Estructura y metamorfismo pre-andinos del basamento ígneo-metamórfico del lago Lácar, Neuquén

Abstract

Las rocas del basamento ígneo-metamórfico pre-andino de la Cordillera Norpatagónica se encuentra entre las localidades de Aluminé y Leleque, ubicadas entre las provincias de Neuquén y Chubut respectivamente. Este basamento ha sido agrupado dentro del Complejo Colohuincul. Esta unidad agrupa rocas metamórficas de medio a alto grado. Los estudios previos realizados en esta unidad incluyen mayormente mapeos regionales para las Hojas geológicas 1:200000 y 1:250000 realizados por el SEGEMAR y estudios de metamorfismo, estructurales y geocronológicos puntuales, en alguna de las regiones anteriormente mencionadas. Siendo los alrededores del Lago Lácar una zona con escasos estudios de detalle se procedió a estudiar esta localidad en la presente tesis doctoral con el fin de comprender el ambiente de formación, en particular aportar al conocimiento de la evolución geológica del Complejo Colohuincul, y realizar comparaciones con otras unidades de la Cordillera Norpatagónica. El trabajo realizado se focalizó en efectuar un mapeo geológico de detalle, que permitiera establecer relaciones geológicas de campo para las unidades presentes en la región, y en el análisis metamórfico, estructural, geocronológico y geoquímico, del Complejo Colohuincul en la zona comprendida entre 40°-40° 12’S y 71° 19’ - 71° 39’ O. El protolito de las rocas metamórficas del Complejo Colohuincul corresponde a una secuencia sedimentaria con escasas intercalaciones de rocas ígneas. En estas rocas metamórficas se encuentran intruidas rocas ígneas plutónicas de edad devónica (ca. 400 Ma.). El protolito de las rocas metasedimentarias corresponde a una alternancia de grauvacas con intercalaciones de pelitas, este último tipo litológico en baja proporción. Las rocas sedimentarias presentan características de rocas químicamente maduras con aporte de rocas ígneas félsicas y rocas cuarzosas. El protolito de las rocas metaígneas corresponde a flujos de lava o diques de composición intermedia a ácida. La edad máxima de sedimentación calculada para los protolitos sedimentarios, mediante el método U-Pb ICP-MS en circones detríticos, corresponde a una edad de 501 ± 15 Ma. Las rocas metamórficas registran 3 eventos de deformación previos al emplazamiento de los granitoides devónicos. Los dos primeros, D1-D2, generan la foliación penetrativa S2 del basamento de la zona. De manera sincrónica a posterior a éste (D2) se produce un evento de fusión parcial, con generación de migmatitas. Este momento de fusión, fue datado por el método U-Pb en circones provenientes de un granito anatéctico cuya edad de cristalización es de 434.1 ± 4.5 Ma. Las condiciones en las cuales se habría ocasionado la fusión parcial de las rocas, con generación de migmatitas, corresponden a facies anfibolitas alta en zona de silimanita, alcanzando temperaturas entre 650° y 686°C y presiones entre 3 y 5.6 kbar. El evento de deformación D3 se habría producido en ausencia de metamorfismo. En el Paleozoico superior, posteriormente a la intrusión de los granitos devónicos, se desarrollan pliegues y zonas de cizalla frágil-dúctil relacionadas con el evento de deformación D4 y un evento metamórfico (M2) en facies esquistos verdes. Por último, una etapa de deformación D5, correspondiente a la orogenia andina, provocaría las estructuras frágiles que afectan tanto a rocas ígneas como metamórficas. El análisis integral de todos los datos enfocados a resolver los procesos geotectónicos que afectaron al basamento de San Martín de los Andes durante el Paleozoico ha permitido relacionar las fases de deformación D1, D2, D3 y el metamorfismo M1 a la acreción de un fragmento continental en un margen convergente activo para el Ordovícico superior – Silúrico inferior. Regionalmente, rocas de protolito cámbrico y metamorfismo silúrico no habían sido descriptas para la Cordillera Norpatagónica. Por otro lado, en las áreas de Bariloche y Aluminé, las rocas metamórficas se encuentran relacionadas con un evento metamórfico del Paleozoico superior. Por lo tanto, el basamento ígneo metamórfico pre-andino de la Cordillera Norpatagónica incluye tanto a rocas metamórficas formadas en el Paleozoico inferior como en el Paleozoico superior. Esto plantea la necesidad de una redefinición de la unidad, utilizando la denominación Complejo Colohuincul únicamente aquellas rocas metamórficas de la Cordillera Norpatagónica, cuya evolución tectono-metamórfica haya ocurrido entre el Ordovícico y el Silúrico inferior-medio. Para el ámbito extraandino, la Formación Cushamen ha sido comparada por diversos autores con el Complejo Colohuincul. Sin embargo, edades obtenidas por otros autores en rocas de la Formación Cushamen permiten asignarle una edad de metamorfismo en el Paleozoico superior, relacionándose en edad con las rocas aflorantes en Bariloche y Aluminé y no así con las rocas analizadas en San Martín de los Andes.

The pre-andean igneous and metamorphic basement rocks of the Northpatagonian Andes are found between Aluminé and Leleque. These localities are found in Neuquén and Chubut provinces respectively. This basement has been grouped in the Colohuincul Complex. This unit comprises medium to high grade metamorphic rocks. Previous investigations of this unit include regional mapping for the 1:200000 and 1:250000 geological maps done by SEGEMAR and metamorphic, structural and geochronological analysis in particular areas. Since the surroundings of Lacar Lake is an area with few detailed studies, we selected it for this doctoral thesis. The aim of this research is to comprehend the formation of these rocks and to particularly contribute to the knowledge of the geological evolution of the Colohuincul Complex. Also, we will try to compare them with other units of the Northpatagonian Andes. The tasks done in this thesis are a detailed geological mapping that helps to establish geological relations among the units and metamorphic, structural, geochronologic and geochemistry analysis of the Colohuincul Complex in the chosen area (40°-40° 12’S and 71° 19’ - 71° 39’ O). The protholith of the metamorphic rocks form Colohuincul Complex are a metasedimentary sequence with minor metaigneous rocks. These metamorphic rocks are intruded by Devonian plutonic rocks (ca. 400 Ma.). The protholith of the metasedimentary sequence is composed of greywackes with minor pelites. These sedimentary rocks are chemically mature with input of felsic igneous rocks and quartzose rocks. The protholith of the metaigneous rocks are lava flows or dikes of intermediate to felsic composition. The maximum sedimentation age calculated for the sedimentary protholith, with U-Pb ICP-MS in detrital zircons, correspond to an age of 501 ± 15 Ma. The metamorphic rocks are affected by 3 deformational events previous to the emplacement of the Devonian granitoids. The deformational events D1-D2 generate the S2 foliation which is the most penetrative foliation in the area. An anatectic event that generates migmatites is present in the region and is coeval to posterior to the D2 event. This anatectic event was dated by U-Pb in zircons from an anatectic granite and its crystallization age is 434.1 ± 4.5 Ma. The metamorphic conditions for the partial melting of these rocks correspond to upper amphibolite facies in sillimanite zone, reaching temperatures between 650° and 686°C and pressures between 3 and 5.6 kbar. The deformational event D3 would have occurred in absence of metamorphism. In the upper Palaeozoic after the intrusion of the Devonian granites, folds and brittle-ductile shear zones were developed which are related to a deformational event D4 and a metamorphic event M2 in greenschists facies. Finally, brittle structures affecting the igneous and metamorphic rocks are generated by a deformational event D5 related to the Andean Orogeny. Detailed works focused in solving the geotectonic setting that affects the San Martín de los Andes basement rocks let us relate the deformational phases D1, D2, D3 and the M1 metamorphism to the accretion of a continental fragment in a convergent margin in the upper Ordovician – lower Silurian. Regionally, rocks of Cambrian sedimentation age and Silurian metamorphism have not been found in the Northpatagonian Andes. In Bariloche and Alumine the metamorphic rocks are related to an upper Palaeozoic metamorphic event. For this reason, the Colohuincul Complex would comprise metamorphic rocks formed in the upper and lower Palaeozoic. This generates the need to redefine the unit using the term Colohuincul Complex only for those rocks in the Northpatagonian Andes with an Ordovician – lower Silurian metamorphic evolution. Numerous authors have correlated the Colohuincul Complex with the Cushamen Formation in the extra-Andean zone. However, different ages obtained by other authors let them assign an upper Palaeozoic age for the metamorphism of this unit. This age would relate the metamorphic rocks from the Cushamen Formation to those cropping out in Bariloche and Aluminé but not with the metamorphic rocks from San Martín de los Andes.