Evolución tectonomagmática del arco cretácico superior-oligoceno inferior en los Andes Centrales del Sur (35°-42°S) : influencia de la subducción de la dorsal Aluk-Farallón

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2020-03-19

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Descripción:

En la presente tesis, se realizó un estudio sobre la evolución del magmatismo de arco cretácico superior-mioceno inferior (~80 a 20 Ma), en la zona de transición entre los Andes Centrales del Sur y los Andes Nordpatagónicos (35-42°S). Para llevar a cabo este objetivo se realizaron mapas geológicos de las áreas estudiadas, perfiles estratigráficos en las unidades magmáticas, caracterizaciones petrográficas, dataciones radiométricas y estudios geoquímicos del magmatismo a través de análisis de elementos mayoritarios, minoritarios, en trazas y análisis isotópicos de Sr, Nd y Pb. Los nuevos resultados obtenidos se integraron con datos de unidades magmáticas coetáneas entre las latitudes de estudio. Las variaciones en la composición geoquímica y distribución geográfica en diferentes intervalos temporales permitieron indagar en detalle acerca de los cambios que presentó el magmatismo asociado al arco. Los resultados muestran que estas variaciones geoquímicas y composicionales están asociadas a cambios de escala regional en el régimen tectónico, y en particular, a la colisión de la dorsal centro-oceánica Aluk-Farallón contra el margen andino (30°S) y su posterior migración hacia el sur durante el Cretácico superior-Paleógeno. En primer lugar, se estudió el intervalo Cretácico superior-Paleoceno inferior (80-59 Ma), caracterizado por afloramientos poco continuos que conforman una faja de orientación N-S entre los 36° y los 38°S. Se estudió la Unidad Los Ángeles (∽35°S), en el eje andino, formada una intercalación de lavas basálticas a andesíticas, brechas volcánicas y areniscas líticas de grano medio a fino, afectadas por la intrusión de diques basálticos. Fallas directas sin-extensionales controlan el emplazamiento de esta unidad, indicando un ambiente extensional de depositación. La edad de la unidad está constreñida por una edad máxima U-Pb de 67,3 ± 0,13 Ma, realizada sobre circones detríticos en una arenisca intercalada en los flujos lávicos, la que se interpreta como coetánea al volcanismo. La composición geoquímica de los flujos lávicos reconocidos es principalmente toleítica, con contenidos de SiO2 que gradan de básico a intermedio. Presenta una marcada signatura de arco, evidenciada por las relaciones de La/Ta y Ba/Nb, además de variables grados de fusión parcial; ambas variables disminuyen hacia el tope de la secuencia. El patrón general de multielementos presenta un enriquecimiento relativo en K, Rb, Ba y Th respecto de elementos como Ta, Nb, Zr y Hf. Estas anomalías indicarían un típico ambiente de arco; sin embargo, se observa un enriquecimiento general en los elementos incompatibles hacia los pulsos superiores, lo que genera que el patrón de elementos incompatibles muestre una transición hacia signaturas tipo OIB. Las relaciones isotópicas (87Sr/86Sr)i y (143Nd/144Nd)i: también muestran una transición a valores cercanos a un OIB. Estas variaciones composicionales se asocian el aporte de fuentes más primitivas, de características alcalinas, a diferencia del volcanismo de arco coetáneo regionalmente asociado en el margen andino. El segundo período temporal en estudio abarca desde el Paleoceno al Eoceno (~59-37 Ma), ubicándose la zona de interés alrededor de los ∽40°30’S. Esta secuencia magmática se compone de una intercalación de lavas riolíticas y basálticas, rocas piroclásticas, y niveles de conglomerados. Una edad Ar-Ar sobre un flujo basáltico en la base de la secuencia acota este magmatismo al Eoceno (44,3 ± 0,13Ma). Por su ubicación y edad, la secuencia en estudio se correlaciona con la Formación Huitrera (Faja Magmática Pilcaniyeu), formando parte del extremo más septentrional y cercano al eje andino de la misma. Las lavas que la componen son bimodales, con una signatura transicional entre composiciones subalcalinas a alcalinas. El contenido en elementos traza (e.g. Nb/Y) también indican una signatura levemente alcalina y baja influencia de los fluidos de la losa dada por los bajos valores en las relaciones La/Ta y Ba/Ce. Concordantemente, muestra bajos grados de fusión evidenciados por los altos valores de Nb/Zr y Nb/Yb respecto del arco actual. Los valores isotópicos se ubican en arreglo del manto, hacia el extremo más enriquecido en relación con el arco actual. La signatura geoquímica de esta secuencia se asocia a un típico ambiente de retroarco con bajo aporte de fluidos y bajos grados de fusión. Finalmente, el tercer periodo magmático en estudio se extiende desde el Oligoceno al Mioceno inferior (37-20 Ma), dentro del cual se estudiaron las secuencias oligocenas en los Andes Nordpatagónicos (∽39°30’S). Estos afloramientos (29 Ma) corresponden a la Formación Auca Pan, asociada al extremo septentrional de la Faja Magmática El Maitén. Se componen de lavas porfíricas basálticas a andesíticas, con intercalaciones subordinadas de lavas vesiculares y rocas piroclásticas. Los análisis geoquímicos indican una fuerte impronta de arco, dada por sus relaciones La/Ta, Ba/La y Th/Hf, y una composición calcoalcalina. Diagramas multielemento muestran típicas anomalías de arco, mostrando un mayor enriquecimiento en incompatibles respecto arco actual, mientras que las relaciones isotópicas muestran un incremento de (86Sr/87Sr)i para un rango limitado de εNd, lo que en conjunto se asocian a subordinados aportes corticales. Este magmatismo oligoceno forma parte del arco andino regionalmente establecido en los Andes Nordpatagónicos dentro de la faja El Maitén. Una comparación regional de los rasgos geoquímicos de las tres áreas de estudio con secuencias temporal y espacialmente asociadas, desde el Cretácico superior al Oligoceno permitió plantear un modelo de evolución tectonomagmática del arco andino entre latitudes 35° a 42°S, complementado por recientes reconstrucciones tectónicas y sustentado por datos tomográficos. Durante el Cretácico superior-Paleoceno inferior las secuencias magmáticas de arco presentan signaturas geoquímicas y regímenes tectónicos contrastantes con gaps espaciales en su desarrollo. Por un lado, se describen secuencias calcoalcalinas de arco a los 34o30’S y entre los 37 y 38°S, en contraposición con la menor signatura de arco, y composición toleítica a alcalina desarrollada en el retroarco a los 35°30’S y entre los 28 y 30°S. Este comportamiento se repite hacia el periodo Paleoceno medio-Eoceno, durante el cual el magmatismo de arco muestra variaciones composicionales y una extensión discontinua. Secuencias calcoalcalinas típicas de arco se emplazan entre los 36 y 38°S, mientras que entre los 40 y 42°S se describen secuencias bimodales de intraplaca, ampliamente desarrolladas en el sector extrandino. El comportamiento segmentado presentado en las características magmáticas observadas, se asocia al pasaje de la dorsal Aluk-Farallón, la cual permitió el ascenso de fuentes magmáticas más enriquecidas con signaturas de tipo OIB en determinados sectores del margen andino, desde el Cretácico superior a los 30°S migrando hacia el sur hasta el Eoceno. A su vez los datos tomográficos en conjunto con los datos geoquímicos permitieron constreñir la ubicación de esta dorsal así como las posibles áreas de apertura de la misma. Luego del pasaje de la dorsal el magmatismo desarrollado durante el Oligoceno muestra signatura típica de arco calcoalcalino, que hacia los ~28-25 cambias hacia una composición toleítico e isotópicamente más juvenil en forma coincidente con el break-up de la placa Farallón. [fórmulas aproximadas, revisar las mismas en el original].

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6756_Iannelli