Toba Las Hornillas: extensión y sedimentación volcaniclástica en la Cordillera Frontal durante el Pérmico medio

ROCHER, SEBASTIÁN; LARROVERE, MARIANO A.; ALASINO, PABLO H.

Bahía Blanca

Congreso; XIV Congreso de Mineralogía, Petrología Ígnea y Metamórfica, y Metalogénesis; 2023

Universidad Nacional del Sur

La Toba Las Hornillas es una unidad originalmente definida y descripta por Mirré (1966) como parte integrante de la Formación Horcajo, Pérmico del valle del Río de Los Patos, oeste de San Juan. Por su posición estratigráfica alta, la Toba Las Hornillas representa una de las unidades más jóvenes del Grupo Choiyoi en la Cordillera Frontal, aunque persistían dudas acerca de su edad y asignación formal. Estudios más recientes (Rocher y Abarzúa 2013) sugirieron una posible separación de la Toba Las Hornillas como una unidad con estatus de Formación sustentada en su contrastada litología y su relación marcadamente discordante con Miembros más bajos de la Formación Horcajo (de base a techo, Riolita El Aforo, Toba Las Caletas, Ignimbrita La Plateada, Complejo La Junta y Riolita La Escondida, cf. Rocher et al. 2015). En este trabajo se ofrece un análisis preliminar de datos de campo, geoquímicos y geocronológicos de la Toba Las Hornillas y se discute su significado estratigráfico y petrológico. La Toba Las Hornillas presenta dos áreas de afloramiento principales a lo largo del valle del río de Los Patos representadas respectivamente por las secciones de Las Hornillas (sur) y Los Arroyos (norte). En conjunto sus afloramientos se extienden por más de 50 km en dirección N-S. Comparativamente, estas secciones muestran variabilidad en sus facies, así como en su contexto estructural. En Las Hornillas la sucesión se compone de base a techo por conglomerados gruesos matriz-soportados masivos, areniscas tobáceas masivas o con estratificación cruzada y horizontal, capas de lapilli acrecional y tobas con estratificación horizontal. Los estratos alojan pequeños intrusivos riolíticos someros y al tope se desarrolla un manto de ignimbrita dacítica/riolítica de 60 m de espesor. Los afloramientos están limitados al este por una falla normal NNO que los pone en contacto la Riolita La Escondida. En otros sectores los estratos más altos sobrepasan la falla y se apoyan mediante discordancia levemente angular. Numerosas fallas normales menores afectan a la Toba Las Hornillas, algunas mostrando relación con el desarrollo de abanicos de estratos menores. El espesor de la unidad en la sección inspeccionada, sin base visible, es de 260 m, y se estima superior a los 800 m en secciones ubicadas más al sur. Las características del relleno y los rasgos estructurales permiten interpretar a la sección de Las Hornillas como un borde activo de cuenca extensional, posiblemente de tipo hemigraben, con desarrollo temprano de abanicos aluviales y ríos dominados por carga de fondo, y formación de lagos someros hacia la etapa final de sedimentación, con incremento progresivo en el aporte de material volcanogénico en toda la secuencia.La sección de Los Arroyos, por su parte, está conforma por una cuña de estratos en abanico que traslapan sobre un relieve suave desarrollado sobre la Riolita La Escondida, el Complejo La Junta y la Ignimbrita La Plateada. Las facies observadas comprenden esencialmente conglomerados gruesos masivos con soporte de matriz tobácea, areniscas tobáceas y un nivel de ignimbrita al tope de sucesión. En la sección se determinó un espesor total de 360 m que aumenta hacia el ONO. Por su constitución litológica y relaciones geométricas y estructurales interpretamos a la Toba Las Hornillas como depósitos de abanico aluvial que evoluciona a una planicie o falda volcaniclástica (volcaniclastic apron) (e.g. Palmer y Neall 1991) en un contexto de margen flexural o rampa de un hemigraben con borde activo ubicado posiblemente al oeste. Por sus relaciones estructurales la sección de Los Arroyos se comportaría como un depocentro menor (norte) respecto a la cuenca principal ubicada en Las Hornillas (sur). Ambas áreas de sedimentación formarían dos hemigrábenes con posiciones opuestas de sus fallas principales con a una posible zona de transferencia de por medio. Según su geoquímica, las rocas ígneas que forman parte de la Toba Las Hornillas (ignimbritas y fenoriolitas hipabisales) tienen un contenido de SiO2 en el rango de 72-79%, se clasifican como riolitas en el diagrama TAS, mostrando una dispersión relativamente amplia en el contenido en álcalis y valores de LOI en torno al 2%. En el diagrama Zr/TiO2 vs. Nb/Y se ubican en el campo de las riolitas y riodacitas. El diseño observado en diagramas de variación multielemental normalizados a condrito muestra enriquecimiento en LILE, leve enriquecimiento en HFSE y anomalías negativas en Nb y Ta (Nb*/NbN = 0.12–0.26), así como en Sr, P y Ti. Las tierras raras (131–230 ppm) en diagramas normalizados a condrito se caracterizan por anomalías negativas de Eu de magnitud moderada (Eu*/EuN =0.45–0.42), con diseño plano en HREE e inclinado en LREE. Las relaciones LaN/SmN varían entre 4.52 y 2.18, y las de GdN/LuN lo hacen entre 1.19 y 1.33. En los diagramas de discriminación tectónica las rocas de la Toba Las Hornillas muestran mucha dispersión. En términos generales son comparables con otras unidades de las secciones media y superior del Grupo Choiyoi (Rocher et al. 2015); por ej., valores altos de HFSE y Ga/Al y bajo CaO que son propios de magmas asociados a márgenes convergentes con rasgos transicionales entre magmas tipo I+S y tipo A. Para este trabajo se realizó la datación por el método U/Pb en circones en una muestra de ignimbrita procedente del tope de la sección de Las Hornillas. El análisis preliminar de los datos indica una edad en torno a los 262 Ma que la ubica en el Pérmico medio alto (Capitaniano). La edad obtenida es consistente con la de 265±2 Ma (Rocher et al. 2015) correspondiente a la Riolita La Escondida que se ubica inmediatamente por debajo de la Toba Las Hornillas. Considerando su posición estratigráfica y edad, esta unidad marca uno de los eventos volcanotectónicos finales del Grupo Choiyoi en la región. En su conjunto, los datos de campo, geoquímicos y geocronológicos permiten suponer que el volcanismo del Grupo Choiyoi culmina en esta región con una fase extensional pronunciada y la formación de depocentros que permitieron la acomodación de espesores considerables de sedimentos volcanogénicos. La extensión y el foco volcánico migrarían al oeste durante el Pérmico superior y Triásico inferior (Formación Atutía y en Chile Formación Guanaco Sonso).