De La Cruz S., Rita

Etchart K., Herne

Fanning, C. Mark

Márquez, Marcelo

Suárez D., Manuel

Repositorio Digital Sernageomin

789Fundada  en 1962SOCIEDAD GEOLOGICA DE CHILEla serena   octubre 2015Síntesis de la Cronología Magmática Meso-Cenozoica de Patagonia Central, Aysén, Chile: edades U-Pb SHRIMP  Manuel Suárez1*, Rita de la Cruz2, Herne Etchart1, Marcelo Márquez 3, Mark Fanning4 (1)! Universidad Andres Bello, Carrera de Geología. Av. República 237, Santiago. (2)! Servicio Nacional de Geología y Minería, Depto. Geología Regional. Av. Santa María 0104, Providencia. (3)! Servicio Geológico-Minero Argentino, Delegación Patagonia, Barrio Don Bosco km 8, Comodoro Rivadavia, Argentina. (4)! Research School of Earth Sciences, The Australian National University,, Canberra CT0200, Australia.  *Email: manuel.suarez@unab.cl  Resumen: Nuevos (17) análisis U-Pb Shrimp en circones de rocas volcánicas y sedimentarias del Jurásico Tardío al Mioceno de Patagonia Central, Chile, indican: i) un pulso magmático casi continuo Jurásico Tardío--fines del Cretácico, ii) depositación de circones detríticos provenientes de la Fm. Ibáñez durante el Valanginiano en la Cuenca Aysén, iv) un cambio en la proveniencia de los circones durante el Hauteriviano-Aptiano con el aporte de circones del Jurásico Temprano a Tardío en la  Fm. Apeleg desde el N y E de Argentina (provincias de Neuqén. Río Negro Chubut), v) ausencia/disminución magmatismo durante el  Paleoceno, vi) volcanismo Eo-Mioceno Temprano, vii) edad máxima burdigaliana para el techo de la Fm. Guadal y base de la Fm. Santa Cruz.  Palabras Clave: Shrimp, circones detríticos, Jurásico-Mioceno, estratigrafía, Aysén.   Introducción   La estratigrafía del Jurásico Tardío al Mioceno de la Región de oriental de Aysén se sintetiza en (Niemeyer et al., 1984; De La Cuz y Suárez., 2006, 2008): 1) Fm.Ibáñez, principalmente volcánica subaérea (154-136 Ma. Kimmerdigiano-Valanginiano); 2) Grupo Coyhaique (formaciones Toqui, Katterfeld. Apeleg; Titoniano-Aptiano), sedimentitas marinas apoyadas concordantemente y engranando lateralmente con la Fm. Ibáñez,  3) Fm. Divisadero (123-96 Ma, Aptiano-Cenomaniano), volcanitas principalmente subaéreas, 4) unidades volcánicas subaéreas del Complejo Volcánico Casa de Piedra, Fm. El Toro y Basaltos Morro Negro (80-65 Ma, Santoniano-Maastrichtiano), 5) formaciones fluviales Ligorio Márquez y San José (Paleoceno Tardío al Eoceno Temprano), 6) Formación Guadal (Oligoceno Tardío-Mioceno Temprano) de sedimentitas marinas en paraconcordancia sobre la Fm. San José, 7) Fm. Santa Cruz, fluvial y lacustre (Mioceno Temprano) y, 8) Fm Galera, fluvial (Mioceno Medio). En la parte oeste de la región se exponen rocas plutónicas: Batolito Patagónico y plutones aislados al oriente de éste (Jurásico Tardío al Cretácico Tardío temprano; plutones eocenos y miocenos (Niemeyer et al., 1984; Pankhurst el al., 1999, 2000; Suárez y De La Cruz, 2001).  En este trabajo se presentan resultados de nuevas edades U-Pb SHRIMP de circones recuperados de rocas volcánicas y sedimentarias (se utiliza la escala de tiempo de Cohen et al. (2013 (updated)).   Edades máximas de sedimentitas: i) Fm.Toqui: ca. 131 Ma; ii) Fm. Katterfeld: ca. 134; Iii) Fm. Apeleg: 122.6±2.1; iv) Fm. Divisadero: 120.3±1.3 Ma; v) Fm. Ligorio Márquez: maastrichtiana; solamente dos circones dieron edades del paleoceno (un circón con edad  ca. 56 Ma (límite Paloeceno/Eoceno) y otro de  ca. 61 Ma (Paleoceno Medio); vi) Fm. Guadal: ca. 19 Ma; vii) Fm. Santa Cruz: ca. 18 Ma.  Proveniencia Fm. Toqui: 153 y 132 Ma.   Proveniencia Fm. Katterfeld: entre 147 y 134 Ma.  Proveniencia Fm. Apeleg: 210 a 121 Ma que se pueden agrupar en: i) en esta unidad se registran por primera circones detríticos 210-157 Ma. ii) 145-139 Ma y 134-124 Ma.  Proveniencia Fm. Divisadero: edad máxima de ca. 120,3±1,3 Ma (CS-517); muestra a 20 m sobre la arenisca CS-518 de la Formación Apeleg.   Hiatus magmático Paleoceno: basado en ausencia de circones detríticos del Paleoceno en 6 muestras de sedimentitas de las formaciones Ligorio Márquez—a excepción de dos granos del Paleoceno y límite paleoceno/Eoceno--Guadal y Santa Cruz.   Magmatismo Cenozoico: Circones detríticos de las formaciones Guadal y Santa Cruz presentan una agrupación entre los 45 y 17 Ma.   Proveniencia Fm. Ligorio Márquez: 194-172 Ma; 143-135 Ma; 132-124 Ma; 123-98 Ma; 85-69 Ma; 61 y 56 Ma.  Proveniencia Fm. Guadal: 133-125 Ma; 124-100 Ma; 86-77 Ma; 45-17 Ma.   Proveniencia Fm. Santa Cruz: 1984-378 Ma 790ST 4  ESTRATIGRAFÍA, ANÁLISIS DE CUENCAS Y PROCESOS SEDIMENTARIOS(Proterozoico y Cámbrico); 127-124 Ma; 107-96 Ma; 34-18 Ma.   Discusión y conclusiones  1)! Los circones detríticos con edades entre 150-136 Ma en sedimentitas de las formaciones Toqui y Katterfeld, con edades máximas de 134 Ma (Valanginiano) y 130 Ma (Hauteriviano), se habrían derivado principalmente de rocas volcánicas de la Formación Ibáñez. Apoya esta interpretación el hecho que la Formación Toqui y probablemente también la Formación Katterfeld, sobreyacen y engranan lateralmente con la Formación Ibáñez. Si bien, la interpretación que favorecemos es la anterior, otra alternativa es que parte de estos circones provengan de plutones exhumados tectónicamente, ya sea asociado al tectonismo extensional que existió durante ese período en Patagonia, o por un tectonismo compresivo. Esto último estaría indicando que el alzamiento de la cordillera habría comenzado hacia el oeste de la región en la zona de exposición del batolito durante el Valanginiano / Hauteriviano (incluso Berriasiano?). Sin embargo, los datos existentes se interpretan favoreciendo una proveniencia de volcanitas de la Formación Ibáñez que se habrían mantenido emergidas desde su formación, en lugar de alzamiento tectónico durante el Valanginiano-Hauteriviano.  2)! Los circones detríticos con edades entre 135 y 124 Ma identificados en las formaciones Toqui, Katterfeld, Apeleg, Divisadero, no tienen un equivalente temporal en volcanitas en la región, solamente en rocas plutónicas. Sin embargo, la continuidad de edades existente desde aproximadamente 150 hasta 124 Ma en estos circones, permite proponer que tengan una misma fuente de aporte. Esto ratificaría la existencia de una paleogeografía con volcanes  subaéreos activos, marginales a cuencas marinas de intra y retroarco donde se acumularían estos detritos. Alternativamente, pudiese ser que parte de los circones sean plutónicos, en cuyo caso y al igual que lo señalado anteriormente, implicarían exhumación tectónica ya sea asociada a “rifting” o a alzamiento.  3)! La presencia de clastos de granitoides de ca. 153 Ma (K-Ar) en una brecha de la Formación Ibáñez (De La Cruz y Suárez,, 2006; K-Ar en biotita) indica emplazamiento y exhumación de plutones durante el volcanismo de la Formación Ibáñez, probablemente asociado al tectonismo extensional reconocido para ese período en Patagonia.  4)! Durante el período 134-124 Ma continuaba la depositación marina del Grupo Coyhaique -iniciada en el Titoniano-- pero  sin que se haya reconocido intercalaciones volcánicas en este grupo, a excepción de sus niveles inferiores que interdigitan con la Formación Ibáñez y de las capas superiores que engranarían con basaltos de ca. 122 Ma (Complejo Volcánico Baño Nuevo; Aptiano; Demant et al., 2010). Consecuentemente, de haber habido volcanes activos durante el Valanginiano tardío-Aptiano temprano, estos deberían haber estado localizados hacia el oeste de la zona de estudio, lo que implica migración al oeste del sistema arco-fosa o aumento ángulo de subducción.    5)! Durante la acumulación de la Formación Apeleg ocurre un cambio en los aportes detríticos con la depositación preferente de circones cuyas edades van desde los 210 a 160 Ma. Estos se interpretan como derivados de terrenos ubicados al N-NE y E, en la Argentina, desde exposiciones de rocas de la  Provincia Chon Aike (Pankhurst et al., 1998, 1999) y/o Batolito de la Patagonia Central (223-201 Ma, Rapela et al., 2005) y/o  Batolito Subcordillerano (187-178 Ma; Rapela et al., 2008) y/o Formación Osta Arena del Lias. Este resultado coincide con el presentado por Pankhurst et al. (2003) y Ghiglione et al. (2014). Los cambios de facies reconocidos en la Formación Apeleg, desde facies marinas someras, principalmente mareales (Bell y Suárez. 1997) al oeste, facies deltaicas más al este (González Bonorino y Suárez, 1995) y luego facies fluviales en la parte este (Ploszkiewicz y Ramos, 1977) explicaría el aporte desde el N y E. Mareas y corrientes marinas al interior de este mar somero de Apeleg habrían distribuido ampliamente los detritos. Otra explicación sería suponer el alzamiento del área fuente  durante la deposición de la Formación Apeleg; sin embargo faltan datos independientes para apoyar esta interpretación.  6)! La edad máxima de ca. 122-123 Ma de una muestra de la Formación Apeleg es concordante con la edad más antigua obtenida para la Formación Divisadero, y con la edad máxima  de 122 Ma de la Formación Rio Belgrano (Barberón et al., 2014). Estas dataciones apoyan las nuevas observaciones de terreno que indican un contacto concordante entre las formaciones Apeleg y Divisadero en la Región de Aysén (información inédita de los autores).  7)! La ausencia de circones del Paleoceno en 6 muestras de sedimentitas analizadas de las formaciones Ligorio Márquez (con solamente dos granos del Paleoceno-Paleoceno/Eoceno), Guadal y Santa Cruz, apoyan la existencia de ausencia de magmatismo de arco durante este período en la región (Suárez y De La Cruz, 2001). Esta quietud magmática podría estar relacionada con la subducción de una dorsal oceánica (Aluk-Farallón) en Patagonia aproximadamente a la latitud  50º hace 50 Ma según reconstrucción paleotectónica de Cande 791AT 1  GeoloGía ReGional y Geodinámica andinay Leslie (1986).   8)! Las formaciones Ligorio Márquez, Guadal y Santa Cruz presentan circones con edades de la Formación Divisadero y las dos primeras formaciones incluyen, además, circones cuyas edades coinciden con las del Complejo Volcánico Casa de Piedra y Formación El Toro.  9)! Se reconoce un importante magmatismo Eoceno Medio a Mioceno en los circones detríticos de las formaciones Guadal y Santa Cruz. Tobas de fines del Oligoceno y particularmente Burdigaliano indican que hubo importante volcanismo intermedio a ácido durante ese período, coincidente con la edad Burdigaliana de las tobas de El Blanquillo (Suárez et al., 2007). El volcanismo ácido/intermedio continuó durante el Serravalliense y Tortoniano (Suárez et al., 2007; De La Cruz y Suárez, 2008).  10)!Areniscas con ostras de la parte superior de la Formación Guadal tienen una edad máxima de ca. 19 Ma (Burdigaliano) y la edad de una toba basal de la Formación Santa Cruz dio una edad de ca. 18 Ma (Burdigaliano). Estos datos ratifican una concordancia entre ambas unidades  y sugieren una interdigitación entre ellas.   11)! La exclusiva presencia de circones detríticos del Arcaico al Paleozoico, con la sola excepción de un circón de 19 Ma, en una de las muestra de arenisca de la Formación Santa Cruz, estaría indicando alzamiento tectónico al momento de la depositación de esa capa.  12)! Se determinaron edades y edades máximas aproximadas para las siguientes formaciones: a) Toqui, 131 Ma; b) Katterfeld,, 134 Ma; c) Apeleg, 123; d) Divisadero, 120 Ma; e) Ligorio Márquez, Cretácico Tardío; f) Guadal, 19; g) Santa Cruz, 18 Ma. Las edades máximas de las formaciones Apeleg y Divisadero son cercanas y dentro del margen de error. Concuerdan con nuevas observaciones de terreno que indican un contacto concordante entre ambas formaciones en la región de Aysén (inédito de los autores).   Agradecimientos  Financiamiento de proyecto FONDECYT Nº1121140.  Se agradece la colaboración en terreno del Sr. Leonardo Zuñiga.  Referencias   Barberón, V., Leal,, P.R., Naipauer, M., Ronda, G., Ghiglione, MC. 2014. XIX Congreso Geológico Argentino. Junio 2014. Córdoba.  Bell, M.C., Suárez, M., 1997. The Lower Cretaceous Apeleg Formation of the Aisén basin, southern Chile. Tidal sandbar deposits of an epicontinental sea. Revista Geológica de Chile 24, 203–226.   Cande, S.C. and Leslie, R.B., 1986. Late Cenozoic tectonics of the southern Chile trench. Journal Geophysical Research, 91, 471–496. Cohen, K.M., Finney, S.C., Gibbard, P.L., Fan, J.-X. (2013; updated). The ICS International Chronostratigraphic Chart. Episodes 36:199-204.  De La Cruz, R., Suárez, M., 2006. Geología del área Puerto Guadal-Puerto Sánchez, Región Aisén del General Carlos Ibáñez del Campo, Escala 1:100.000, Carta Geológica de Chile, Serie Geología Básica, No. 95. Servicio Nacional de Geología y Minería, Santiago, Chile.  De La Cruz, R., Suárez, M., 2008. Geología del Área Chile Chico-Río de las Nieves, Región de Aisén del General Carlos Ibáñez del Campo. Escala 1:100.000, Carta Geológica de Chile, Serie Geología Básica N°112. Servicio Nacional de Geología y Minería, Santiago, Chile.  De La Cruz, R., Suárez, M., Belmar, M., Quiroz, D., Bell, M., 2003. Geología del área Coihaique-Balmaceda, Región de Aisén del General Carlos Ibáñez del Campo, escala 1:100.000. Carta Geológica de Chile, Serie Geología Básica, No. 80. Servicio Nacional de Geología y Minería, Santiago, Chile.  Demant, A., Suárez, M., De La Cruz, R., 2007. Geochronology and petrochemistry of Late Cretaceous-Paleogene volcanic sequences from the eastern central Patagonian Cordillera (45–45° 40’S). Revista Geológica de Chile 34 (1), 3–21.  Demant, A., Suárez, M., De La Cruz, R., Bruguier, O., 2010. Early Cretaceous Surtseyan volcanoes in the Baño Nuevo Volcanic Complex (Aysén Basin, eastern central Patagonian Cordillera, Chile). Geologica Acta, 8(2). 207-219.  Ghiglione. M.C., Naipauer. M., Barberón. V., Ronda. G., Pereyra-Fernández. E., Aguirre-Urreta. B., Valencia. V., Ramos. V.A. 2014. Early Cretaceous (Aptian) uplift of Patagonia recorded on detrital zircons population from the Patagonian Andes. XIX Congreso geológico Argentino. Junio 2014. Córdoba.  González-Bonorino, G., Suárez, M., 1995. Paleoambientes sedimentarias de la Formación Apeleg, Cretácico Inferior de la Cuenca de Aisén, Región XI, Chile. Revista Geológica de Chile 22, 115–126. Niemeyer, H., Skarmeta, J., Fuenzalida, R., Espinosa, W., 1984. Hojas Peninsula de Taitao y Puerto Aisén, Región de Aisén del General Carlos Ibáñez del Campo. Carta Geológica de Chile, 60–61, 1:500.000. Servicio Nacional de geología y Minería, Chile.  Pankhurst, R.J., Leat, P.T., Sruoga, P., Rapela, C.W., Márquez, M., Storey, B.C., Riley, T.R., 1998. The Chon-Aike province of Patagonia and related rocks in West Antarctica: a silicic large igneous province. 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Northern Austral Basin, Central Patagonia (43–46°S): Late Jurassic-Early Cretaceous volcanism and sedimentation, U–Pb SHRIMP and paleontologic data. Journal of South American Earth Sciences. doi:10.1016/j.sames.2008.11.009.   

Síntesis de la Cronología Magmática Meso-Cenozoica de Patagonia Central, Aysén, Chile: edades U-Pb SHRIMP

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