Scielo RSS <![CDATA[Andean geology]]> http://www.scielo.cl/rss.php?pid=0718-710620170002&lang=es vol. 44 num. 2 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.cl/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.cl <![CDATA[<strong>Evolución tectonoestratigráfica y arquitectura cenozoica de los Andes Centrales en el norte de Chile, región de Aquine, Cordillera Occidental (19°-19°30’ S)</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-71062017000200001&lng=es&nrm=iso&tlng=es ABSTRACT. Crustal thickening by horizontal shortening and associated deformation have been broadly considered as prime mechanisms for mountain building in the Central Andes of western South America. However, timing and structural style ofAndean orogeny in northernmost Chile remains to be fully understood. By means of this contribution we attempt to unravel the Cenozoic tectonostratigraphy and structural architecture of a narrow segment within the Western Cordillera (western flank of the Altiplano plateau), based on detailed structural mapping, available and new geochronological data gathered from the Aquine region (~19°15’ S). The geology of this area indicates that compressive tectonics dominated for ~21 Myr, between 27 Ma and 6 Ma, and that onset of deformation probably occurred in the middle Eocene (after ca. 49 Ma). According to angular unconformities registered throughout the region, three principal compressive episodes have been determined: (1) middle Eocene-late Oligocene (ca. 49-27 Ma); (2) late Oligocene-middle Miocene (ca. 27-14 Ma); and (3) middle-latest Miocene, 14-6 Ma. Paleogene and Neogene structural development within the Aquine region was concomitant to activity on the bordering West and East Vergent Thrust Systems (WTS and ETS), which controlled uplift of the western Altiplano since the late Oligocene-early Miocene, located at the foot of the Precordillera and within the eastern part of the Western Cordillera, respectively. Major structures in the western segment of the region are high-angle, east-vergent, substratum-involving thrusts that affect late Mesozoic and Cenozoic volcanic and sedimentary intra-arc deposits. Unalike, a west-vergent fold-and-thrust belt is developed in the southeastern segment of the region, involving only Miocene deposits. These contrasting structural styles and opposite vergences indicate a combination of thin- and thick-skinned tectonics in a "pop-up" like structural array. Growth strata and sedimentological features in alluvial and fluvial sandstones and conglomerates of the upper Miocene Mauque Formation suggest the occurrence of syntectonic deposition. In addition, gentle angular unconformities within upper Oligocene-upper Miocene arc deposits suggest that sedimentation and volcanism developed synchronic to compressive tectonics throughout the Miocene and coeval to deposition in the active bordering thrust systems (WTS and ETS). The interpreted tectonostratigraphic development of the study area is similar to but slightly diachronic with the Cenozoic evolution in the Belén region (18°-19° S) of northernmost Chile. We interpret that east- and west-vergent thrusts within the Western Cordillera, are deeply rooted in a crustal-scale "pop-up" structure that accommodated Cenozoic deformation on the western flank of the Altiplano. Uplift as a consequence of contraction along the Western Cordillera was coeval to late Paleogene block exhumation and subsequent Neogene development of fold-and-thrust belts on the eastern border of the Altiplano. The main structural characteristics within the Aquine region suggest that inversion of an Upper Cretaceous intra-arc basin was of major relevance for the Cenozoic structural development of the Western Cordillera.<hr/>Evolución tectonoestratigráfica y arquitectura cenozoica de los Andes Centrales en el norte de Chile, región de Aquine, Cordillera Occidental (19°-19°30’ S). La deformación y el engrosamiento cortical por acortamiento horizontal han sido ampliamente considerados como mecanismos primordiales involucrados en la construcción de los Andes Centrales. No obstante, el estilo estructural y la temporalidad de la orogenia Andina en el extremo norte de Chile son aún objeto de debate. Basada en un registro detallado de la geología de la región de Aquine (~19°15’ S), nuevas edades U-Pb y la geocronología disponible, por medio de esta contribución intentamos dilucidar la tectonoestratigrafía cenozoica y la arquitectura de un angosto segmento de la Cordillera Occidental (flanco occidental del Altiplano). En esta área, la geología indica que durante ~21 Myr, la región estuvo sometida a condiciones tectónicas compresivas, entre los 27 Ma y 6 Ma. Este régimen contraccional se habría iniciado durante el Eoceno medio (post- ~49 Ma). De acuerdo con las discordancias angulares registradas en la región, tres episodios contraccionales han sido determinados: (1) Eoceno medio-Oligoceno tardío (ca. 49-27 Ma); (2) Oligoceno tardío-Mioceno medio (ca. 27-14 Ma); y (3) Mioceno medio-tardío 14-6 Ma. El desarrollo estructural Paleógeno y Neógeno asociado fue concomitante con la actividad tectónica en los sistemas regionales de cabalgamientos de vergencia al oeste (WTS) y al este (ETS), situados en los márgenes occidental y oriental de la Cordillera Occidental, respectivamente, y que controlaron el alzamiento tectónico del Altiplano occidental desde el Oligoceno tardío-Mioceno temprano. Las mayores estructuras en el segmento occidental de la región corresponden a fallas inversas de alto ángulo que involucran substrato Mesozoico y afectan a depósitos del Mesozoico tardío y depósitos sedimentarios y volcánicos del intraarco Cenozoico con una vergencia al este. De manera contrastante, una faja plegada y corrida vergente al oeste se desarrolla en el segmento suroriental de la región, deformando solo depósitos miocenos. Las vergencias y estilos contrastantes de las estructuras indican una combinación de tectónica de "piel fina" y "piel gruesa", desarrollada en un arreglo estructural de tipo pop-up. Estratos de crecimiento y características sedimentológicas asociadas a depositación sintectónica en areniscas y conglomerados aluviales y fluviales de la Formación Mauque (Mioceno superior), además de suaves discordancias angulares entre depósitos del arco Oligoceno superior-Mioceno sugieren que la sedimentación y el volcanismo ocurrieron sincrónicos a la tectónica compresiva y a la depositación asociada a los sistemas estructurales regionales marginales activos (WTS y ETS). La evolución tectonoestratigráfica interpretada para la región es similar, aunque levemente diacrónica a la evolución cenozoica de la región de Belén (18°-19° S), en el extremo norte de Chile. Interpretamos que las fallas inversas de la Cordillera Occidental, vergentes al este y al oeste, están enraizadas en una estructura tipo pop-up de escala cortical que acomodó deformación Cenozoica en el flanco occidental del Altiplano. El alzamiento originado por contracción a lo largo de la Cordillera Occidental fue coetáneo a la exhumación de bloques durante el Paleógeno tardío y al subsecuente desarrollo de fajas plegadas y corridas durante el Neógeno, en el flanco oriental del Altiplano. La estructura de la región de Aquine sugiere que la inversión de la cuenca del intraarco del Cretácico Superior tuvo un control sustancial en el desarrollo estructural del Cenozoico de la Cordillera Occidental. <![CDATA[<strong>Basaltos toleíticos arenigianos en la cuenca ordovícica famatiniana, noroeste de Argentina</strong>: <strong>condiciones de emplazamiento y su implicancia tectónica</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-71062017000200002&lng=es&nrm=iso&tlng=es This study is focused on the analysis of volcanic deposits that crop out at the middle portion of the Las Planchadas range, northern part of the Famatina System in Argentina. These volcanic rocks are records of an Ordovician effusive basaltic volcanism that took place under subaqueous marine conditions. Along the study area crop out an Arenigian volcanic and volcaniclastic rocks succession with massive and autoclastic lavas, hyaloclastites of basaltic composition and volcaniclastic sandstones and mudstones. Large volumes of the volcanic deposits were strongly affected by fragmentation processes during their subaqueous emplacement and in situ accumulated as basaltic breccias. The same volcanic-volcaniclastic association crops out to the south of the Las Planchadas range, forming a basaltic belt with similar characteristics. The geochemical features of the basalts are compatible with depleted mid-ocean ridge basalt (MORB)-like source for the magma, with contribution of subducted related components such as water rich marine hemipelagic sediments, compatible with a back arc geotectonic setting developed along the northern part of the Famatina System during the Arenigian.<hr/>El presente trabajo se enfoca en el análisis de los depósitos volcánicos que afloran en el tramo medio de la sierra de Las Planchadas, norte del Sistema de Famatina, Argentina. Estas rocas representan un registro completo del volcanismo ordovícico, correspondiente a efusiones basálticas emplazadas en un ambiente submarino. En la zona estudiada aflora una sucesión volcánica-volcanoclástica representada por lavas macizas y autoclásticas de composición basáltica, hialoclastitas basálticas, psamitas y pelitas volcanoclástica. Extensos volúmenes de estos depósitos fueron afectados fuertemente por procesos de fragmentación durante su emplazamiento subácueo, acumulándose in situ como brechas basálticas. Asociaciones volcánicas-volcanoclástica con idénticas características también afloran hacia el sur, en la misma sierra de Las Planchadas, y forman un cinturón volcánico de basaltos. Las características geoquímicas de estas volcanitas son comparables con basaltos empobrecidos, originados en zonas de dorsales oceánicas (MORB) y con componentes propios de subducción, como la participación de sedimentos hemipelágicos ricos en agua. Estas características son indicativas de un ambiente tectónico de retroarco ligado a la evolución del tramo norte del Sistema de Famatina durante el Arenigiano. <![CDATA[<strong>Geoquímica de rocas ígneas Permo-Triásicas del norte de Chile (28°-30°15’S)</strong>: <strong>Implicancias en la dinámica del margen pre-Andino</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-71062017000200003&lng=es&nrm=iso&tlng=es Permian to Triassic igneous rocks cropping out in the Coastal and Frontal cordilleras in northern Chile between 28°00’S and 30°15’S have long been interpreted to represent products of magmatism related to an extensional tectonic setting, either as the result of crustal anatexis or asthenospheric mantle decompression melting, in a passive continental margin. Eighty-six samples of plutonic (61) and volcanic (25) rocks from this region are characterized petrographically and geochemically. They are Permian to Early Jurassic in age, but the majority of the studied rocks correspond to the Lower to Middle Triassic Chollay Plutonic Complex, the volumetrically most important unit in the area. The rock samples have features typical of magmas derived from flux-induced melting of a depleted mantle such as: broad range of petrographic composition with predominance of intermediate to acid members, highly porphyrytic volcanic rocks, magnetite as the Fe-Ti oxide mineral phase, enrichment in LILE over HFSE, marked depletion in Nb, Ta, Ti, and P and moderate to no negative Eu anomalies. Few of the studied rock samples (<10%) have alkaline signature and trace element contents representative of anorogenic magmatism. In this work, we propose that subduction of an oceanic plate beneath the South American continent is responsible for the evolution of the margin from the Permian to Early Jurassic, at the studied latitudes. A preliminary interpretation of the margin architecture of the Andean margin from the Permian to the Triassic would be that the Chanchoquin and Chollay plutonic complexes represent the roots of a magmatic arc developed from the Permian to the Middle or early Late Triassic, whereas the Guanaco Sonso and Pastos Blancos formations would be the shallower parts of such arc. The La Totora Formation and some volumetrically minor Upper Triassic intrusive units represent magmatic products with alkaline signatures, which developed immediately before the establishment of the magmatic arc in the present-day Coastal Cordillera (during the Rhaetian to Early Jurassic).<hr/>Geoquímica de rocas ígneas Permo-Triásicas del norte de Chile (28°-30°15’S): Implicancias en la dinámica del margen pre-Andino. Las rocas ígneas del Permo-Triásico que afloran en las cordilleras de la Costa y Frontal en el norte de Chile, entre los 28°00’ S y 30°15’ S han sido interpretadas históricamente como productos de magmatismo asociados a un ambiente extensional, como el resultado de un proceso de anatexis cortical o bien fusión de manto astenosférico, en un margen pasivo. Se analizaron 86 muestras, de las cuales 61 corresponden a rocas plutónicas y 25 a rocas volcánicas, a las que se les hizo una caracterización petrográfica y geoquímica. Son de edad pérmica a jurásica inferior, pero la mayoría de las muestras de rocas analizadas corresponden al Complejo Plutónico Chollay, de edad Triásico Inferior-Medio, siendo la unidad más importante en el área de estudio. Las muestras analizadas tienen características típicas de magmas derivados de fusión de un manto empobrecido como: amplio rango composicional con predominio de los componentes intermedio a ácidos, rocas volcánicas altamente porfídicas, magnetita como fase mineral principal de Fe-Ti, enriquecimiento en elementos LILE sobre HFSE, empobrecimientos en Nb, Ta, Ti y P, y moderada a inexistente anomalía negativa de Eu en las rocas estudiadas; algunas (<10%) tienen signatura alcalina y contenidos de elementos traza representativos de magmatismo anorogénico. En este trabajo, se propone que la subducción de una placa oceánica bajo el continente de Sudamérica es responsable de la evolución del margen entre el Pérmico y el Jurásico Inferior, a las latitudes estudiadas. Una interpretación preliminar de la arquitectura del margen Andino desde el Pérmico al Triásico puede ser que los complejos plutónicos Chanchoquín y Chollay representen las raíces de un arco magmático desarrollado entre el Pérmico y el Triásico Medio a Superior, mientras que las formaciones Guanaco Sonso y Pastos Blancos podrían ser porciones más superficiales de este arco. La Formación La Totora y algunos cuerpos menores de intrusivos del Triásico Superior representan productos con signaturas alcalinas, los que se desarrollaron inmediatamente antes del establecimiento del arco magmático en la actual cordillera de la Costa (durante el Raetiano al Jurásico Inferior). <![CDATA[<strong>Determinación de la historia térmica posdepositacional de las sucesiones ordovícicas del noroeste de Argentina mediante análisis de arcillas, geotermometría de la clorita e índice de Kübler</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-71062017000200004&lng=es&nrm=iso&tlng=es The thermal post-depositional evolution of metapelitic and metavolcanic rocks of the upper Cambrian-Ordovician succession in the Central Andes of northwestern Argentina, was estimated through X ray diffraction of clay mineral analysis, Kübler Index (KI), SEM-EDS study of selected samples and chlorite geothermometry. The study area comprise five representative regions in Puna and Cordillera Oriental, namely at Sierra de Santa Victoria (Nazareno and Santa Victoria river areas), Cordón de los Siete Hermanos (Yavi), Sierra de Rinconada and Sierra de Cochinoca-Escaya. The paleotemperatures obtained with the chlorite geothermometer, in coincidence with KI values, show an E-W trend from diagenesis/low anchizone in the eastern flank of Sierra de Santa Victoria, to high anchizone/epizone in the Puna, with intermediate values in the western flank of Sierra de Santa Victoria. This trend, in conjunction with the development of slaty cleavage in the Ordovician rocks from Yavi, Sierra de Cochinoca-Escaya and western localities coincide with the limits proposed for the "Ocloyic deformation belt". The common occurrence of kaolinite in the slates and the metavolcanic rocks of Sierra de Cochinoca-Escaya, coupled with the substitution of chlorite by interstratified lower-temperature phases in most of these rocks and the occurrence of jarosite in a metadacite, indicate presence of hydrothermal fluids with high H+/cations ratios, producing acid type alteration (Utada, 1980), at temperatures between 100 and ~300 °C. The hydrothermal alteration should have been subsequent to the maximum burial and the attainment of epizonal metamorphism, and was very probably related with the posthumous activity of the Ordovician volcanic arc. The widespread occurrence of retrograde diagenesis products (smectite, kaolinite, as well as interstratified Chl/Sm and Chl/Vrm phases) in the anchizonal/epizonal metapelites of Sierra de Cochinoca-Escaya and Sierra de Rinconada constitute, up to our knowledge, the first report of an extensive hydrothermal activity affecting not only the metavolcanic rocks but also the Lower Ordovician sediments of northern Puna.<hr/>Determinación de la historia térmica posdepositacional de las sucesiones ordovícicas del noroeste de Argentina mediante análisis de arcillas, geotermometría de la clorita e índice de Kübler. Estudios por difracción de rayos-X de rocas metapelíticas y metavolcánicas, complementadas con análisis textural a escala del SEM y microanálisis de muestras seleccionadas, con geotermometría de la clorita, han permitido delinear la historia diagenética-metamórfica prograda de las sucesiones del Cámbrico superior-Ordovícico de los Andes Centrales del NW de Argentina e identificar reacciones retrógradas. El estudio se centró en cinco localidades de Puna y Cordillera Oriental: sierra de Santa Victoria (zona de los ríos Nazareno y Santa Victoria), Cordón de los Siete Hermanos (Yavi), sierra de Rinconada y sierra de Cochinoca-Escaya. Las paleotemperaturas obtenidas mediante el geotermómetro de la clorita, coherentes con los valores obtenidos para el índice de Kübler, indican un aumento en las temperaturas de E a W, desde condiciones de diagénesis/ anquizona débil en el flanco oriental de la sierra de Santa Victoria, hasta anquizona fuerte/epizona en la Puna, con valores intermedios en el área de Yavi. Esta tendencia, así como la presencia de un clivaje metamórfico en las rocas ordovícicas de Yavi, sierra de Cochinoca-Escaya y sierra de la Rinconada coincide con los límites propuestos previamente, a partir de estudios estructurales y microtectónicos, para el "Cinturón de deformación Oclóyica". La presencia de caolinita en la mayor parte de las metapelitas y rocas metavolcánicas de las sierra de Cochinoca-Escaya, junto con la sustitución de la clorita por fases interestratificadas de menor temperatura y la presencia de jarosita en una metadacita, indican alteración por fluidos hidrotermales ácidos, a temperaturas entre 100 y ~300 °C. Esta alteración hidrotermal probablemente estuvo vinculada con la actividad póstuma del arco volcánico Ordovícico y sucedió con posterioridad a la etapa de máximo enterramiento, durante la que las rocas del sector septentrional de la Puna alcanzaron el metamorfismo de grado anquizona fuerte/epizona. La amplia distribución de fases asignables a retrodiagénesis (esmectita, caolinita, así como interstratificados Chl/Sm y Chl/Vrm) en las metapelitas de las sierras de Cochinoca-Escaya y Rinconada constituyen, hasta donde sabemos, el primer registro de una extensa actividad hidrotermal que afectó no solo las rocas metavolcánicas, sino también a los sedimentos del Ordovícico inferior del norte de la Puna. <![CDATA[<strong>Hallazgo del primer seep fósil en Ia costa emergida de Chile central (33°56’ S)</strong>: <strong>Caracterización e implicancias</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-71062017000200005&lng=es&nrm=iso&tlng=es Se describen las características determinativas del primer seep de hidrocarburo fósil, identificado en la costa emergida de Chile central, preservado en la playa de la localidad de Navidad. El paleoseep de Navidad (PSN) corresponde a una acumulación de carbonato de calcio autigénico con organismos fósiles, dispuesto perpendicular a la línea de costa con una orientación N45° W, discordante con las secuencias de rocas miocenas que afloran en el área. El PSN consiste mayoritariamente de carbonato de calcio, presente como matriz y en costras irregulares, muy bien compactado. Sobre la base de sus características texturales, se identifican predominantemente facies de mudstone y wackstone. El PSN en términos mineralógicos consiste en calcita magnésica, predominantemente como micrita y en menor grado esparita. Otros componentes minoritarios, no carbonáticos son cuarzo, albita, anfíboles, ortoclasa y microclina, además de fragmentos líticos, principalmente volcánicos. El afloramiento contiene una variedad de organismos tales como bivalvos, gasterópodos, teredos en madera fósil, microbialitas y otros. La presencia de la especie Lucinoma promaucana permite establecer su contemporaneidad con las rocas de la Formación Navidad. Los valores de δ13C determinados en la matriz de carbonato y en conchas de bivalvos presentes en el PSN, varían entre -41,4%o y -29,5%o PDB representando los típicos valores negativos de δ13C registrados en seeps de hidrocarburos. La existencia del PSN en la costa emergida de la localidad de Navidad constituye el primer registro fósil de la migración de hidrocarburos desde el subsuelo marino en ambiente de talud con una importante actividad al menos desde el Mioceno Temprano.<hr/>Finding of the first fossil seep in the emerged coast of Central Chile (33°56’ S). Characterization and implications. This study presents the main characteristics of the first fossil hydrocarbon seep documented on the emerged coast of Central Chile. The Navidad Paleoseep (NPS) is an outcrop of carbonate and fossil organisms preserved on the beach of the Navidad locality. The carbonate structure is oriented N45° W, perpendicular to the coastline and discordant with sub horizontal Miocene sequences found in the area. This type of authigenic carbonate accumulation, originates on the sea floor as the result of anaerobic oxidation of methane, generated by low temperature fluids released through seafloor fractures. The NPS consists mainly of calcium carbonate in the form of matrix and crystallized precipitate. Based on textural features, dominant facies of the outcrop were defined as mudstone and wackestone. The associated mineralogy consists of magnesian calcite, predominantly as micrite matrix, minor components of quartz, albite, amphibole, orthoclase, microcline and fragments of volcanic lithics are also identified. The NPS also contains a variety of fossils, such as bivalves, gastropods, tube worms, teredolites, microbialites and others. The occurrence of Lucinoma promaucana in the paleoseep, evidences a temporal and spatial correlation with the Navidad Formation i.e., would ranges from lower to middle Miocene. The δ13C values vary between -41.4%o in the matrix and -29.5%o PDB in bivalve shells, representing the typical negative δ13C values seen in hydrocarbon seeps.