Magíster en Ciencias Mención, Geología / Este trabajo presenta nuevos antecedentes químicos y mineralógicos de rocas máficas y ultramáficas metamorfizadas que pertenecen a la Serie Occidental del centro-sur de Chile entre los 39º y 40ºS. Estos estudios se realizaron en afloramientos ubicados en las zonas de Gorbea, Madre de Dios, Toltén, Camán, Los Ulmos y Morro Bonifacio. Las fases minerales presentes en las metabasitas afectadas por un metamorfismo de facies de esquistos verdes fueron caracterizadas utilizando Microscopio Electrónico de Barrido (SEM) y Microsonda Electrónica (EMPA), con el propósito de determinar la química mineral de las fases predominantes y poder establecer las condiciones de presión y temperatura del metamorfismo. Los estudios indican condiciones de temperatura entre 250º a 350ºC y condiciones de presión de 3 a 7 kbar. Las clorititas, rocas conformadas por más de un 90% de clorita, presentan condiciones de temperatura más bajas, entre 170° a 250ºC. Por su parte, estudios realizados en un metagabro de la localidad de Gorbea, indican condiciones de muy alta presión (>17 kbar). Las rocas ultramáficas serpentinizadas de la zona de estudio están conformadas por contenidos variables de lizardita, crisolito y antigorita. Estudios petrográficos, mineralógicos y de espectroscopía Raman permiten establecer condiciones mínimas de metamorfismo de aproximadamente 8 a 10 bar y 350ºC. Adicionalmente, se analizaron los elementos mayores, menores y trazas de las rocas máficas y ultramáficas metamorfizadas con el propósito de identifcar el protolito y en lo posible el ambiente de formación de estas rocas. En el caso de las metabasitas, estas corresponderían a basaltos oceánicos con afinidades MORB a E-MORB, mientras que los protolitos de las peridotitas serpentinizadas de Camán y Los Ulmos corresponderían a dunitas o harzburgitas, las rocas de Toltén y Morro Bonifacio serían lherzolitas y en Gorbea se reconocen los tres tipos litológicos, es decir dunita, lherzolita y hazburgita. Los estudios presentados en este trabajo indican que las rocas máficas y ultramáficas se formaron fundamentalmente dentro de un ambiente de cuenca marginal en la zona de antearco y que posteriormente fueron metamorfizados durante el cierre de dicha cuenca. / Este trabajo ha sido financiado por proyecto Fondecyt N° 1110345

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias, mención Geología / El área de estudio corresponde a la Hoja Queule (Escala 1:50.000) que incluye parte de la X y IX Región, entre los 39°15'S a 39°30'S y al Oeste de los 73°0' hasta la costa y está geológicamente incluida en la Serie Occidental, del Basamento Metamórfico de Chile, interpretada como formada en un prisma de acreción desarrollado en un ambiente de subducción-acreción en margen suroccidental de Gondwana durante el Devónico – Triásico. Presenta edades de metamorfismo de 300-320 Ma para la facies esquistos azules, asociada a una subducción profunda y acreción temprana temprana, y edades de metamorfismo de 260-220 Ma para la sobreimpuesta facies esquistos verdes sobreimpuesta. Las rocas metamórficas presentes en la Hoja Queule, desde los tipos litológicos más abundantes a los menos abundantes, son: esquisto verde o metabasitas (ocasionalmente con magnetita), esquisto cuarzo micáceo o metapelitas, esquisto cuarzo feldespático, esquisto cuarzo micáceo con biotita, metachert micáceo, cotícula o metachert de espesartina (ocasionalmente con magnetita), metachert de stilpnomelano, metacherts de stilpnomelano-zussmanita, y metacherts de stilpnomelano con bandas de granate y siderita, esquisto de talco y anfíbola, serpentinita, sulfuros macizos de Fe-Cu-Zn (VMS: Volcanogenic Massive Sulphide) y cuerpos de hierro macizo. Estos tipos litológicos se distribuyen en subunidades litológicas mayores conformando franjas de orientación NE a NEE y reconocibles por la predominancia de uno, dos o tres de estos tipos litológicos, y también se presentan en subunidades litológicas menores asociadas a las litologías de ocurrencia más restringida en la Hoja Queule. La similitud entre estos tipos litológicos y el Complejo Metamórfico Bahía Mansa indican que las rocas metamórficas de la Hoja Queule son una extensión hacia el norte de dicho complejo. Desde el este de la Hoja Queule, hacia la costa, las rocas metamórficas presentan una foliación (S2) subhorizontal y afectada por pliegues hectamétricos de rumbo NE, mientras que a lo largo del margen costero se tiene una foliación (S3) de rumbo NS y manteo hacia el E, que corresponde a una zona de plegamiento y cizalle que afecta a (S2). Además fallas y fracturas afectan al basamento, en algunos casos con alteración hidrotermal y vetillas de hematita (goethita) - limonita anómalas en Au y As, que parecen relacionadas eventos de formación de los pliegues hectamétricos que han sido denominados como sistema de pliegues de Cordillera Queule. En metacherts de stilpnomelano de Punta Nihue se identificó zussmanita, mineral indicador de facie metamórfica de esquistos azules con P>10kbar y T<550°C, cuyo hallazgo en Chile corresponde a su segunda ocurrencia desde que fuera descrita por primera vez en Laytonville, California. En sulfuros macizos y esquistos de Pirén se identificó micas blancas ricas en Ba-(Cr- V), con BaO de hasta 10.3% en peso, un silicato de Ba hidratado correspondiente a cymrita (BaAl2Si2O8 .H2O, H2O=4.6%), y además se obtuvo una identificación preliminar de cymrita potásica. La cymrita ha sido descrita en Grecia en rocas metamórficas de alta presión y en Nevada en secuencias que exhiben metamorfismo de bajo grado. La aplicación del geotermómetro de Cathelineau en cloritas de Pirén Alto permitió acotar la temperatura de metamorfismo entre 319.4°C y 399.5°C, lo cual combinado con el campo de estabilidad de la cymrita permitió obtener presiones mayores que 4.5kbar. Considerando la temperatura obtenida en clorita y utilizando el geobarómetro de Massonne y Schreyer y el de Massonne y Szpurka, para fengitas en muestras de Pirén, junto a los antecedentes geotermobarométricos previos, se obtuvo condiciones de facies esquistos azules y de alta presión de facies esquistos verdes, para los esquistos que están en contacto con sulfuros macizos de Pirén. Por lo tanto para la Serie Occidental del Basamento Metamórfico en la Hoja Queule se tienen condiciones de metamorfismo de baja temperatura, T<550°C en Punta Nihue, y T<400°C en Piren Alto, con presiones máximas desde la alta presión en Facies Esquistos Verdes hasta la alta presión de la Facies Esquistos Azules, (P=5-10kbar), en Punta Nihue y Pirén. En relación al potencial de mineralización metálica tpo VMS se obtuvo que además de la ocurrencia restringida de sulfuros macizos e Pirén, también se debe incluir como guías de un ambiente hidrotermal submarino a metacherts de Fe, Mn, Fe-(Ca-Mn) y a cuerpos de Fe macizo, ya que son clasificables como metadepósitos de oxihidróxidos de Si-Fe, comparables a los que se forman actualmente en zonas de dorsales oceánicas y de actividad hidrotermal submarina como los “Black Smokes”. También se indica en esta tesis que otros tipos litológicos presentes en el basamento, tales como esquistos de talco y anfíbola, esquistos cuarzo feldepáticos y serpentinitas presentan algunas características que deberían ser revisadas con más detalle para definir si su protolito tuvo alguna impronta hidrotermal submarina. Posibles guías para la exploración por depósitos tipo VMS, potencialmente presentes en la Serie Occidental, son presentadas en este trabajo en base a las relaciones temporales, espaciales y metamórficas, que guardan los tipos litológicos y ocurrencias metálicas asociados a un ambiente volcánico hidrotermal submarino en su génesis y afectadas por un proceso metamórfico posterior en el complejo de acreción-subducción. La revisión de antecedentes geoquímicos y metalogenéticos, publicados previamente, indican evidencias de la participación de rocas procedentes un arco de islas y de su cuenca de tras arco, durante el proceso de subduccíón y acreción que dio origen a la Serie Occidental, por lo que también se discute en esta tesis alguno aspectos de dicha hipótesis.

La roca cuarcítica que se explota como agregado en el partido de General Pueyrredón, en cercanías de Mar del Plata se conoce comercialmente como cuarcita Mar del Plata y pertenece a las arenitas cuarzosas de la Formación Balcarce. Estas rocas contienen cuarzo tensionado y/o microcristalino que puede ocasionar la reacción álcalisílice en el hormigón de tipo diferida o lenta. El análisis de las características microtexturales de estas rocas permite determinar el grado de deformación del cuarzo, además de la presencia y tipos de matriz o cemento que pueden contener componentes deletéreos como ópalo, calcedonia o alguna otra forma de sílice metaestable, mediante lo cual será posible calificar el comportamiento de estos materiales como agregado en hormigón. La complejidad de la temática requiere cada vez más investigaciones donde se efectúan trabajos interdisciplinarios entre la ingeniería civil y la geología, asegurando una mejor comprensión e interpretación de la problemática. En el presente trabajo se procedió a resumir la geología y sedimentología de las Sierras Septentrionales mediante una recopilación bibliográfica extensa. También se tratan aspectos de la geoquímica de las rocas cuarcíticas en relación a su estabilidad bajo distintas condiciones ambientales tanto naturales como en el hormigón y se abordan los antecedentes de la reacción álcalisílice (RAS) y los métodos utilizados para su estudio. Para esta Tesis se relevaron y muestrearon cinco canteras, realizando además perfiles estratigráficos de los frentes estudiados. Los análisis se orientan a la petrografía del agregado cuarcítico, de los hormigones de laboratorio post-ensayo y de casos de obra de pavimentos de hormigón confeccionados con dichos agregados. Se utilizaron técnicas de microscopía óptica, electrónica de barrido y de fluorescencia con luz UV y difracción de rayos X. Para calificar adecuadamente los agregados se realizaron ensayos físicos de expansión en barras de mortero y prismas de hormigón según las normativas vigentes en Argentina. El trabajo aporta información original e inédita sobre las características petrográficas de las rocas cuarcíticas de canteras de la zona de Mar del Plata y zona de influencia, y del área de Balcarce para su uso como agregado para hormigón. Esto contribuye a implementar métodos y diseños de explotación de canteras para agregados ya que se deberán tener en cuenta los porcentajes de cada litotipo potencialmente reactivo como componente de la mezcla final de los agregados producidos en planta. / The quartzite currently exploited as aggregate in the area of General Pueyrredón, nearly of the city of Mar del Plata, is commercially named Mar del Plata quartzite and belongs to the quartz arenite from Balcarce Formation. These rocks have tensioned and microcrystalline quartz that can cause delayed or slow alkali-silica reaction in concrete. The analysis of the micro-textural characteristics of these rocks allows determining the deformation degree reached by quartz and the presence and types of matrix or cement that can be constituted by deleterious components, such as opal, chalcedony or some other variety of metastable silica. This study will allow qualifying the behavior of these materials as aggregate in concrete. The complexity of the subject requires more researches, where interdisciplinary works are carried out between civil engineering and geology, contributing to a better understanding and interpretation of the problem. In the present work, the geological and sedimentological characteristics of Sierras Septentrionales were summarized by means of an extensive bibliographic compilation. The geochemistry of quartzite rocks are also discussed related with their stability under different environmental conditions, both natural and in concrete. Also the alkali-silica reaction (ASR) and the methods used for their study are evaluated. For this work five quarries were sampled, and stratigraphic profiles of the fronts were studied. The main analyzes are oriented to the petrography of the quartzite aggregate, the post-test laboratory concretes and the concrete pavements cases of study, made with these aggregates. Optical, scanning electron, and fluorescence UV light microscopy, and X-ray diffraction techniques were used. To characterize the aggregates, physical tests of expansion in mortar bars and concrete prisms were carried out according to Argentina standards. This Thesis provides original and unpublished information about the petrographic characteristics of quartzite from quarries of Mar del Plata and Balcarce areas, for their use as aggregate for concrete. This also contributes to implement methods for mining quarries for aggregates, considering the percentages of each reactive lithotype as components of the final mixture of the aggregates produced in plant.

Magíster en Ciencias - Mención Geología / El basamento Paleozoico (Pz) de los Andes Centrales ha sido objeto de estudio con el fin de determinar la historia tectonodinámica del márgen occidental de Sudamérica. En el norte de Chile, el basamento aflora en franjas N-S, de las que algunos autores han sugerido como bordes de terrenos alóctonos acrecionados al márgen occidental de Gondwana. La Sierra Limón Verde es una de estas franjas N-S, la cuál es parte de la Cordillera de Domeyko. El basamento Pz de la Sierra comprende rocas Carboníferas intrusivas del Complejo Igneo Limón Verde y rocas metamóficas Pérmicas. El Complejo Metamórfico Limón Verde (CMLV) comprende afloramientos en una franja NNE de 12x2 km ubicada al nor-oeste de la Sierra. Estas rocas consisten en esquistos micáceos y anfibolitas foliadas, además de cuarcitas subordinadas. Análisis de geoquímica en roca total en anfibolita indican como protolito a basaltos con afinidad de intra-placa, y a sedimentos psamopelíticos al protolito de los esquistos micáceos. Circones detríticos que presentan distintas proveniencias reafirman la naturaleza sedimentaria de los esquistos, con una edad mínima de depositación de 300 Ma. Esta edad es similar al la del magmatismo tardío del Complejo Igneo Limón Verde. Las rocas del CMLV presentan una trayectoria horaria prógrada consistente con un ambiente de subducción. El peak metamórfico del mica esquisto (PT) fue obtenido en condiciones acuosas (ca. 5% H2O) a los ca. 280 Ma (U-Pb en circón). Esto se observa como anatexis en ciertas partes de la roca y también en los diagramas de REE de bordes de circón. El campo PT modelado a través de pseudosecciones indica 14.5 kbar y 600oC, llegando a una temperatura máxima de 650oC, lo que se interpreta como una profundidad de formación cercana a los 50 kms. El peak metamórfico de la unidad de anfibolita también fue formado en condiciones acuosas y de alta fugacidad de oxígeno (0.11% O2) ,el que se obtuvo a menor presión (11.5 kbar) pero a temperaturas similares a las del esquisto (ca. 650 oC), lo que es interpretado como una profundidad cercana a los 40 kms. Por otro lado, la edad del metamorfismo es cercana a los 260 Ma (U-Pb en titanita y Ar-Ar en hornblenda). Edades plateau Ar-Ar en mica blanca (ca. 263 Ma) y biotita (ca. 251 Ma) provenientes de un mica esquisto fueron utilizadas para determinar tasas de enfriamiento, los que se hicieron en dos pasos: 11.4 ± 3.47 oC/My para el primer paso (U-Pb en circón a Ar-Ar en mica blanca) y 4.16 ± 5.03 oC/My para el segundo (Ar-Ar mica blanca a Ar-Ar biotita). Al considerar un gradiente geotermal de una corteza normal de 25 oC/km (Ernst, 2009) se estimaron tasas de enfriamiento de 0.45 mm/yr y 0.16 mm/yr para el primer y segundo paso respectivamente. Al tomar en cuenta las temperaturas de cierre de estos sistemas y un gradiente geotérmico normal, debe de haber ocurrido una exhumación rápida. Al sur del CMLV existen unidades sedimentarias triásicas que contienen clastos de mica esquistos de granate del CMLV (Fm. Agua Dulce), sugiriendo que las rocas del complejo metamórfico se encontraban completamente exhumadas ya en el Triásico medio.