Estructuras SC en rocas paleozoicas y triásicas de Puerto Manso, IV

UNIVER SIDAD DE CONCEPCIÓN
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA
10° CONGRESO GEOLÓGICO CHILENO 2003
FOLIACIONES S-C EN ROCAS PALEOZOICAS Y TRIÁSICAS DEL
SECTOR DE PUERTO MANSO, IV REGIÓN DE COQUIMBO
REBOLLEDO, S.(1), SOLARI, M.(2), CONTRERAS, J.P.(3)
(1)
Depto. Geología, U. de Chile. Plaza Ecilla #803, Santiago, Chile. srebolle@cec.uchile.cl
Depto. Geología, U. de Chile. Plaza Ecilla #803, Santiago, Chile. msolari@esfera.cl
(3)
Depto. Geología, U. de Chile. Plaza Ecilla #803, Santiago, Chile. chuncho@esfera.cl
(2)
En el "Mélange" de Punta Tomás se reconocen dos foliaciones sincrónicas: una foliación continua, expuesta en
franjas de espesor variable, delimitadas por una foliación menos penetrativa, desarrollada como bandas de cizalle
delgadas, las cuales coinciden con planos con estrías. La foliación continua es sinuosa, definida por la orientación
preferencial de micas, granos de cuarzo alargados, fragmentos tabulares de areniscas y en algunos sectores, por
charnelas de pliegues.
Las características descritas permiten sugerir que estas estructuras corresponden a foliaciones S y C desarrolladas
en una zona de cizalle dúctil de movimiento dextral, y que el ‘Mélange’ de Punta Tomás corresponde a una
tectonita S-C.
En el contacto de esta unidad con las Brechas de Punta Tomás se reconoce otra franja, similar a la anterior, la que
se interpreta como una zona de cizalle dúctil de movimiento siniestral.
El ‘Mélange’ de Punta Tomás se habría originado en una zona de cizalle, que afectó a rocas de las Metaturbiditas
de Agua Dulce que ya habían sufrido dos deformaciones (S1 y S2). Posteriormente a esta deformación se
depositaron las Brechas de Punta Tomás, las cuales fueron afectadas por un cizalle siniestral. Si asumimos la edad
triásica propuesta por Charrier (1977,1986) para las Brechas de Punta Tomás, la tectonita S-C se habría originado
durante el paleozoico, mientras que la zona de cizalle siniestral tendría una edad máxima triásica.
INTRODUCCIÓN
Las rocas paleozoicas que afloran al sur de la IV Región fueron agrupadas por Sepúlveda
(1984) en tres unidades: Complejo Metamórfico del Choapa, Formación Arrayán y Formación
Huentelauquén. Diversos autores que han trabajado en la zona han propuesto que las rocas
mencionadas corresponden a depósitos de antearco acumulados en un borde continental activo,
donde formaron parte de un extenso complejo de subducción iniciado en el Devónico Inferior
(Hervé et al., 1981; Thiele y Hervé, 1984; Godoy, 1984; Sepúlveda, 1984; Rebolledo, 1987;
Rebolledo y Charrier, 1994).
En el sector de Puerto Manso (Fig. 1), 40 km al norte de Los Vilos, las rocas del Complejo
Metamórfico del Choapa (Sepúlveda, op.cit), han sido diferenciadas, de acuerdo a
características mineralógicas y al estilo de la deformación, en tres unidades (Rebolledo, 1987;
Rebolledo y Charrier, 1994): a) Esquistos Grises de Punta Claditas, correspondientes a
esquistos cuarzo-muscovíticos de grano grueso con desarrollo de porfiroblastos de albita de
hasta 0,5 cm de diámetro. Presentan una foliación penetrativa, coincidente con el plano axial de
pliegues isoclinales desarraigados; b) Esquistos Grises de La Gruta, constituidos por esquistos
cuarzo-muscovíticos de grano medio, con un desarrollo de bandas ricas en cuarzo y filosilicatos
y c) Metaturbiditas de Agua Dulce, correspondientes a una alternancia
Todas las contribuciones fueron proporcionados directamente por los autores y su contenido es de su exclusiva responsabilidad
rítmica de areniscas y pelitas con metamorfismo leve y segregación de cuarzo en venas
lenticulares, paralelas a la foliación principal. Las rocas paleozoicas se distribuyen en
franjas separadas por zonas de falla (Rebolledo, 1987; Rebolledo y Charrier, 1994) y
subyacen a una unidad denominada Brechas de Punta Tomás, asignada al Triásico
(Charrier, 1977, 1986).
Además de las unidades descritas, Rebolledo (1987) y Rebolledo y Charrier (1994)
reconocieron un conjunto de rocas intensamente deformadas que denominaron "Mélange"
de Punta Tomás, las cuales subyacen a las Brechas de Punta Tomás. Trabajos realizados
durante los últimos años, con diferentes alumnos de la carrera de Geología de la
Universidad de Chile, han permitido proponer una interpretación para el origen de esta
compleja unidad.
'MÉLANGE' DE PUNTA TOMÁS
En el sector norte de la playa de Agua
Dulce aflora una brecha constituida por
fragmentos centimétricos a métricos de
estratos contorsionados y clastos
menores de areniscas de los mismos
estratos y cuarzo, contenidos en una
matriz pelítica con marcado clivaje de
pizarra (Fig.2, Foto 1). Basándose en
semejanzas litológicas, Rebolledo
(1987) y Rebolledo y Charrier (1994)
interpretaron estas rocas como
asociadas a zonas de falla que habrían
afectado a las Metaturbiditas de Agua
Dulce y la denominaron 'Mélange' de
Punta Tomás.
Fig. 1: Mapa geológico del área costera de Puerto
Manso, Huentelauquén, IV Región.
(Tomado de Rebolledo y Charrier, 1994)
El 'melange' aflora en una franja de
ancho cercano a los 100 m en contacto,
al norte y al este, con las Brechas de
Punta Tomás, las cuales consisten en
una unidad constituida por brechas
polimícticas
gruesas,
de
mala
selección, clasto soportadas, con
intercalaciones de estratos de areniscas
(Charrier, 1977, 1986).
Observaciones
de
terreno
han
permitido reconocer en el 'mélange' dos
foliaciones
desarrolladas
sincrónicamente: una foliación continua, expuesta en franjas de espesor variable, entre
pocos centímetros y 100 cm, delimitadas por una foliación menos penetrativa, desarrollada
como bandas de cizalle, menores a 100 cm (Foto 2,3 y 4), las cuales coinciden con planos
con estrías (Foto 3). La foliación continua es sinuosa, definida por la orientación
preferencial de micas, granos de cuarzo alargados, fragmentos tabulares de areniscas y en
algunos sectores, por charnelas de pliegues (Foto 5 y 6). La orientación representativa de la
foliación sinuosa es N127ºE/66ºE, mientras que los planos de cizalle tienen una orientación
representativa N247°E/79ºW (Fig. 3 A y B). De lo anterior se puede determinar un ángulo
representativo de 30º entre ambas foliaciones.
Fig. 2: Mapa geológico – estructural y perfiles geológicos del área de Pta. Tomás.
En el mapa geológico se destacan las bandas de cizalle: SC siniestral, que pone en
contacto el “Melange” con la Brecha de Punta Tomás y SC dextrales.
Las características descritas permiten sugerir que estas estructuras corresponden a
foliaciones S y C desarrolladas en una zona de cizalle dúctil con movimiento dextral, y que
el ‘Mélange’ de Punta Tomás corresponde a una tectonita S-C (del tipo definido por Twiss
y Moores, 1992). Hacia el contacto norte, las rocas presentan un mayor porcentaje de
fragmentos, en algunos casos bastante redondeados, donde predomina una foliación
continua, de orientación paralela a la foliación C. Estas rocas se habrían originado como
resultado de la deformación de niveles predominantemente pelíticos de la unidad o bien,
corresponderían a sectores donde la deformación fue más intensa.
En el sector norte, las Brechas de Punta Tomás se disponen discordantemente sobre el
'mélange'. El contacto oriental entre estas unidades está marcado por una franja, de unos 60
cm a 1 m de espesor, donde se desarrolla una foliación S, de orientación NS/90º, y una
foliación C, orientada N150ºE/76, de características similares a las anteriormente descritas
(Fig.2). La orientación de la foliación S permite interpretar esta franja como una zona de
cizalle dúctil con movimiento siniestral. En las Brechas de Punta Tomás se desarrolla un
clivaje de fractura poco penetrativo paralelo a la zona de cizalle siniestral.
Al sur del ‘mélange’ afloran metareniscas y metapelitas, asignadas a las Metaturbiditas de
Agua Dulce, formando pliegues de tipo chevron, desarrollados principalmente en el plano
axial de mesopliegues. Esta deformación afecta a una foliación S1, caracterizada por un
clivaje de pizarra en las metapelitas, que coincide con los planos axiales de pliegues
isoclinales. La litología de los fragmentos de arenisca y de los estratos contorsionados del
'mélange' es muy similar a la litología de esta unidad (Foto 1).
Fig. 3: Análisis de las fallas
C de cizalle dextral,
mediante
el
software
TectonicFP. (A) Diagrama
de Angelier, donde se
representan los planos de
falla, (B) Diagrama de
contornos, indicando el
polo representativo para los
planos de falla
(C)
Representación de los
vectores
de
Stress
obtenidos mediante el
método de los diedros
rectos,
(D)
Diedro
representativo en el cual se
enseña el área en la que se
desarrolla compresión y
extensión, proponiendo la
existencia de un régimen
transcurrente siniestral.
Con los datos disponibles se determinó la orientación de los esfuerzos que podrían haber
actuado para generar las estructuras observadas. Para la zona de cizalle dextral se determinó
σ1=025º/21º y σ3=293º/06º (Fig. 3 C y D), mientras que para la zona de cizalle siniestral
σ1=277º/09º y σ3=185º/10º (Fig. 4 C y D). El análisis anterior sugiere un cambio en el
régimen tectónico entre ambos eventos. Hay que considerar sin embargo, que eventos
tectónicos posteriores podrían haber rotado los elementos estructurales y que el número de
datos es bajo, de manera que lo señalado es sólo indicativo.
Fig. 4: Análisis de las fallas C de cizalle siniestral, mediante el software
TectonicFP. (A)Diagrama de Angelier, en el cual se representan los planos de
falla, (B) Diagrama de contornos, en el cual se representa el polo representativo
para los planos de falla (C) Representación de los vectores de Stress obtenidos
mediante el método de los diedros rectos, (D) Diedro representativo en el cual se
enseña el área en la que se desarrolla compresión y extensión, proponiendo la
existencia de un régimen transcurrente siniestral.
DISCUSIÓN
De acuerdo a lo anterior y complementando lo señalado por Rebolledo y Charrier (1994), el
‘Mélange’ de Punta Tomás o tectonita S-C se habría originado en una zona de cizalle dúctil
con sentido dextral, que afectó a rocas de las Metaturbiditas de Agua Dulce que ya habían
sufrido dos deformaciones (S1 y S2). La zona de cizalle dúctil se habría originado bajo un
régimen de esfuerzos: σ1=025º/21º y σ3=293º/06. Posteriormente a esta deformación se
depositaron las Brechas de Punta Tomás, las cuales fueron luego deformadas en una zona
de cizalle dúctil con sentido siniestral, de menor extensión areal que el dextral, que
determinó la existencia del clivaje de fractura que se desarrolla en esa unidad. La zona de
cizalle dúctil siniestral se habría originado bajo un régimen de esfuerzos: σ1=277º/09º y
σ3=185º/10. Si se asume la edad triásica propuesta por Charrier (1977,1986) para las
Brechas de Punta Tomás, la tectonita S-C, desarrollada en una zona de cizalle dextral, se
habría originado durante el paleozoico, mientras que la zona de cizalle siniestral tendría una
edad mínima triásica y entre ellas se habría producido, al menos localmente una variación
en la orientación de los esfuerzos principales.
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a los profesores R. Charrier y J. Cembrano por su ayuda en el análisis y
comprensión del problema y a los alumnos de la carrera de Geología de la Universidad de
Chile que aportaron datos para este trabajo.
REFERENCIAS
Charrier, R. 1977. Geology of the region of Huentelauquén, Coquimbo Province. Chile. In Comparative
studies on the Geology of Circum-Pacific orogenic belt in Japan and Chile (Ishikawa, T.; Aguirre, L.; editors).
Japanese Society for Promotion of Science, First Report, p. 81-84. Tokyo.
Charrier, R. 1986. The Gondwana glaciation in Chile; description of alleged glacial depositss and
paleogeographic conditions bearing on the extension of the ice cover in southern South America.
Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, Vol. 56, N°1,2, p. 151-175.
Cowan, D. 1985. Structural styles in Mesozoic and Cenozoic mélanges in the western Cordillera of North
America. Geological Society of America, Bulletin, Vol. 96, p.451-462.
Godoy, E. 1984. Reflexiones acerca de transiciones metamórficas en el basamento de Chile Central-Sur.
Revista Geológica de Chile, N°23, p. 79-86.
Hervé, F.; Davidson, J.; Godoy, E.; Mpodozis, C.; Covacevich, V. 1981. The Late Paleozoic in Chile:
stratigraphy, structure and possible tectonic framework. Academia Brasileira de Ciencias, Anais, Vol.53, N°2,
p.361-373.
Rebolledo, S. 1987. Geología y análisis estructural del basamento metamórfico del área Punta Claditas,
Región de Coquimbo, Chile. Memoria para optar al título de geólogo, Departamento de Geología,
Universidad de Chile, 166 p.
Rebolledo, S. y R. Charrier. 1994. Evolución del basamento paleozoico en el área de Punta Claditas, Región
de Coquimbo, Chile (31-32°S). Revista Geológica de Chile, Vol.21, N°1, p.55-69.
Sepúlveda, P. 1984. Geología del Paleozoico de la zona costera del Norte Chico. In Seminario Actualizado
de la Geología de Chile, Servicio Nacional de Geología y Minería, Apuntes, p. J1 a J7.
Thiele, R. y F. Hervé. 1984. Sedimentación y tectónica de antearco en los terrenos preandinos del Norte
Chico, Chile. Revista Geológica de Chile, N°22, p.61-75.
Twiss, R. y E. Moores. 1992. Structural Geology. W.H. Freeman and Company, New York, 532p.
Anexo Fotográfico
Foto 1:
Pliegue desgarrado constituido
por alternancia rítmica de
meta-pelitas y meta- areniscas.
Foto 2:
Estructura SC dextral, ancho de
banda 1 m, rumbo N 40º E y
manteo 90º.
Foto 3:
Estructura SC dextral, ancho
de banda 30 cm, rumbo N
35º W, manteo 90º y rake de
estrías 15 º S.
Foto 4:
Estructura SC dextral, ancho de banda
18 cm. En el centro se aprecia un
porfiroclasto de meta-arenisca.
Foto 5 y 6:
Pliegues compuestos por capas pelíticas, apretados, zonas de charnela subredondeadas y
curvaturas cercanas a 3.