Condiciones de sedimentación y evolución de la

Condiciones de sedimentación y evolución de la cuenca
triásica superior del Profeta, entre los 24°00’ y 24°30’S,
cordillera Domeyko, región de Antofagasta.
1,2*
Diego Montecino
1
1
2
, Natalia Astudillo , Rodolfo Ferrando y Verónica Oliveros .
1 Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN), Av. Santa María 0104, Providencia, Santiago, Chile
2 Departamento de Ciencias de la Tierra, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Concepción, casilla 160-C,
Concepción.
*Email: [email protected]
Asociado a trabajos realizados por
SERNAGEOMIN y el proyecto Fondecyt Nº 1120715, se
estudiaron las sucesiones sedimentarias y volcanosedimentarias expuestas en la Precordillera de la región
de Antofagasta, entre las latitudes 24°00’ y 24°30’S. A
partir de su caracterización litoestratigráfica, se
identificaron un total de 19 litofacies, las que fueron
agrupadas en 11 asociaciones de facies, con el fin de
interpretar su ambiente y condiciones de sedimentación.
Finalmente, se plantea un modelo evolutivo básico para
cuenca triásica superior del Profeta (24º00' y 24º30'S).
Resumen.
Estos antecedentes, sumados nuevas edades triásicas
disponibles en los trabajos de Astudillo et al. (in prep.) y
Espinoza et al. (2015), permiten plantear, un modelo
evolutivo básico para la cuenca triásica superior del
Profeta (Charrier 1979; Suárez y Bell 1992; Charrier et
al., 2007), entre los 24º00'S-24º30'S.
Keywords: Cordillera Domeyko, Triásico Superior, Sierra
de Varas, Cerro la Ballena, Profeta.
1 Introducción
Las rocas Triásicas en el norte de Chile (24º00' y
26º30'S), incluyen depósitos sedimentarios marinos y
continentales, asociado a rocas volcánicas intermedias y
acidas.
Estas sucesiones muestran importantes variaciones
laterales y verticales de facies, siendo posible identificar
depósitos aluviales, fluviales, lacustres y marinos,
localmente interestratificados con importantes secuencias
volcánicas y volcanoclásticas (Bell y Suarez, 1991). Gran
parte de los estudios realizados sobre estas secuencias
han sido efectuados durante proyectos de mapeo
regional, los cuales no han logrado detallar con precisión
la estratigrafía, sedimentología y significado tectónico de
estas sucesiones, producto de lo cual estos rasgos siguen
siendo aun poco conocidos.
Figura 1. Zona de estudio, en ella se indican los principales
rasgos topográficos y la distribución de las distintas unidades
triásicas. Trcb: Formación Cerro La Ballena; Trsv: Formación
Sierra de Varas; Trp: Miembro Inferior Formación Profeta y Jp:
Formación Profeta (Jurásico).
2 Sucesiones triásicas del área e estudio
En este trabajo, se presentan nuevos antecedentes
sedimentológicos de las sucesiones triásicas expuestas en
la precordillera de la región de Antofagasta, entre los
paralelos 24º00' y 24º30' S y entre los meridianos 69º00'
y 69º30' O (Figura 1). Estas rocas corresponden a las
formaciones Cerro La Ballena, Sierra de Varas y Profeta
(Montecino et al. 2015; Astudillo et al. in prep.).
Las rocas triásicas del área de estudio corresponden a las
formaciones Cerro La Ballena, Sierra de Varas y al
Miembro Inferior de la Formación Profeta (Figura 1).
La Formación Cerro La Ballena fue definida por Muñoz
(1989) y enmendada posteriormente por Marinovic
(2007). Corresponde a una sucesión volcanosedimentaria
compuesta por tobas lapilli líticas y de cristales,
pararuditas oligomícticas gruesas con intercalaciones de
arcosas líticas de y tobas de líticos y cristales, expuestas
principalmente en el cerro Pascua (Figura 1).
Su edad de depósito, se acota entre el Noriano y Jurásico
Inferior, dado que infrayace concordante a las rocas
marinas del Jurásico Medio y cercano a su base presenta
niveles tobáceos con edades U-Pb de 217 (Astudillo et
al., in prep.).
La Formación Sierra de Varas fue definida por Marinovic
et al. (1995) y posteriormente enmendada por Contreras
(2014). Corresponde a una sucesión sedimentaria
continental con niveles tobáceos intercalados. Se
compone por conglomerados, areniscas tobáceas,
fangolitas con intercalaciones de niveles calcáreos
continentales y algunos niveles tobáceos, los que
descansan sobre el basamento ígneo del Paleozoico
Superior e infrayacen al Triásico Superior marino de la
Formación Profeta. Se expone, a lo largo de en la ladera
oeste de la sierra de Varas y en el cerro Rincones (Figura
1).
4 Litofacies y asociaciones de facies
Las 19 litofacies reconocidas fueron agrupadas en 9
litofacies continentales, 7 litofacies marinas y 3 litofacies
de origen volcánico, las que posteriormente fueron
agrupadas en 11 asociaciones de facies, según su relación
espacial y los procesos que dieron origen a los distintos
depósitos (Tabla 1).
Tabla 1 Asociaciones de facies definidas en el presente
trabajo. En naranjo aquellas asociaciones de facies de
ambientes continentales, en celesta las de ambiente marino y
en violeta las de origen volcánico.
AMBIENTES
SEDIMENTARIOS
Sistemas fluvio-aluviales
Sistemas lacustres
Sistemas marinos someros
Productos volcánicos
Astudillo et al. (in prep.), acotan su edad entre el Noriano
y el Retiano a partir de niveles tobáceos con edades U-Pb
211 Ma.
Formación Profeta fue definida por Chong (1973), y
posteriormente enmendada Matthews et al. (2007), quien
diferencia un miembro informal del Triásico Superior
para esta unidad. Consta de areniscas y conglomerados
calcáreos, con intercalaciones de calcilutitas y calizas,
con fauna fósil del Triásico Superior. Se expone a lo
largo de la ladera este de la sierra de Varas y en el cerro
Rincones.
3 Metodología
Se construyó un total de ocho columnas estratigráficas,
para las distintas sucesiones triásicas expuestas en el área
de estudio. Una corresponde a una sucesión
volcanosedimentaria, asignada a la Fm. Cerro La Ballena
(Noriano – Jurasico Inferior), dos secciones
estratificadas, representan al Miembro Inferior de la Fm.
Profeta (Retiano) y las cuatro secciones restantes se
obtuvieron a partir del levantamiento estratigráfico
realizado sobre afloramientos de la Fm. Sierra de Varas
(Noriano-Retiano). En cada una de las columnas
estratigráficas, se estudió las características petrográficas
y estructuras sedimentarias a partir de las cuales se
identificaron las distintas facies y asociaciones de facies.
5 Ambiente
y
sedimentación
DEPOSITOS
IDENTIFICADOS
Depósitos de flujo de canal
Depósitos de flujos en manto
Depósitos de planicie aluvial
Depósitos de humedales
Microbialitas
Depósitos de fondo de lago
Depósitos arrecifales
Depósitos
marinos
de
plataforma
Depósitos de deltaicos
Caída de piroclásticos
Flujos lávicos
condiciones
de
A partir de las asociaciones de facies identificadas, fue
posible interpretar que:
- Las rocas de la Formación Cerro La Ballena se
depositaron producto de la acción principalmente de
flujos canalizados y en manto, asociados los sectores
proximales e intermedios de un sistema aluvial (Figura
2A). Los numerosos niveles de tobas intercalados en la
sucesión, evidencian una importante actividad volcánica
explosiva contemporánea a la sedimentación de esta
unidad
- Los depósitos sedimentarios asignadas a la Formación
Sierra de Varas inicialmente se depositaron por la acción
de flujos en manto y canalizados, asociados a los sectores
distales de un sistema aluvial, ligados a sistemas
lacustres y palustres donde la sedimentación ocurre por
decantación y la actividad de organismos (Figura 2A, B y
C).
- Las rocas que componen el Miembro Inferior de la
Formación Profeta, sugieren inicialmente el desarrollo de
una cuenca marina somera de naturaleza siliciclástica,
caracterizada por depósitos de fandelta (Figura 2E).
Posteriormente, este sistema evoluciona a una plataforma
carbonatada limitada mar a adentro por un arrecife de
coral (Figura 2F), caracterizada por la presencia de facies
de talud arrecifal y al desarrollo de una rampa
carbonatada proximal protegida, con abundante aporte
siliciclástico (Figura 2D).
5.1 Carniano-Noriano ( ̴ 217- 208 Ma)
La secuencia sedimentarias acumuladas en estas cuencas,
consisten en sucesiones rítmicas de conglomerados clasto
a matriz soportados, areniscas líticas y niveles de
fangolitas, intercaladas con numerosos niveles tobáceos
y escasas coladas lávicas, que según el análisis de facies
realizado en el presente trabajo, han sido interpretadas
como ambientes continentales, con desarrollo de
sistemas aluviales y ríos trenzados progradantes, que
avanzan sobre cuencas lacustres, efímeras o perennes
cercano a centros de emisión volcánica. Los depósitos
sedimentarios antes descritos corresponden a las
formaciones Cerro La Ballena y Sierra de Varas.
5.2 Retiano ( ̴ 208 – 200 Ma)
La evolución de la cuencas triásicas durante este periodo
está controlada por el aumento relativo del nivel del mar
(Ardill et al., 1998), dando pie a un evento transgresivo
regional, registrado aproximadamente entre los 23º30'S26º15'S.
La transgresión fue diacrónica, siendo evidente en la
costa en el Noriano (niveles tobáceos intercalados en la
base de sucesiones marinas con fósiles del Triásico
Superior, con edades U/Pb de 212 Ma, Contreras et al.,
2013), mientras que en la precordillera habría ocurrido
en el Retiano (edades U/Pb en sucesiones sedimentarias
continentales que infrayacen a las rocas marinas del
Triásico Superior de 200 Ma, González et al., in prep. y
205 Ma, Espinoza et al., 2015.), evidenciando un fuerte
control paleogeográfico en la transgresión.
Los depósitos sedimentarios acumulados durante este
periodo corresponden al Miembro Inferior de la
Formación Profeta.
Figura 2: Ambientes de sedimentación y procesos
responsables de los depósitos sedimentarios determinados en
este trabajo. A) Ambiente continental fluvio - aluvial. B)
Ambiente lacustre. C) Sistema sedimentario palustre. D)
Plataforma carbonatada somera. E) Depósitos de fan delta. F)
Depósitos asociados al talud arrecifal y al desarrollo de una
rampa carbonatada proximal protegida.
6 Evolución tectono-sedimentaria
Considerando
el
resultado
de
los
estudios
sedimentológicos y sumando los antecedentes
geocronológicos expuestos por Astudillo et al. (in prep.),
y Espinoza et al. (2015) se propone un modelo evolutivo
básico para la cuenca triásica superior del Profeta entre
los 24º00'S-24º30'S.
7 Conclusión
Durante el Noriano, en la zona de estudio, se desarrolló
una cuenca continental donde se acumularon las
sucesiones sedimentarias de las formaciones Cerro La
Ballena y Sierra de Varas. Esta cuenca se caracterizó por
el desarrollo de sistemas aluviales asociados a pequeñas
cuencas lacustres someras y de aguas salinas. A fines del
Triásico Superior (Retiano), la zona de estudio es
afectada por una transgresión de carácter regional, dando
inicio a la sedimentación de la Formación Profeta.
Agradecimientos
Este trabajo fue financiado por la Subdirección Nacional
de Geología del SERNAGEOMIN, y el proyecto
Fondecyt N°1120715.
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