Entre los cuerpos ígneos globosos se encuentran los plutones y algunos domos subvolcánicos intruidos en el interior de los edificios volcánicos o en fracturas. Los domos subvolcánicos serán tratados en el capítulo correspondiente a las rocas volcánicas. En este capítulo se describirán los plutones y los batolitos, que están constituidos por conjuntos de plutones. Los cuerpos globosos tienen la propiedad de enfriarse lentamente y desarrollar aureolas térmicas de larga duración. El origen del espacio que ocupan es uno de los problemas que más discusión ha tenido, y aún tiene, en la historia de la geología. A diferencia de los procesos volcánicos, que son inusualmente rápidos, el emplazamiento de los cuerpos ígneos globosos requieren de un elevado presupuesto energético, pero no de una elevada potencia, debido a la larga duración de los procesos. Este tema no será tratado en este libro porque para un completo análisis de los procesos de emplazamiento se requeriría de un texto de mayor extensión.

Otro tema que suscita una ardua discusión es la relación temporal entre los cuerpos ígneos y los procesos de deformación. No resulta una tarea sencilla determinar si el cuerpo ígneo se intruyó pre- sin- o post- cinemáticamente a la deformación. Cada intrusión tiene su propia historia y es imposible hacer generalizaciones. Las características texturales dependen del tiempo que tarda la intrusión con respecto al tiempo de dura la deformación. Si la intrusión comienza con una deformación dúctil y ésta sobrevive a la intrusión, el cuerpo ígneo se deformará y tendrá atributos para clasificarlo como pre-deformación. Si el proceso de intrusión sobrevive a la deformación, se sobreimpondrá a la misma y tendrá atributos post-deformacionales. Algo similar sucede cuando la intrusión está controlada por deformación frágil. El plutón se intruye conjuntamente con la deformación de la fractura, pero puede crecer excediendo los límites de la misma, por lo cual tendrá atributos combinados. El magma, como todo fluido, para desplazarse necesita que el medio posea una adecuada permeabilidad, es decir que debe tener fracturas.

En numerosos casos la misma presión magmática es la que induce la permeabilidad al generar las fracturas. Pero cualquiera sea la situación, el magma acompaña el desarrollo de esas fracturas y en consecuencia siempre es contemporáneo con la deformación.

Lo más razonable es relacionar la actividad magmática con los procesos orogénicos regionales y si es posible, relacionar los pulsos de cada ciclo magmático con la evolución regional.

Por esta razón cuando se mapean las rocas ígneas se debe mapear también la caja y además, integrar el área estudiada con la evolución geológica de la región.

Los plutones son cuerpos magmáticos residentes en la corteza, cuyo enfriamiento es progresivo y continuo hasta el final de la cristalización. Con frecuencia tienen secciones globosas, con una gran continuidad en profundidad. Por esta razón, durante mucho tiempo se creyó que los plutones no tenían raíz, pero en la actualidad se conoce que en varios plutones el diámetro de la sección horizontal disminuye progresivamente con la profundidad hasta desaparecer (Vigneresse 1995). Este autor por medio de estudios estructurales y determinaciones gravimétricas pudo establecer que algunos plutones tienen forma de hongo, cuyo tallo se adelgaza en forma progresiva con la profundidad, hasta desaparecer entre los 10 y 14 km, aproximadamente en la zona de transición entre la corteza frágil y dúctil (Fig. 1). En los últimos años se ha podido determinar que algunos plutones con formas aparentemente globosas tienen en realidad formas laminares, por lo cual se piensa que estas formas podrían ser más frecuentes que lo que hasta ahora se conoce.

El término de plutón que aquí se emplea está de acuerdo con la definición dada por Cloos y que según Pitcher (1997, p. 231) tiene una aceptación internacional mucho más popular que la de stock,

término que no se utilizará en este manual. La antigua clasificación describía a un stock como un cuerpo ígneo menor de 100 km ² , y cuando su superficie superaba este valor lo denominaban batolito. Esta nomenclatura, ha perdido significación y ha dejado de utilizarse. En la actualidad un batolito se define como un conjunto de plutones asociados en el espacio y relacionados a un definido periodo de actividad ígnea.

Los plutones se forman por la inyección continua de magma, o por inyecciones episódicas sucesivas, previas a la finalización de la cristalización, de modo que cada inyección ingresa en la cámara magmática cuando todavía se encuentra dinámicamente activa. La composición de un plutón rara vez es homogénea, aun a pesar que el mismo se haya formado por una única inyección de magma. Con frecuencia, la composición se distribuye en zonas relativamente concéntricas respecto a la sección horizontal del plutón (Fig. 2). También hay una variación en sentido vertical, que implica una estratificación composicional, con las composiciones más silícicas en la parte superior. Por esta razón, durante un ciclo eruptivo, constituido comúnmente por una serie sucesiva de flujos piroclásticos, las unidades más antiguas, que son las primeras en extruirse, son más ácidas que las más jóvenes, porque la secuencia eruptiva comienza drenando las partes más altas de la cámara magmática (Hildreth, 1981), que son las más silícicas.

Los atributos más importantes de un plutón son: forma; tamaño; morfología del techo y de

los costados; naturaleza de los contactos y estructura interna. A ellos se deben agregar las características y extensión de la aureola térmica. La información que proporcionan estos atributos es muy valiosa para comprender las relaciones entre los distintos plutones que componen el batolito y, también, el ambiente tectónico regional durante esa época. La forma y la estructura interna de cada plutón permite estimar sus relaciones con el campo de esfuerzos regionales y también permite obtener información cualitativa de la profundidad del emplazamiento. Así, por ejemplo, los plutones con bajo contraste reológico con la caja son en general más profundos que los que tienen alto contraste reológico. La estimación cualitativa de la profundidad del emplazamiento es más rápida que la determinación barométrica realizada sobre la base del equilibrio composicional entre pares de minerales. Para esto se requiere que los minerales crezcan al mismo tiempo y compartan el mismo líquido. Este método es más preciso, pero requiere del análisis de los minerales por microsonda y de una adecuada interpretación de los resultados.

En un batolito las características más importantes, necesarias para su descripción, son: 1) la identificación de los plutones, 2) las edades relativas entre ellos y 3) la variación de la forma, del tamaño y de la fabrica de cada uno de los plutones durante la evolución del batolito.

Forma de los plutones: Una adecuada estimación de la forma de un plutón depende de la calidad de su exposición. Cuando el contorno del plutón se conserva en su totalidad la forma se puede establecer con precisión, no así cuando el contorno es incompleto, ya sea porque está cubierto o es cortado por una falla. La forma de los plutones puede ser referida a: 1) la relación entre los ejes máximos y mínimos, denominada relación axial del plutón, y 2) a la relación entre la forma del plutón y las estructuras de la roca de caja.

En plutones con secciones circulares la relación axial es igual a uno. En los plutones alargados la relación axial es mayor que uno. Plutones extremadamente alargados tienen relaciones axiales mayores que 5. Un ejemplo conocido en Argentina es el plutón granítico de La Escalerilla, en la sierra de San Luis (Fig. 3), que tiene 52 km de largo por 2 a 10 km de ancho. La relación axial es  del orden de 8,7. La forma de este plutón contrasta con la de los plutones circulares del batolito de Las Chacras (Brogioni, 1991), indicando que se han intruido bajo campos de esfuerzos diferentes, implicando diferentes relaciones geológicas.

En los batolitos orogénicos los plutones son frecuentemente alargados, pero sus relaciones axiales pueden variar con el tiempo. En los batolitos constituidos por numerosos plutones la intrusión de los mismos se produce durante sucesivos pulsos, emplazándose en cada uno de los pulsos varios plutones. Los primeros plutones de cada pulso son casi siempre alargados, mientras que los últimos tienden a ser circulares. El siguiente pulso comienza también con plutones alargados, que cortan a los circulares del final del pulso anterior, y finaliza con plutones circulares.

Las variaciones en la relación axial de los plutones se debe a las variaciones entre los esfuerzos propios del magma y los residentes en la roca de caja. Los primeros se originan por el movimiento del magma y son proporcionales a su viscosidad. Los segundos responden a un patrón de esfuerzos regionales y dependen de la tectónica de ese momento. Cuando los esfuerzos regionales son mayores a los del magma, las secciones son alargadas y la forma de los cuerpos ígneos se adapta a las estructuras regionales. Cuando la relación es inversa, tienden a ser circulares: el cuerpo magmático impone su propia forma. La variación en la forma de los plutones a lo largo de cada pulso se puede explicar por diversas causas: 1) por la progresiva disminución de los esfuerzos regionales, 2) por el aumento de la viscosidad del magma, o 3) por la combinación de ambos. Un ejemplo, ya clásico en la literatura, es el del segmento Lima del batolito de la Costa de Perú (Pitcher et al., 1985). Al final de cada serie de pulsos de actividad magmática (Superunidad en el concepto de los geólogos ingleses que mapearon el batolito) los plutones son de monzogranito y sus secciones son circulares, con diques anulares asociados. Algo similar ocurre en el batolito de Colangüil, donde los últimos plutones tienden a tener menores relaciones axiales respecto a los más antiguos (Tabla 1).

En síntesis, se puede generalizar que en los batolitos orogénicos los ejes máximos de la mayor parte de los plutones son coincidentes con el eje del batolito, el cual a su vez es paralelo a la estructuras regionales dominantes.

En los batolitos anorogénicos, típicos de intraplaca continental, la mayoría de los plutones tienen secciones circulares, aun a pesar que estos batolitos tienen un eje bien definido (Fig. 4) como se puede apreciar en el complejo granítico de Sara-Fier (Turner, 1963) en Nigeria. También tienen secciones circulares algunos batolitos post-orogénicos tardíos. Un excelente ejemplo de ellos lo constituyen los batolitos devónicos de las sierras de San Luis y de Córdoba, como el de Las Chacras-Piedras Coloradas (Brogioni, 1991), el de Renca (López de Lucchi, 1993). El batolito de Alpa Corral ha sido detalladamente estudiado por Pinotti (1998), sus plutones son circulares y poseen una zonación interna casi concéntrica (Fig. 5). Son claramente discordantes. El batolito de Achala, es el de mayor extensión de las sierras de Córdoba, de aproximadamente 2.000 km ² . A pesar que aun no ha sido mapeado en detalle, la observación de las imágenes satelitales muestra que está constituido por varios plutones, que también tienen secciones circulares.

Para evaluar las relaciones del plutón con la caja es necesario estimar el contraste reológico entre el magma y la caja. Los extremos de variación en el comportamiento reológico corresponden a los comportamientos frágil y dúctil. Comúnmente los plutones emplazados en la corteza superior lo hacen en un campo frágil, mientras que los emplazados en la corteza inferior lo hacen en un campo dúctil. Sin embargo, esto no es una regla general que pueda aplicarse sin un previo análisis. Cuando el emplazamiento de un plutón en la corteza superior es contemporáneo con un episodio de deformación y metamorfismo, el contraste reológico con la caja tien-

de a ser bajo. Los plutones emplazados en una ambiente frágil tienen planos rectilíneos, con ángulos definidos, mientras que los emplazados en ambientes dúctiles son curvilíneos, y de recorridos sinuosos.

Los plutones pueden ser concordantes o discordantes de acuerdo con la relación entre su forma y la estructura de la roca de caja. En el primer caso, los contactos del plutón acompañan la estructura de la caja, mientras que en el segundo la corta. Difícilmente un plutón es totalmente concordante, aun en aquellos casos en que gran parte de su contorno es concordante con la caja.

El concepto de concordancia y discordancia es aplicable cuando el contraste reológico entre el cuerpo ígneo fundido y la roca de caja es alto. Normalmente en estos casos la caja tiene un comportamiento rígido. En los casos en que el contraste reológico es bajo, predomina la concordancia.

En estos casos no solo la forma es concordante, sino también las estructuras internas del plutón son concordantes con las de la caja. Para estos cuerpos es útil la denominación de

armónicos, que es un concepto puramente descriptivo y conlleva una cierta armonía en las estructuras.

Los plutones de cerros Largos y río de La Carpa, Sierra de San Luis (Figs. 6 y 7), son ejemplos de intrusiones armónicas. Ambos poseen bajo contraste reológico con la caja, cuya foliación envuelve al cuerpo ígneo, que también posee una foliación con la misma orientación que la de la caja. En ambos cuerpos, a pesar de estar intensamente plegados y deformados, los minerales no muestran evidencias de deformación interna, pero las texturas no son típicamente magmáticas, mostrando una fuerte recristalización, con frecuentes bordes suturados y desarrollos boiquilobásticos. En estos cuerpos también el contraste térmico es bajo, ya que intrusiones de menos de 1 m de espesor tienen texturas granulares similares a las de los cuerpos de mayor tamaño.

Un caso diferente es el plutón tonalítico de Gasparillo (Fig. 8). Se intruyó antes de la deformación, desarrollando un hornfels que se ha conservado parcialmente en el borde oriental. La forma del cuerpo es el resultado de la intensa deformación y está atravesado por varias fajas de cizalla. El sector norte del cuerpo está plegado conjuntamente con la caja. Los minerales tienen evidencias de deformación como por ejemplo maclas acuñadas y curvadas, granulación de cuarzo, deformación de biotita y recristalización. Todas estas características reflejan una intrusión de tipo disarmónica, con fuerte contraste reológico y térmico, que ha sido intensamente deformado (Llambías et al., 1996, González y Llambías, 1998).