Magmatismo carbonífero – triásico medio (20-31°S): anomalías de la costa, segmentación y relación con la tectónica.

Abstract

El margen occidental de Sudamérica es considerado un laboratorio natural único para estudiar fenómenos geológicos en márgenes convergentes. Recientemente se ha demostrado que los procesos de subducción han sido continuos desde el Carbonífero hasta la actualidad, no obstante, la evolución tectónica y magmática sigue siendo permanente objeto de debate. A raíz de esto, se ha identificado una interesante generación magmática durante el Carbonífero Superior y Pérmico (320-256 Ma) en tres sectores aislados de la Cordillera de la Costa (Iquique, Taltal, Huasco) mientras se desarrollaba un arco magmático asociado a subducción más al interior de Gondwana entre los 20 y 31°S. No obstante, las causas involucradas son inciertas, al igual que su relevancia dentro del contexto tectónico de la época. El conocimiento geológico de este periodo de tiempo radica fundamentalmente en la caracterización del magmatismo que ha derivado en etapas temporales relacionadas a cambios en la tectónica. Numerosos trabajos han propuesto su propia segmentación magmática y tectónica basándose en diversas metodologías sin haber un consenso. En este trabajo se intentan descifrar los procesos petrogenéticos involucrados en la generación del magmatismo costero anómalo, utilizando herramientas petrográficas y geoquímicas, con énfasis en el Complejo Plutónico Cifuncho. Además, se utilizan bases de datos (BD) geoquímica y geocronológica de rocas ígneas que abarcan el periodo de tiempo entre 360 a 237 Ma (Carbonífero-Triásico Medio) para evaluar la posible segmentación espacial y/o temporal del magmatismo y cuáles fueron los escenarios tectónicos más adecuados para la época, a la vez que se actualiza y refina la temporalidad de los procesos ocurridos. La BD geoquímica posee información de elementos mayores, trazas e isótopos mientras que la BD geocronológica está constituida por edades interpretadas como de cristalización U-Pb (~94%) y Ar-Ar (~6%). Aquí se utiliza preferentemente la información de coladas de lava, diques y plutones que tenga un error asociado menor a 10 Ma. El valor geocronológico de cada dato geoquímico fue otorgado utilizando criterios como la muestra, unidad geológica, rango de edad y litología. Los nuevos datos geoquímicos presentados en este trabajo, que corresponden mayormente al Complejo Plutónico Cifuncho (tonalitas a sienogranitos con grado de alteración moderada), indican que éste se habría formado in situ y estaría asociado a procesos de subducción. Al integrar la información geoquímica de las localidades magmáticas de la costa se observan similitudes que indican un origen común indudablemente relacionado a subducción y asimilación/fusión de sedimentos como un proceso fundamental en la generación de estos magmas, sin descartar la participación de manto y destacándose la abundancia de granitos tipo A en el sector ubicado más al norte. El magmatismo costero presenta diferencias geoquímicas con el interior continental intrínsecas a la distancia a la fosa a la que se generaron. La señal adakítica y la clasificación de arco volcánico a sin-colisional de estos magmas habría sido originada por la importante asimilación de sedimentos del prisma acrecionario, siendo poco probable la participación de una dorsal meso-oceánica. El contexto geodinámico que permitió la fusión del prisma acrecionario habría sido el ascenso de material astenosférico caliente favorecido por roll-back y/o retroceso de la placa oceánica. De acuerdo al análisis exhaustivo de las características geoquímicas y geocronológicas del magmatismo Carbonífero Triásico Medio, este puede ser dividido en 5 etapas temporales (360-330 Ma, 330-305 Ma, 305-275 Ma, 275-255 Ma, 255-237 Ma). Una segmentación espacial es difícil de lograr dada la magnitud temporal del estudio. El margen de Gondwana habría estado sometido a extensión durante casi todo el Carbonífero provocando roll-back, elevación del gradiente geotérmico por ascenso de material astenosférico y retro-expansión del magmatismo desde las Sierras Pampeanas hacia el oeste entre los ~335-330 Ma. Luego, entre los 305-285 Ma, la formación de una raíz cortical magmática, el aumento de la velocidad de convergencia y disminución del aporte sedimentario a la fosa derivaron en la disminución del ángulo de subducción provocando deformación compresiva, exhumación, metamorfismo y expansión del magmatismo hacia el este entre los 285-270 Ma (Fase San Rafael). No se descarta la participación de una dorsal asísmica en la somerización de la placa oceánica, mientras una pequeña parte de la litósfera habría sido delaminada (285-275 Ma). Se destaca que el efecto de la somerización del ángulo de subducción habría sido menor a lo que se observa en la zona de flat-slab actual en Chile central. Posteriormente, la disminución de la velocidad de convergencia y el movimiento de Pangea hacia el este, habrían generado transtensión/extensión desde los 270 Ma hasta los 255-250 Ma, aumentando la actividad magmática de intraplaca y granitos tipo A, sin la necesidad de roll back de la placa oceánica. En la última etapa temporal del magmatismo (255-237 Ma) se registra un nuevo aumento en el espesor cortical y magmas de alta presión, respondiendo al régimen compresivo que sugiere la configuración en la tectónica de placas y su cinemática. El factor predominante en la variación tectónica y magmática fue la cinemática de placas, lo cual influyó en factores secundarios como la evolución de la corteza continental y el ángulo de subducción. No obstante, el importante sesgo en los datos requiere la elaboración de más trabajos de investigación en este periodo de tiempo.