Análisis de la influencia de factores tectónicos y climáticos en la dinámica de la faja plegada y corrida y la cuenca de antepaís asociada en los Andes Norpatagónicos

BECHIS, FLORENCIA; THOMSON, STUART; SANTONJA, CAMILA; SURIANO, JULIETA; OLAIZOLA, EZEQUIEL R.; BALLESTEROS, JOHN; GARCÍA MORABITO, EZEQUIEL; YAGUPSKI, DANIEL; FALCO, JUAN I.; ENCINAS, ALFONSO; ORIOLO, SEBASTIÁN; GALLETO, ANTONELLA; LITVAK, VANESA D.; FERNÁNDEZ PAZ, LUCÍA; MIZERIT, IGNACIO; VALENCIA, VICTOR A.; RAMOS, VICTOR A.

Puerto Madryn, Chubut

Congreso; XXI Congreso Geológico Argentino; 2022

La evolución tectónica de los Andes Norpatagónicos registra una etapa inicial de acortamiento y levantamiento orogénico durante el Cretácico al Paleógeno, seguido por una fase extensional acotada entre el Eoceno y el Mioceno temprano (Bechis et al. 2014; Echaurren et al. 2016; Fernández Paz et al. 2019). Una segunda etapa de acortamiento tuvo lugar durante el Mioceno medio a tardío, con propagación frontal de una faja plegada y corrida (Orts et al. 2012; Tobal et al. 2012; García Morabito et al. 2021; Santonja et al. 2021). El objetivo general de este trabajo es evaluar la influencia relativa de factores tectónicos y climáticos durante la etapa de acortamiento neógena. En particular, analizamos la dinámica de la faja plegada y corrida y su cuenca de antepaís asociada, para evaluar la velocidad relativa de los procesos superficiales (erosión y sedimentación) y profundos (deformación) durante la evolución de este sistema acoplado. Para ello llevamos a cabo un estudio interdisciplinario, combinando datos de estudios estructurales, termocronológicos, sedimentológicos y geocronológicos. La zona de estudio comprende los sectores central y oriental de los Andes Norpatagónicos entre los 41° y 42°S. El cuerpo principal de la cordillera a estas latitudes está conformado por una faja plegada y corrida de piel gruesa (Giacosa y Heredia 2004), y se caracteriza por una importante exhumación de bloques de basamento conformados por rocas metamórficas paleozoicas y rocas plutónicas mesozoicas a cenozoicas. El acortamiento mínimo estimado para el orógeno en este segmento es relativamente bajo, variando entre 12 y 15% (Orts et al. 2015). Con el fin de analizar la historia de enfriamiento de las rocas en su recorrido hacia la superficie durante el proceso de exhumación de los bloques de basamento, se realizaron análisis de termocronología en la University of Arizona, correspondientes a análisis de trazas de fisión en apatita (AFT) y en circón (ZFT). Se analizaron muestras de granitoides del Batolito Patagónico Subcordillerano (Jurásico Inferior), del Batolito Patagónico Cordillerano (Jurásico Medio a Superior) y de la Formación Coluco (Mioceno). Los resultados obtenidos muestran una gran heterogeneidad de edades de enfriamiento comprendidas entre el Cretácico Temprano y el Mioceno, indicando una compleja evolución de la exhumación de las rocas analizadas. Las edades de AFT y ZFT de los plutones jurásicos indican una importante etapa de enfriamiento entre el Cretácico Temprano y el Paleoceno temprano, probablemente asociada a la etapa inicial de acortamiento andino. Este evento también fue registrado por edades de enfriamiento en el área del antepaís (Savignano et al. 2016; Genge et al., 2021) y por edades Th-U-Pb en monacitas del basamento metamórfico paleozoico (Oriolo et al. 2019). Las edades de enfriamiento más jóvenes obtenidas con ambos métodos son miocenas. En el caso de las muestras de plutones de la Formación Coluco, se interpreta estas edades como asociadas a la cristalización de los mismos, ya que presentan evidencias de intrusión somera. El resto de las edades más jóvenes están generalmente asociadas a los sectores topográficamente más bajos, y están ubicadas en el bloque colgante de las fallas inversas principales, por lo que se las interpreta como asociadas a la última fase de acortamiento. Estas muestras indican edades de enfriamiento de AFT del Mioceno medio a tardío, entre 14 y 8 Ma. Por lo tanto, la distribución espacial y altitudinal de las edades de enfriamiento y su relación con las fallas inversas principales evidencian una exhumación moderada y diferencial controlada por la actividad de las estructuras en el Neógeno. Los depósitos sinorogénicos asociados a la faja plegada y corrida en este sector forman parte del relleno de la cuenca de Ñirihuau, que se extiende a lo largo del borde oriental de la cordillera, y de la cuenca de El Bolsón, ubicada en una posición intermontana. Recientes datos geocronológicos, estructurales, paleoambientales y de procedencia indican que ambas cuencas fueron contemporáneas y que muestran una evolución tecto-sedimentaria similar y multifásica, registrando una etapa extensional comprendida entre el Oligoceno y el Mioceno temprano, seguida por una etapa sinorogénica que tuvo lugar durante el Mioceno medio a tardío (Mancini y Serna 1989; Bechis et al. 2014; Ramos et al. 2015; Butler et al. 2020; Santonja et al. 2021). La sedimentación sinorogénica habría iniciado en algún momento después de los 16 a 15 Ma, evidencias de deformación contemporánea con la sedimentación en ambas cuencas se registra entre los 13 y los 10 Ma, y no hay registro de depositación sinorogénica luego de los 10 Ma. Para esta etapa, los depocentros registran importantes espesores, y altas tasas de sedimentación. Los datos termocronológicos analizados en este trabajo permiten estimar que la primera etapa de deformación andina en el Cretácico a Paleógeno fue un evento importante y de alcance regional, complementando las escasas y limitadas evidencias de campo del acortamiento asociado a esta etapa (Orts et al. 2012; Tobal et al. 2012; Bechis et al. 2014). Con respecto a la fase néogena, nuestros datos registran un pulso de acortamiento relativamente corto en una angosta faja plegada y corrida durante el Mioceno medio a tardío (~16/15 a 8 Ma). Se observa una baja tasa de propagación frontal de corrimientos, con importantes desplazamientos focalizados en pocas fallas inversas que levantan bloques de basamento, favoreciendo la exhumación diferencial de su bloque colgante. En los depocentros de la cuenca de antepaís asociada se registran altas tasas de sedimentación y una escasa migración lateral de los depocentros principales. Estas características son compatibles con un sistema donde la tasa de los procesos superficiales (erosión y sedimentación) es rápida con respeto a la tasa de deformación (Simpson 2006), posiblemente bajo un sistema de eficiencia erosiva relativamente estable, típico de climas húmedos (Yagupsky et al. 2014). Además, el aporte de sedimentos externos al sistema, principalmente productos piroclásticos de erupciones contemporáneas con la sedimentación, habría complementado el efecto de la erosión, provocando que toda la cuña orogénica se comporte de manera subcrítica (Wu y McClay 2011).