MECANISMOS GEOTECTÓNICOS DE LA OROGENIA FAMATINIANA EN EL SEGMENTO PAMPEANO (27-34°S): IMPLICANCIAS GEODINÁMICAS DE UN SISTEMA COLISIONAL

MOROSINI AUGUSTO; CRISTOFOLINI E; SUÁREZ, ARIEL ORTIZ; OTAMENDI J.; CHRISTIANSEN R; ENRIQUEZ, ELIEL

PUERTO MADRYN

Congreso; XXI Congreso Geológico Argentino; 2022

UNPJSB AGA

La colisión del microcontinente Cuyania/Precordillera contra el proto-margen de Gondwana occidental generó una compresión entre los ~465 y ~400 Ma (Astini y Dávila 2004, Ramos 2004), responsable de estructurar al arco y retro-arco Famatiniano a través de un conjunto de corrimientos de escala cortical, reconocidos actualmente en potentes zonas de cizalla a lo largo de las Sierras Pampeanas Orientales (eg. Höckenreiner et al. 2003, Cristofolini et al. 2014, Larrovere et al. 2017, Christiansen et al. 2019, entre otros). El patrón regional de esta deformación está registrado en facies anfibolitas a esquistos verdes y se formó luego de que las rocas metamórficas regionales alcanzaran sus clímax térmicos. El estilo de deformación en el borde colisionado sugiere que hubo una indentación del microcontinente sobre el proto-margen de Gondwana, y que la morfología del indentador es esencial para evaluar los porcentajes de acortamiento y los grados de exhumación sufridos a diferentes latitudes del orógeno. Al menos dos evidencias son relevantes para aceptar una morfología convexa del indentador hacia el continente entre los 30° y los 34° de latitud sur: 1) la forma subcircular del mega-lineamiento estructural de primer orden llamado Valle Fértil-Desaguadero, que se conoce por estudios geofísicos que corresponde a una paleo-sutura continental (eg. Introcaso et al. 2004), y 2) el estilo envolvente de deformación en el borde indentado, con variaciones en los rumbos de las principales zonas de cizalla, que sugiere que hubo un campo radial de las componente horizontales de los vectores de esfuerzo desviatorio (Christiansen et al. 2019). La disposición y las características cinemáticas de las principales zonas de cizalla reconocidas a lo largo del orógeno Famatiniano (Otamendi et al. 2020, y sus referencias), demuestran que las direcciones de acortamiento son generalmente perpendiculares a los rumbos de los planos de cizalla, lo que sugiere una convergencia ortogonal del indentador. La extrusión tectónica de las secuencias corticales en las Sierras de Valle Fértil - La Huerta, Chepes, Ulapes, Famatina, Fiambalá y Velasco fue acomodada principalmente por zonas de cizalla con vergencia occidental de inclinación variable (Höckenreiner et al. 2003, Vujovich et al. 2008, Cristofolini et al. 2014, Larrovere et al. 2017), que pueden ser interpretados tectónicamente como un sistema de láminas de corrimiento sintéticas a un corrimiento lístrico basal enraizado en la transición corteza-manto (Snyder et al. 1990), y responsable de las exposiciones imbricadas del paleo-arco magmático profundo en el frente orogénico (eg. Camilletti et al. 2020), lo que es consistente con un escenario convergente de alto ángulo similar al estilo orogénico del Himalaya (Otamendi et al. 2020). No obstante, en la Sierra de San Luis ocurre un patrón localmente distinto, donde el conjunto de zonas de cizalla representa una estructura doble-vergente (Christiansen et al. 2019) que permitió la yuxtaposición de rocas metamórficas de alto grado (en facies granulitas) sobre otras de menor grado (en facies anfibolitas a esquistos verdes), generando la disposición de un gradiente metamórfico invertido (Ortiz Suárez y Casquet 2005). Por lo tanto, desde el centro de la estructura doble-vergente hasta la zona de paleo-sutura (lineamiento de Valle Fértil-Desaguadero), la deformación orogénica conserva un estilo imbricado (pro-wedge), con vergencia occidental (coincidente con el resto del segmento orogénico), mientras que hacia el este, las zonas de cizalla poseen vergencia oriental y evidencian una retro-deformación orogénica (retro-wedge) desarrollada sobre el paleo-orógeno Pampeano (backstop). Las condiciones de pico metamórfico que reflejan las paleo-profundidades, y en consecuencia, el movimiento vertical del flujo de material durante una orogénesis (eg. Goscombe y Gray 2009), prueban que el orógeno Famatiniano no fue exhumado de manera uniforme, ni latitudinal ni longitudinalmente (Otamendi et al. 2020), y que la exhumación diferencial puede explicarse si se comprende cómo la morfología de un indentador es capaz de condicionar el estilo de deformación del margen (eg. Nettesheim et al. 2018). Determinar las componentes horizontales del movimiento o el acortamiento impulsado por los diferentes episodios tectónicos, es un problema mayor. Este trabajo muestra una aproximación para calcular el acortamiento cortical promedio en cualquier latitud del segmento indentado, recurriendo a la reconstrucción geométrica de dos de los elementos paleogeográficos más importantes previos a la colisión: 1) el eje del paleo-arco (de islas), definido a través de una proyección continua hacia el sur de la faja eruptiva de la Puna occidental (Palma et al. 1986), y 2) el borde del paleo-continente (backstop), interpretado como una estrecha zona que limita a las unidades metasedimentarias de protolitos precámbricos (el orógeno Pampeano) de aquellas cuyos protolitos son de edad cámbrica. Si bien reconocemos un grado de incertidumbre en nuestras proyecciones, el eje del arco de islas famatiniano se habría ubicado a una distancia de ~350 km al oeste del paleo-continente, y el acortamiento porcentual promedio (A) para cada sección del orógeno se puede calcular con la siguiente expresión: A = (B ? C)*100% /B; donde B es la distancia (reconstruida) desde el eje del arco hasta el paleo-continente (perpendicular al rumbo del orógeno), y C es la distancia actual entre la paleo-sutura (lineamiento de Valle Fértil-Desaguadero) y el paleo-continente. Con este modelo simple no se pretende cuantificar el acortamiento absoluto del orógeno, pero sí se trata de demostrar que hubo diferentes porcentajes de acortamiento debido a la protuberancia del indentador a diferentes latitudes del orógeno, desde poco (~19%) para los 29° S (~70 km), ~47% alrededor de los 31° S (~170 km), a un acortamiento cercano al ~65% a los 33° S (~223 km). Éstos cálculos, junto a los antecedentes sobre las condiciones metamórficas que han permitido estimar las paleo-profundidades y vectores de desplazamiento orogénico (Otamendi et al. 2020), indican que el volumen total de material exhumado, sobre una determinada latitud a causa de la indentación, es proporcional a la cantidad de acortamiento en dicha latitud, y representa muy bien la disminución de las paleo-profundidades de sur a norte a lo largo del orógeno Famatiniano entre los 34° S y 27° S. Además, justifica el desarrollo de una megaestructura transpresiva doble-vergente (pop-up) con extrusión vertical de rocas muy profundas cercanas al manto (~36 km) donde ocurrió el mayor acortamiento orogénico.