Geoquímica y geocronología de las secuencias metasedimentarias paleozoicas de la Cordillera Frontal de Chile, entre los 28°30’ y los 30°30’ S, Región de Coquimbo, Chile: proveniencia, correlaciones y contexto geológico.

Abstract

En la cordillera frontal chilena, entre los 28°30’ – 30°30’s, existen 3 unidades geológicas metasedimentarias: Formación Hurtado, Formación Las Placetas y el Complejo Metamórfico El Cepo. Estas representan parte del basamento sedimentario donde con posterioridad se emplazó el batolito Elqui-Limarí, aflorando en forma de megaxenolitos o roof pendants. Las unidades han sido objeto de estudio y entender su naturaleza podría aportar información relevante para develar una serie de cuestionamientos relativos al origen, contexto geológico y correlaciones entre sí y con otras unidades. Lo anterior, a partir de información geoquímica y dataciones radiométricas en circones de origen detrítico de rocas, dilucidando algunas de estas cuestiones, utilizando metodologías analíticas geoquímicas y geocronológicas. Las muestras analizadas varían texturalmente desde fangolitas hasta areniscas, las que han sido afectadas por distintos grados de metamorfismo, relativo a procesos metamórficos regionales y la proximidad que adquirieron con respecto a cuerpos intrusivos (metamorfismo de contacto). Estos análisis se basaron en las concentraciones de elementos, sumado a las dataciones radiométricas siguiendo la metodología U-Pb en circones detríticos, datos obtenidos por el trabajo en terreno conducente a la realización de la Serie Geológica Básica, por SERNAGEOMIN, en el área donde estas unidades se encuentran. A partir del análisis de la geoquímica de roca total, se desprende que las razones elementales de La/Th vs Hf dan cuenta de una fuente félsica, asociada a un arco de isla ácido, con cierto grado de reciclaje para el protolito. En tanto, las razones elementales entre Th/Sc y Zr/Sc, reafirman dicho origen, añadiendo un grado importante de diferenciación ígnea para el protolito. Finalmente, las razones de Th/U vs Th informan de un origen propio de un manto superior, lo que sigue en línea con lo anteriormente expuesto. Esto, se complementa con los análisis comparativos de la concentración de elementos trazas respecto de la corteza superior continental de tierras raras respecto del condrito. Así mismo, el contexto tectónico afín a la depositación de estas unidades, se presenta como uno típico de margen pasivo, según las razones presentes tanto de CaO, K2O y Na2O, como por las razones de K2O/ Na2O en comparación a las de SiO2. Cabe mencionar que el comportamiento general de las muestras en estas metodologías fue similar, con concentraciones elementales dentro de rangos comunes, que fueron asumidas como relativas a una misma fuente, común para las unidades. Por otra parte, el análisis geocronológico, dio cuenta de dos tendencias o agrupaciones distributivas mayores, una con peaks marcados de entre 940 – 1370 millones de años y peaks subordinados de entre 440-490 millones de años presente en las tres unidades estudiadas, mientras la segunda presentándose solo dentro del complejo metamórfico el cepo, en la cual el orden de las tendencias era inverso. También permitió definir a las orogenias Greenvilliana-Sunsas, Pampeana y Famatiniana como las más probables, según edad y las características geoquímicas que presentan, a las que el protolito podría estar más probablemente ligado. Finalmente, el análisis de las distribuciones de edades en circones detríticos según el algoritmo de Kolmogorov – Smirnov también dio cuenta de una asociación entre las 3 unidades objeto de estudio sugiriendo un origen común entre estas. A la hora de generar comparativas con otras unidades geológicas, principalmente en el lado argentino, resaltan similitudes en lo respectivo a contenido de óxidos y razones elementales, distribución de los patrones de edades de circones detríticos, contenido fosilífero y ambientes de sedimentación con la Formación Cerro de Agua Negra, Formación Punta Negra y Formación Talacasto, expuestas en la zona occidental de argentina. Así mismo, fue posible extrapolar modelos paleogeográficos que permitieron definir el escenario geográfico más probable para poder surtir a las unidades objeto de este estudio. Así también, fue posible el explicar la variación de la distribución probabilística hallada en el Complejo Metamórfico El Cepo, en particular, a través de modelos que dan cuenta de un alzamiento y erosión diferencial de la zona occidental de Gondwana, que permitió surtir a esta unidad con circones de distintas edades, extrapolando procesos conocidos en el lado de la actual argentina con respecto a lo acontecido en el área de estudio.