andino boliviano,
y también del Cañani, entre otros plutones contemporáneos (550 - 525 Ma) que están expuestos en
territorio de NW de Argentina.

El cuerpo del plutón se encuentra intruído por diques de leucogranitos/aplitas, diabasas y lamprófidos.
Los diques de leucogranitos representan los fundidos magmáticos residuales, muy poco diferenciados,
altamente peraluminosos/calcoalcalinos, emplazados en el mismo cuerpo del plutón durante de la
orogenia Tilcárica. Mientras que los diques de carácter ultrabásico/básico resguardan las características
del fundido magmático del origen mantélico. Posiblemente, el emplazamiento de diques de diabasas
toleiticas - metaluminosas ha sucedido durante el Cámbrico superior - Ordovícico inferior, es decir la
etapa de distinción litosférica acontecida entre las orogenias Tilcárica y Oclóica. La última, y
posiblemente las orogenias posteriores, han afectado tanto a los granitoides del plutón como a la diabasa
expuesta en diques que intruyen al cuerpo del granitoide. Este aspecto expresa la presencia en ambas
rocas de minerales correspondientes a las facies pumpellitica – esquistos verdes del metamorfismo
regional del bajo grado. A lo referente de diques de lamprófidos ultrabásicas alcalinos (alnӧita -
ouachitita), estos sin duda corresponden a los testigos del magmatismo de carácter ultrabásico alcalino
sucedido en el Mesozoico en relación al desarrollo del rifting intra - continental en ambiente de intraplaca
en el marco del borde sudoccidental de Gondwana.

Referencias

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