U N I V E R S I D A D D E C O N C E P C I Ó N 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 (2) 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 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. 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).

sincpoccomcon

Fig. 1: Mapa geológico del área costera de PuertoManso, Huentelauquén, IV Región. (Tomado de Rebolledo y Charrier, 1994)

Observaciones de terreno han permitido reconocer en el 'mélange' dos foliaciones desarrolladas

rónicamente: una foliación continua, expuesta en franjas de espesor variable, entre os centímetros y 100 cm, delimitadas por una foliación menos penetrativa, desarrollada o bandas de cizalle, menores a 100 cm (Foto 2,3 y 4), las cuales coinciden con planos

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 fallasC de cizalle dextral,mediante el softwareTectonicFP. (A) Diagramade Angelier, donde serepresentan los planos defalla, (B) Diagrama decontornos, indicando elpolo representativo para losplanos de falla (C)Representación de losvectores de Stressobtenidos mediante elmétodo de los diedrosrectos, (D) Diedrorepresentativo en el cual seenseña el área en la que sedesarrolla compresión yextensión, proponiendo laexistencia de un régimentranscurrente 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 constituidopor 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, apretadocurvaturas cercanas a 3.

s, zonas de charnela subredondeadas y