Evaluación de herramientas geoquímicas basadas en el análisis de elementos traza en circones de origen ígneo para desentrañar ambientes geotectónicos: ejemplo en rocas preandinas del norte de Chile entre los 24° y 29°S.

Abstract

El avance tecnológico alcanzado durante las últimas décadas ha permitido el desarrollo de técnicas analíticas de alta precisión como la espectrometría de masa con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS); herramienta que, a su vez, ha facilitado la proliferación de diversos estudios geocronológicos basados en el contenido de isótopos de U y Pb en circones y, como subproducto, grandes bases de datos de concentración de sus elementos traza. Dicha información ha sido empleada por algunos autores como base para caracterizar entornos de cristalización de circones mediante el uso de proxies o indicadores geoquímicos, sin embargo, y debido a lo reciente que son estas metodologías, su validación en distintos contextos geológicos es exigua y, más aún, su utilización en rocas y circones andinos resulta ser escasa. Para abordar dicha problemática, la presente memoria de título utiliza una base de datos de concentración de elementos traza de 3.202 granos de circón de origen ígneo extraídos de 51 muestras de roca obtenidas de las cordilleras de la Costa, Domeyko y Frontal en el norte de Chile entre los 24° y 29°S, con el propósito de validar y evaluar el uso de algunas estas herramientas geoquímicas para desentrañar ambientes geotectónicos de cristalización durante la evolución carbonífero-jurásica del margen suroccidental de Gondwana. De este modo, se revisó tanto la geología del área de estudio como las bases teóricas que sustentan el uso de cada uno de los proxies involucrados en el análisis. Luego se utilizó, a modo de filtro y en conjunto con una revisión manual de la base de datos, el criterio de Williams y Claesson (1987) para identificar procesos de metamorfismo, el de Hoskin (2005) para hidrotermalismo y el de Whitehouse y Kamber (2002) para daño en la estructura cristalina, obteniéndose resultados satisfactorios. Posteriormente, se utilizó el indicador de diferenciación magmática basado en el contenido total de Hf (Grimes y otros, 2015), el criterio para identificar afinidad magmática (Wang y otros 2012), la razón Th/U como indicador del estrés tectónico (McKay y otros, 2018), concentración de Ti como geotermómetro (Ferry y Watson, 2007), la proporción U/Yb para contaminación cortical (Grimes y otros, 2015), anomalías de Eu y Ce para estimar condiciones redox y los diagramas de discriminación de proveniencia tectonomagmática (Grimes y otros, 2015); obteniéndose resultados que fueron discutidos y evaluados de forma relativamente positiva en todos los casos. No obstante, el proxy para estimar espesor cortical en base a la magnitud de la anomalía de Eu (Tang y otros, 2020), a diferencia de los anteriores, arrojó resultados inesperados según las ideas que generan mayor consenso en la comunidad científica respecto a la evolución geológica del área de estudio. Adicionalmente, este análisis permitió identificar la presencia de un magmatismo permo-jurásico particularmente más diferenciado en la Cordillera de la Costa que ha sido interpretado por otros investigadores como indicio de un posible cese en la subducción en el margen durante el triásico (Jara y otros 2021a). Sin embargo, en esta memoria de título se observa que su desarrollo ocurre de forma paralela y simultánea a un magmatismo más al este que no exhibe señales ni evidencias de interrupción en la subducción carbonífero-jurásica. Esto sugiere que la petrogénesis de estas rocas más bien correspondería a un evento local y no sería argumento suficiente para descartar el proceso de roll-back triásico de la placa de Phoenix propuesto por Oliveros y otros (2020).