ESTUDIO PETROGRÁFICO DE STOCK DE CABANILLAS PUNO

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1 ARTICULO ORIGINAL Rev. Investig. Altoandin. 2014; Vol 16 N 1: Enero - Junio ISSN: ESTUDIO PETROGRÁFICO DE STOCK DE CABANILLAS PUNO Ernesto Machacca Hancco Docente de la Facultad de Ingeniería Geológica y Metalúrgica. Escuela Profesional de Ingeniería Geológica, Universidad Nacional del Altiplano Puno - Perú. INFORMACIÓN DEL ARTICULO Art. Recibido 29 de mayo 2014 Art. Aceptado 24 de junio 2014 Publicado: 30 Junio del 2014 PALABRAS CLAVE: * roca ígnea * composición * eventos magmáticos RESUMEN En la localidad de Cabanillas Puno; el estudio petrografía cuerpo magmático permiten determinar, la clasificación de la roca de composición intermedia; identificación modal de minerales formadores, durante el año 2014; así como habito, forma, textura y tamaño de granos; entre otros determinar con claridad los ensambles y alteraciones minerales presentes en las muestras analizadas. La metodología aplica fue analítica y descriptiva de quince secciones finas preparadas de la tonalita. El objetivo principal es determinar la composición mineralógica del stock y los posibles eventos magmáticos durante la formación del cuerpo intrusivo es investigar e identificación los minerales formadores de roca. El resultado del análisis modal es: de plagioclasas (42%), sanidinas (10%), cuarzo (15%), augita (10%), biotita (10%), hornblenda (6%), minerales opacos (3%) y minerales de alteración (4%); entre los principales minerales de alteración se tiene a sericitas, caolinitas, pirofilitas, cloritas, que se encuentran en los espacios intergranulares de los minerales esenciales que llegaron a formar el stock de Cabanillas. Según los componentes principales se ha clasificados roca ígnea intermedia de textura holocristalina, fanerítica con fenocristales idiomorfos de oligoclasas; estos cristales presentan maclas de Carlsbad, polisintética; con una zonación concéntrica típica de las plagioclasas en magmas félsicos a intermedios. Los fenocristales idiomorfos de plagioclasas compuestas de maclas, con una zonación concéntrica de tres núcleos, determinan la pulsación de hasta tres eventos magmáticos, ocurrido durante el proceso de formación y cristalización del ascenso del magma. PETROGRAPHIC STUDY OF STOCK AT CABANILLAS - PUNO, PERU. ARTICLE INFO Article Received May 29, 2014 Article Accepted June 24, 2014 Published:June 30, 2014 KEY WORDS: * Igneous rock * composition * magmatic events ABSTRACT At Cabanillas, Puno-Peru, The Petrographic study of the magmatic body determined the rock as intermediate composition. Modal identification, habit, form, texture and grain size of forming minerals were carried out; We clearly determined mineral assemblies and alterations in the examined samples. The applied methodology was analytical and descriptive of fifteen fine sections prepared from Tonalite. The principal objective is to determine the mineralogical composition of the stock and the possible magmatic events during the formation of the intrusive body. The investigation identified the forming minerals of rock; The results of the modal analysis are: plagioclases (42%), sanidine (10%), quartz (15%), augite (10%), black mica (10%), hornblende (6%), opaque minerals (3%) and minerals of alteration (4%). Amongst the principal altered minerals we find sericites, kaolinites, pyrophyllite and chlorite, seen within inter-granular spaces of the essential minerals that form the Cabanillas stock. Principal components are classified as igneous intermediate rock of holocrystalline texture; Phaneritic with idiomorphic phenocrystals of oligoclase; These crystals show Carlsbad crystal twinning, poly-synthetic with a concentric zoning typical of the plagioclases in felsic to intermediate magma. The idiomorphic fenocrystals of plagioclases, with a concentric zoning of three nucleus s, signal the pulsation of up to three magmatic events, occurred during the course of formation and crystallization of an upward magma flow. Rev. Investig. Altoandin. 2014; Vol 16 Nro 1:

2 ESTUDIO PETROGRÁFICO DE STOCK DE CABANILLAS PUNO INTRODUCCIÓN Las investigaciones realizadas de los minerales formadores de rocas, es una de las tareas, más delicadas, para poder determinar; el origen de las actividades magmáticas, que han ocurrido en el magmatismo andino del Sur del Perú. El magmatismo, que se ha formado en el sector noroeste del altiplano del sur del Perú, corresponden a tonalitas y granodioritas del Paleógeno; llegan a intruir a formaciones geológicas del cretácico, como a las calizas Ayabacas en el sector de Cabanillas Puno (Ellison, R.A. & De la Cruz, J. 1989) (Ingemmet, 2012); posterior a su evolución han sido cubiertos por formaciones volcánicas de composición calco-alcalina, entre ellos el volcánico Tacaza (Carlotto, V., Quispe, J., Acosta H., Rodríguez, R., Romero D. 2009). La investigación petrográfica consiste en el estudio de las propiedades ópticas de los minerales, en sección delgada, con la ayuda del microscopio petrográfico. Un principio fundamental de la microscopia es determinar la composición modal de la mayoría de los minerales constituyentes que han llegado a formar éste cuerpo ígneo calco alcalino. Análisis que se ha detallado en la observación de quince muestras tomadas en los diferentes puntos del intrusivo. Se utiliza un microscopio polarizante para examinarlos, mediante microscopia de luz transmitida; en las que se observan pequeños granos de minerales (muestras disgregadas) o láminas delgadas especialmente preparadas de un espesor de 30 micras montadas sobre un portaobjetos de vidrio de tamaño estandarizado (Bernhard Pracejus. 2008). El objetivo principal es determinar la composición mineralógica del stock y los posibles eventos magmáticos durante la formación del cuerpo intrusivo es investigar e identificación los minerales formadores de roca; es determinar las diferentes características ópticas, con la ayuda de microscopio de polarización (es decir tanto con la luz normal y polarizada). Además cabe indicar, que con la observación macroscópica, no se puede identificar la forma, habito, el grado de cristalización, exfoliación y otras propiedades de los minerales. MÉTODOS Y MATERIALES La zona de investigación, de eventos magmáticos se encuentran ubicado en la localidad de Cabanillas, a 85 Km de la ciudad de Puno, en la vía panamericana de Juliaca Arequipa, en la margen derecha, a una altura de 3,900 msnm. Los estudios petrográficos abordan la descripción física en términos visuales de las muestras preparadas; mediante la microscopía de luz polarizada (esencialmente con luz transmitida, aunque también reflejada, y en algunos casos microscopía electrónica). Estos estudios ofrecen una valiosa información relativa a la naturaleza de sus componentes (esencialmente minerales), sus abundancias, formas, tamaños y relaciones espaciales, lo cual permite clasificar la roca y establecer ciertas condiciones cualitativas o semicuantitativas de formación, así como posibles procesos evolutivos, en base a los minerales formadores de roca (Castroviejo BB.R., 1998; Heinrich, E. W., 1970). Para la identificación y caracterización se la tomado quince muestras de mano, para la preparación de láminas delgadas (fig. No 1a,b). Para la identificación de las secciones delgadas, en el gabinete de microscopia; lo primero se debe tomar nota de las características físicas de la roca in situ (Heinrich, E. W., 1970). 76 Rev. Investig. Altoandin. 2014; Vol 16 Nro 1: 75-80

3 Ernesto Machacca Hancco Fig. No 1. En la foto se observan: a) el afloramiento del stock de tonalita; b) técnica de preparación de las secciones delgadas, c) microscopio petrográfico de polarización digitalizado; e) estudio y cuantificación de los minerales formadores de roca. - KAl 3 + H H 2 O = 1.5Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + K + ; K Mica caolinita Es muy importante conocer su composición mineralógica de calcoalcalinos y roca ígnea intermedia; además se debe determinarse la textura y el tamaño de grano de los minerales constituyentes; hábito, forma, color, exfoliación y otras propiedades físicas que se pueden identificarse a simple vista (Le Maitre, R.W., A. Streckeisen, B. Zanettin, M. J. Le Bas, B. Bonin, P. Bateman, 2002). Una vez determinado las características anteriormente mencionados, se procede el cortado de la muestra para obtener una sección delgada de 30 micras de espesor; para identificar a los minerales formadores de roca, mediante sus propiedades ópticas, con la ayuda del microscopio petrográfico de polarización digitalizada (ver fig. No 1d,e). RESULTADOS Es un stock de tonalita holocristalina fanerítica con textura inequigranular (Fig. 2a). El cuarzo con formas anhedrales se encuentra rellenando intersticios. Las plagioclasas (1-2 mm) presentan bordes con formas idiomorfas a hipidiomorfas, alterándose a sericitas, caolinitas y pirofilitas; a veces se observan inclusiones de apatito, dentro de los fenocristales de plagioclasas. Las augitas (15ìm) piroxenos monoclínicos con formas euhedrales a subhedrales, hacia los bordes y dentro de los cristales se reemplazan a minerales opacos por oxidación. Los cristales de ortopiroxenos (1µm) con formas euhedrales a subhedrales presentan bordes corroídos y alterados a biotitas y cloritas. Generalmente los clinopiroxenos y ortopiroxenos, se presentan agrupados y superpuestas a manera de cúmulos y los bordes de estos cúmulos, se alteran en la formación de minerales opacos (sulfuros y óxidos; por lo general se encuentran magnetitas y hematites) (Le Maitre, R.W., A. Streckeisen, B. Zanettin, M. J. Le Bas, B. Bonin, P. Bateman, 2002). La identificación de las muestras observadas en secciones delgadas; están constituidas principalmente de plagioclasas (42%), sanidinas (10%), cuarzo (15%), augita (10%), biotita (10%), hornblenda (6%), minerales opacos (3%) y minerales de alteración (4%); entre los principales minerales de alteración se tiene a sericitas, caolinitas, pirofilitas, cloritas, que se encuentran en los espacios intergranulares de los minerales esenciales que llegaron a formar el stock de Cabanillas. Según los componentes principales se ha clasificados roca ígnea intermedia de textura holocristalina, fanerítica con fenocristales idiomorfos de oligoclasas; estos cristales presentan maclas de Carlsbad, polisintética; con una zonación concéntrica típica de las plagioclasas en magmas félsicos a intermedios (ver figura 2 a, b, c, d). Los minerales de alteración se detallan en las siguientes reacciones; KAl O 8 + H 2 O = 0.5 KAl 3 + K + + 3SiO 2 + OH - ; Feldespato K Mica-K Cuarzo KAl O 8 + H 2 O = 0.5 KAl 3 + K + + 3SiO 2-3KAl O 8 + 2H + = KAl 3 + 2K + + 6SiO 2 Microclina Mica K Cuarzo Na 2 CaAl 4 Si 8 O H + + K + = KAl Na Ca 2 + 3SiO 2 Andesina Rev. Investig. Altoandin. 2014; Vol 16 Nro 1:

4 ESTUDIO PETROGRÁFICO DE STOCK DE CABANILLAS PUNO Los minerales de alteración por lo general surgen de los minerales principales; que aparecen a lo largo de grietas y bordes de granos de las plagioclasas; entre otros en los espacios intergranulares de los minerales máficos de augita, hornblenda, biotitas; estos cambios ocurren en rocas tonalitas y granodioritas, en el núcleo de estos afloramientos. Gran parte de los minerales del grupo de los ferromagnesinos presentan una secuencia de alteración típica que se cumple en el siguiente orden; olivino, piroxenos, anfíboles, biotitas, cloritas y otros minerales de la serie como rutilo y apatito. La plagioclasa es generalmente la oligoclasa y con menor frecuencia la andesina, algunas veces se presentan con núcleos corroídos, con zonas externas de aureolas de crecimiento de anortoclasa (feldespato sódico potásico de alta temperatura). Son frecuentes las maclas de albita. La biotita es el máfico más abundante, bien sola o con hornblenda verde; es última no es común, así como tampoco su combinación con la augita (fig. No 2 a-f) Magnetita, ilmenita, apatito, esfena, circón, pirita, granates y feldespatos potásicos (microclina, anortoclasa). Entre los minerales de alteración más comunes se tiene; Clorita, epidota, zoisita, sericita, caolinita y leucoxeno. Textura inequigranular hipidiomórfica de grano medio a fino. Rara veces de presenta una textura porfídica en la parte central del cuerpo ígneo, hacia el lado Sur del afloramiento. Las tonalitas se presentan en plutones individuales, de hasta inclusive de dimensiones considerables (batolitos), en batolitos complejos de granodioritas tonalitas según Heinrich, E. W., (fig. No 2 e, f). Los minerales del grupo de las plagioclasas cálcicas frecuentemente forman halos concéntricos, con cambios notables de coloraciones en esta zonación. Se debe a que mucho de los minerales en su composición son heterogéneos; estas variaciones pueden ser primarias debido a la cristalización inicial del magma; en donde los minerales petrogénicos sufren cambios constantes en su estructura cristalina a lo largo de la diferenciación magmática y formación de cuerpos que intruyen a rocas pre-existentes. DISCUSIONES Fig. No. 2. Los microfotografías muestran diferentes agregados minerales formadores de roca: a) fenocristal idiomorfo de oligoclasas de 1mm de tamaño mayor, que representa una macla de Carlsbad, rodeados de cristales de sanidina, cuarzo y biotitas; b) un fenocristal de plagioclasa que una zonación concéntrica y se macla con otro cristal de plagioclasa; c) fenocristal idiomorfo hexagonal de plagioclasa de habito perfecto con zonación concéntrica; d) fenocristal de plagioclasa, que muestra tres eventos diferentes de zonación; e) fenocristal de plagioclasa, augita, sanidina y cuarzo; f) apatito de habito hexagonal bipiramidal, mineral de alteración. El análisis de las investigaciones petrográficas, interpretadas en el stock de composición calco-alcalina; tanto de propiedades ópticas de los minerales, secundarios y de alteración; se llega que, se tuvo tres eventos de pulsaciones magmáticas, durante la formación de cuerpos intrusivos de rocas ígneas, que cortan a formaciones geológicas cretácicas; posteriormente son cubiertos por rocas volcánicas que corresponde eventos volcánicos en todo el Sur del Perú, que duró de más de 30 MA. Todos los plutones llegan a cristalizar, en algunos con presencia de fenocristales idiomorfos con una zonación concéntrica, caso particular del stock de Cabanillas. Además estos plutones interactúan, durante se emplazamiento, pudiéndose formarse xenolitos (dentro de ellas se muestran con claridad xenocristales de plagioclasas de hasta tres eventos magmáticos) (fig. No 3 c) (Gil Crespo. Pedro P. 2009; Le Maitre, R.W., A. Streckeisen, B. Zanettin, M. J. Le Bas, B. Bonin, P. Bateman, 2002). 78 Rev. Investig. Altoandin. 2014; Vol 16 Nro 1: 75-80

5 Ernesto Machacca Hancco Fig. No 3. El análisis de las microfotografías es: a) fenocristal de plagioclasa con una zonación concéntrica que muestra la secuencia de alteración de las plagioclasas, primer evento magmático; b) macla compuesta de plagioclasa que muestra tres eventos magmático; c) macla de plagioclasa que muestra dos eventos magmáticos; d) fenocristal de plagioclasa que muestra tres eventos magmáticos con claridad. Zonación de fenocristales de plagioclasas y maclación compleja de cristales; en estas anomalías se puede observar, de hasta tres eventos magmáticos, ocurrido durante el proceso de formación y cristalización del ascenso del magma (Pichler, H. & Schmitt Riegraf, C. 1993). a) b) c) La composición mineralógica del primer eventos magmático, corresponde a una solución de CaAl2Si2O8, KAlO 8, SiO 2, K(Mg, Fe ++ ) 3(Al, Fe+3 ) (OH,F) 2, y minerales de alteración se tiene KAl 3O10 (OH)2, (Mg, Fe)2SiO4, (Mg,Fe)3Si2O5(OH)4, Mg3Si4O10(OH)2 es propio de magmas calco alcalinas; que son analizadas en cinco muestras, observadas en una plagioclasa que presenta una zonación concéntrica, con bordes de alteración argílica de minerales de arcillas blancas muy de grano muy fino (fig. No 3a) (Castroviejo BB.R.1998). El segundo evento magmático corresponde a magmas félsicas ricos cuarzo primario, plagioclasa y minerales máficos que corresponden a una solución de CaAl2Si2O8, NaAlO 8, SiO 2, K(Mg, Fe xx ) 3(Al ) (OH,F) 2; como minerales de alteración se tiene KAl 3, Na 2CaAl 4 Si 8O 24, Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4, Al 2 Si 4, SiO 2, CaTiSiO5, FeS2, FeTiO3; dentro de la microfotografía de la figura 3c, analizadas en cinco muestras; se observa con claridad, dos centros de zonación de plagioclasas perfectamente cristalizados; zonación que corresponde a la serie de reacción de Bowen (Bernhard Pracejus et al 2008). Tercera fase de pulsación magmática, en el stock de Cabanillas, corresponde una solución calco-alcalina de CaAl2Si2O8, NaAlSi3O8, SiO2, K(Mg, Fexx)3(AlSi3)O10(OH,F)2, propio de magmas de composición intermedias; que muestra un fenocristal idiomorfo de plagioclasa maclada, con tres núcleos concéntricos y es característicos de la alteración de las plagioclasas desde anortita hasta albita, rodeados en los bordes con minerales de sericitas, caolinitas y pirofilitas; además se observa mineralización de cuarzo primario y secundario. Roca ígnea holocristalina fanerítica de textura inequigranular (fig. No 3 b, d) (Heinrich, E. W., 1970); son observadas en cinco muestras de sección fina. Los tres eventos magmáticos en la zona de Cabanillas; por lo tanto estos valores estarían relacionados a la fusión parcial de la base del arco por engrosamiento de la corteza, cuando se re-establece la subducción normal ocasionando la migración del arco magmático hacia el Oeste. Además, también se observa que el carácter calcoalcalino de las rocas emitidas por el arco magmático Palca están relacionadas a una zona de fracturas corticales (Cuzco Lagunillas Mañazo) (Carlotto et al., 2009), que permitió el ascenso de los magmas y su emplazamiento a niveles someros; en algunos zonas de contacto llegan a formar importantes yacimiento Rev. Investig. Altoandin. 2014; Vol 16 Nro 1:

6 ESTUDIO PETROGRÁFICO DE STOCK DE CABANILLAS PUNO polimetálicos de valor económicos. Las tonalitas de Cabanillas, han sido utilizadas en las obras de cabecera de la Central Hidroeléctrica de San Gabán II Puno, en la presa de regulación. Su uso se debe a su resistencia al proceso de meteorización, por el alto contenido de sílice en la composición de la roca. CONCLUSIONES El resultado del análisis modal en la identificación de minerales formadores de roca ígnea de composición calco-alcalina es: de plagioclasas (42%), sanidinas (10%), cuarzo (15%), augita (10%), biotita (10%), hornblenda (6%), minerales opacos (3%) y minerales de alteración (4%); entre los principales minerales de alteración se tiene a sericitas, caolinitas, pirofilitas, cloritas, que se encuentran en los espacios intergranulares de los minerales esenciales que llegaron a formar el stock de Cabanillas. Según los componentes principales se ha clasificados roca ígnea intermedia de textura holocristalina, fanerítica con fenocristales idiomorfos de oligoclasas; estos cristales presentan maclas de Carlsbad, polisintética; con una zonación concéntrica típica de las plagioclasas en magmas félsicos a intermedios. La composición mineralógica de los tres eventos magmático, corresponde a una solución de CaAl2Si2O8, KAlSi3O8, SiO2, K(Mg, Fe++)3(Al, Fe+3)Si3O10(OH,F)2, y minerales de alteración se tiene KAl 3, (Mg, Fe) 2SiO 4, (Mg,Fe) 3 Si 2O 5 (OH) 4, Mg3Si4O10(OH)2 es propio de magmas calco alcalinas; que son analizadas en quince muestras, observadas en una plagioclasa que presenta una zonación concéntrica, con bordes de alteración argílica de minerales de arcillas blancas muy de grano muy fino (fig. No 3 a d) BIBLIOGRAFÍA BERNHARD PRACEJUS. (2008). The Ore Minerals Under the Microscope An Optical Guide. Ed. Elsevier. Amsterdam Boston Heidelberg London New York Oxford Paris San Diego San Francisco Singapore Sydney Tokyo. 895 pp. CARLES CANET. (2010). Mineralogía de menas metálicas. Archivos técnicos en la identificación de textura de los minerales opacos. 22 pp. CARLOTTO, V., Quispe, J., Acosta H., Rodríguez, R., Romero D., Cerpa, L., Mamani, M., Díaz, E., Navarro, P., Jaimes F., Velarde, K., Lu, S., Cueva, E. (2009). Dominios Geotectónicos y Metalogénesis del Perú. Sociedad Geológica del Perú. Boletín, n. 103, 1-89 pp. CASTROVIEJO BB.R. (1998) Fundamentos de Petrografía. Red. Alemyna (América Latina Europa Minería y Medio Ambiente) Madrid España. 80 Dan Masrhall. (2004). Ore Mineral Atlas. Brandon University. Canada. ELLISON, R.A. & De la Cruz, J. (1989). Mapa Geológico del Cuadrángulo de Lagunillas (Hoja 32-u). INGEMMET. Lima - Perú ESCUELA DE POST GRADO. INST. DE INVT.U.N.A. (2004). Revista de Investigaciones. Impreso en U.N.A. Puno. Vol. II No 2. Puno, Perú. FRANCO, P. (2002). Alteración Hidrotermal. Trabajos Técnicos en Exploraciones HEINRICH, E. W., (1970). Identificación Microscópica de los Minerales. Ed. Urmo, Bilbao. GIL CRESPO. PEDRO P. (2009). Atlas de Mineralogía Óptica. Versión 2. Universidad del País Vasco, 139 pp. IPARRAGUIRRE, J. A. (2013) Curso de Inclusiones Fluidas, Aplicados a la Exploración Minera y tratamiento geometalúrgico. Ingenieros F.A. Lima Perú. 99 pp. INGEMMET. (2012). Congreso Peruano de Geologia. Geologia Regional del Cuadrangulo de Lagunillas. Hoja 32 u. Lima - Perú Le Maitre, R.W., A. Streckeisen, B. Zanettin, M. J. Le Bas, B. Bonin, P. Bateman, (2002). Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms: Recommendations of the International Union of Geological Sciences Sub-commission on the Systematics of Igneous Rocks; Editors; Cambridge University Press, 252p. MACKENZIC W, S y C. Guiford (1992). Atlas de Petrografía. Ed. Masson S.A. Barcelona España. MELGAREJO J, Fundación Folch, Ediciones Universitaria de Barcelona, (1999), Atlas de Asociaciones Minerales en Láminas Delgada. NUR ZUM PERSÖNLICHEN GEBRAUCH!!!. Skript zur Kristalloptik II Mineralmikroskopie. (texto en Aleman), 157 pp. PICHLER, H. & SCHMITT RIEGRAF, C. (1993) Gesteinsbildende Minerale im Dünnschliff. 2. Auflage. Enke, Stuttgart, 233 pp. PERKINS, D; HENKE, K Minerales en Lámina Delgada. Edit. Pearson Ed. S.A., Masris. España. 239 pp. Ortiz, H.L.E., Solís P.G.N. (1985). Estudio metalogenético de la mina auroargentífera de San Martín, Mpio. Colón, Qro.: Gerencia de Estudios Especiales, Archivo Técnico del Consejo de Recursos Minerales. Ortiz, H.L.E., Solís P.G.N., Mérida, C.A. (1989). Geología y metalogénesis del yacimiento auroargentífero brechoide epitermal (tipo Carlin) de San Martín, Querétaro. XVIII Convención Nacional de la A.I.M.M.G.M., A.C., p Rev. Investig. Altoandin. 2014; Vol 16 Nro 1: 75-80