Origen y significado geológico de las fajas de cizalla de las Sierras de Valle Fértil y La Huerta, provincia de San Juan

OTAMENDI, JUAN; CRISTOFOLINI, EBER; CASTRO DE MACHUCA, BRÍGIDA

General Roca, Río Negro

Otro; XVI Reunión de Tectónica; 2015

Universidad Nacional de Río Negro y Comtec-AGA

Los rasgos estructurales generados durante dos eventos de deformación (D2 y D3), que deben ser considerados como la continuidad en la evolución de un único ciclo tectónico, son dominantes en la porción occidental de las sierras de Valle Fértil y La Huerta. En estas sierras, las fábricas miloníticas (S2 y S3), la disminución del tamaño de grano y ciertos cambios mineralógicos generados durante los eventos D2 y D3, se distinguen claramente de las fábricas ígneas plutónicas originales (D0), de la fábrica foliada (S1) de grano grueso generada durante el retrabado de las estructuras ígneas en estadios post-cristalización (D1), y de las estructuras migmatíticas (S1) en rocas metasedimentarias. El estudio realizado ha permitido reconocer la existencia de varias decenas de fajas miloníticas sensu lato, cuya distribución regional no se ajusta a ningún patrón espacial, aunque consideradas en conjunto tienen un diseño anastomosado y una orientación dominante con rumbo norte - sur. Comúnmente, una faja individual se extiende entre 10 y 600 m de largo, y 1 y 300 m de ancho. En estas fajas, las rocas más abundantes son milonitas que tienen paragénesis equilibradas en facies de anfibolitas o esquistos verdes. Intercaladas entre las milonitas se encuentran, ocasionalmente, ultra-milonitas y filonitas. En general, la foliación milonítica (S2) posee buzamiento de alto ángulo hacia el este u oeste y, frecuentemente, sobre el plano de foliación existe una lineación de estiramiento mineral que es casi paralela a la dirección de máximo buzamiento. Los indicadores de sentido de movimiento permiten proponer una dirección de transporte tectónico sobre los planos de foliación (S2) para el bloque de techo hacia el oeste. Las protolitos de las milonitas fueron indistintamente rocas plutónicas máficas a mesosilícicas y migmatitas metasedimentarias que se encuentran en el mismo bloque de basamento cristalino (Cristofolini et al. 2010). Durante el último evento de deformación (D3), las rocas miloníticas y algunas rocas ígneas y metamórficas no deformadas por D2, fueron afectadas por deformación cataclástica asociada a sistema de fallas frágiles (S3).Los datos de geocronología y termocronología disponibles permiten ajustar la trayectoria de enfriamiento y exhumación de las mencionadas fajas de cizalla. Los resultados más relevantes que describen la trayectoria de ascenso son: 1) las milonitas derivadas de rocas plutónicas en la Sierra de La Huerta cruzaron la temperatura de cierre del sistema isotópico 40Ar/39Ar para anfíbol 500 ± 50 ºC entre los 432 y 443 Ma (Castro de Machuca et al. 2008, 2012); 2) las milonitas derivadas de migmatitas metasedimentarias en la Sierra de Valle Fértil cruzaron la temperatura de cierre del sistema 40Ar/39Ar para biotita 315 ± 30 ºC a los 409 ± 2 Ma (Cristofolini et al. 2014); y 3) cuerpos subvolcánicos de composición dacítica intruyeron a las fajas de cizalla alrededor de los 300 Ma en el sur de la Sierra de La Huerta (Castro de Machuca et al. 2007). Asumiendo que, durante la exhumación las sierras se comportaron como un bloque de basamento sin diferencias internas en la velocidad de ascenso, tal como lo sugiere la continuidad de las unidades litoestratigráficas, la integración de los datos determina que este basamento se enfrió a una tasa de 6,2 ± 2,5 ºC/Ma durante unos 30 Ma (440 a 410 Ma). La generación de las fábricas S2 ocurrió predominantemente en facies de anfibolitas, tal como lo demuestra el comportamiento dúctil de plagioclasa y cuarzo en esas fábricas. Por ello, en gran medida D2 se desarrolló antes de los 440 Ma cuando el basamento alcanzó temperaturas en facies de esquistos verdes. La presencia de filonitas y ultramilonitas con importantes reequilibrios de paragénesis en facies de esquistos verdes, y la naturaleza frágil de las estructuras D3, indican que el basamento en algún momento de su exhumación cruzó la transición frágil - dúctil. Esta transición ocurre a temperaturas entre 300 a 250 ºC para una sección cortical dominada por rocas cuarzo - feldespáticas, cuando la sección cortical se encuentra a menos de 10 km de profundidad (Sibson 1977). Sin embargo, la velocidad de ascenso vertical es un problema que no se puede resolver sin asumir cómo fue variando el ángulo del transporte tectónico en el tiempo, desde un desacople cortical quizás subhorizontal, hasta subvertical cuando se aproximaba a la superficie de la Tierra. El magmatismo Famatiniano en el área cesó a los ~ 466 Ma, y las rocas del oeste de las sierras de Valle Fértil y La Huerta se encontraban entre 25 y 27 km de profundidad. Hacia los 400 Ma habían alcanzado una paleo-profundidad menor a los 10 km, lo que implica que la trayectoria de movimiento no fue siempre subvertical, y sugiere una convergencia tectónica casi continua durante unos 60 Ma. Además, los datos registran una historia del ascenso de rocas plutónicas desde niveles bajos de la corteza (> 25 km), donde residían cuando cristalizaron entre los 480 y 466 Ma, hasta que alcanzaron la superficie de la Tierra durante el Carbonífero superior alrededor de los 300 Ma (Castro de Machuca et al. 2007,; Cristofolini et al. 2014).La reconstrucción de la trayectoria de las fajas de cizalla de las sierras de Valle Fértil y La Huerta, provee información de primer orden para mejorar el conocimiento sobre el contexto geodinámico en que se formaron. Con la información petrológica, estructural, geocronológica y termocronológica generada en los últimos años, se puede relacionar la trayectoria evolutiva de unidades tectono-metamórficas que van desde el arco Famatiniano autóctono (Valle Fértil-La Huerta), pasando por la zona de una paleo-sutura (Loma de Las Chacras) e internándose en un microcontinente alóctono derivado de Laurentia (Pie de Palo), siguiendo una sección latitudinal (Mulcahy et al. 2014, Garber et al. 2014, Cristofolini et al. 2014, y referencias en estos trabajos).El Gneis de Villarcán, que es la unidad lito-estratigráfica más voluminosa de la sierra Loma de Las Chacras, está en contacto tectónico con la zona de basamento que contiene a las fajas de cizalla de Valle Fértil y La Huerta. La evolución tectono-metamórfica del Gneis de Villarcán es marcadamente distinta a la de estas fajas de cizalla, hecho especialmente relevante cuando se advierte que las edades y rango temporal de evolución son semejantes. Entre los 465 Ma y los 407 Ma (~ 60 Ma), el Gneis de Villarcán primero experimentó enfriamiento (800 a < 600 ºC) en condiciones isobáricas (~ 12 kbar) de alta presión (Mulcahy et al. 2014). Esto implica que, durante gran parte del Paleozoico medio los bloques corticales de la Loma de Las Chacras y de Valle Fértil - La Huerta residían espacialmente separados, y 2) durante el Devónico la tasa de ascenso del Gneis de Villarcán fue varias veces superior a la de las unidades cristalinas de Valle Fértil - La Huerta que ahora se encuentran al mismo nivel cortical y adyacentes.La Sierra de Pie de Palo se encuentra pocos kilómetros al oeste de los bloques de basamento antes descriptos y presenta una constitución geológica más compleja, fundamentalmente generada por una tectónica de corrimientos. Simplificando esa complejidad estructural, la mayoría de las rocas cristalinas de Pie de Palo registran una trayectoria tectono-metamórfica en el sentido de las agujas del reloj caracterizada por un incremento de presión hasta un máximo de unos 13 kbar seguido por descompresión isotérmica. Durante el enfriamiento, entre los 440 Ma y los 394 Ma, la actividad tectónica se concentró en fajas de cizalla espacialmente bien definidas, la mayoría de las cuales acomodaron los efectos de fuerzas convergentes mediante transporte tectónico hacia el oeste (Garber et al. 2014, y sus referencias).En el avance del conocimiento sobresale una conclusión, el límite occidental de las sierras de Valle Fértil y La Huerta es un límite evolutivo de primer orden, ya que divide secuencias corticales que entre el Ordovícico medio y el Devónico experimentaron ascenso continuo (descenso de P), de otras que experimentaron soterramiento (ascenso de P) antes del ascenso, esta observación de escala regional debe ser considerada en cualquier modelo geodinámico que pretenda explicar la colisión del terreno compuesto de Cuyania/Precordillera con el arco Famatiniano.