Timing of the magmatism of the paleo-Pacific border of Gondwana: U-Pb geochronology of Late Paleozoic to Early Mesozoic igneous rocks of the north Chilean Andes between 20° and 31°S

Abstract

Indexación: Web of Science; ScieloABSTRACT. U-Pb zircon geochronological data provide record of about 130 Ma of igneous activity in the Andes of northern Chile, which extended episodically from the latest Early Carboniferous to Early Jurassic (328-194 Ma). The overall U-Pb data show that volcanism and plutonism were essentially synchronous and major episodes of igneous activity developed during the Late Carboniferous to Mid-Permian (310 to 260 Ma) and from Late Permian to Late Triassic (255-205 Ma), with less prominent episodes in the mid-Carboniferous (330 to 320 Ma), and Early Jurassic (200-190 Ma). Thus, from the Carboniferous to the Early Triassic dominantly silicic magmatism developed along the Chilean segment of the southwestern border of Gondwana supercontinent. Further magmatism developed during the Mid-Late Triassic (250-194 Ma) was bimodal and synchronous with rift-related, continental and/or marine sedimentary strata related to the early stages of break-up of Gondwana. Most of the silicic volcanic rocks of the Precordillera and Domeyko Cordillera of northern Chile (21°30' to 25°30'S) are older than the silicic rocks assigned to the Choiyoi succession in Argentina, being instead equivalent in age to Carboniferous to Early Permian marine sedimentary sequences present in the eastern Argentinean foreland. On the other hand, silicic volcanic successions exposed in the easternmost part of northern Chile are equivalent in age to the Choiyoi succession of the San Rafael Block of Argentina. An eastward expansion or migration of the volcanism during the Mid-Permian to Early Triassic is inferred, interpretation that is consistent with expansion of the volcanism at that time in Argentina. The timing of the Late Paleozoic to Early Jurassic magmatism is coincident with that of the Andes of Perú and of western Argentina according to the available U-Pb data, revealing a rather consistent evolution in time of the magmatism along the southwestern, paleo-Pacific border of Gondwana. Keywords: Geochronology, U-Pb, Andes, Gondwana, Choiyoi, Paleozoic, Carboniferous, Triassic. RESUMEN. Los datos de U-Pb en circón registran aproximadamente 130 Ma de actividad ígnea en los Andes del norte de Chile, la que se extendió episódicamente desde el Carbonífero temprano hasta el Jurásico temprano (328-194 Ma). Los datos globales de U-Pb indican que el volcanismo y plutonismo fueron esencialmente sincrónicos con episodios mayores desde el Carbonífero tardío al Pérmico Medio (310-260 Ma) y durante el Pérmico Tardío a Triásico Tardío (255-205 Ma) y episodios menos prominentes durante el Carbonífero medio (330-320 Ma) y el Jurásico Temprano (200-190 Ma). Desde el Carbonífero hasta el Triásico Temprano se desarrolló magmatismo predominantemente félsico a lo largo del borde suroccidental del supercontinente de Gondwana, mientras que durante el Triásico medio a tardío (250-194 Ma) se desarrolló magmatismo bimodal sincrónico con estratos sedimentarios continentales y/o marinos relacionados con extensión (rift), durante las etapas tempranas de la desintegración de Gondwana. La mayor parte de las rocas volcánicas silíceas de la precordillera y la cordillera de Domeyko en el norte de Chile (21°30' a 25°30'S) son más antiguas que las rocas silíceas asignadas a la sucesión Choiyoi en Argentina, y son, en cambio, equivalentes en edad con las secuencias sedimentarias marinas del Carbonífero al Pérmico temprano presentes en el antepaís argentino al oriente. Por otra parte, las sucesiones volcánicas félsicas expuestas en la parte más oriental del norte de Chile, de la cordillera de Domeyko y de la cordillera Frontal al sur de 25°S son equivalentes en edad a la sucesión Choiyoi de Argentina. Se infiere una migración o expansión del volcanismo hacia el este durante el Pérmico Medio a Triásico Temprano, interpretación que es consistente con la expansión del volcanismo en Argentina durante ese período. La temporalidad del magmatismo del Paleozoico tardío a Mesozoico temprano es coincidente con la de los Andes de Perú y del oeste de Argentina, de acuerdo a los datos U-Pb disponibles, lo que revela una evolución temporal del magmatismo concordante a lo largo del borde suroeste del Gondwana. Palabras clave: Geocronología, U-Pb, Andes, Gondwana, Choiyoi, Paleozoico, Carbonífero, Triásico