Petrotectónica del complejo metamórfico Punta de Choros, III-IV Región, Chile

Abstract

La zona de estudio se encuentra a los 29ºS aproximadamente, en la transición entre la III y IV región, en el Norte Chico de Chile. Específicamente, este estudio abarca rocas pertenecientes al basamento metamórfico paleozoico costero que aflora entre el poblado de Punta de Choros y la localidad de Chañaral de Aceituno, 20 km hacia el Norte. El basamento metamórfico costero ha sido interpretado como relictos de un paleo prisma de acreción para la gran mayoría del margen chileno, con segmentos continuos y bien estudiados al sur de los 34ºS, lográndose aplicar en éstos el concepto de cinturón metamórfico pareado. Sin embargo, hacia el norte se pierde la continuidad de afloramientos, y la erosión por subducción termina por enmascarar la evidencia de un prisma. Las rocas estudiadas conforman el aquí llamado Complejo Metamórfico Punta de Choros, el cual está constituido principalmente por esquistos micáceos de albita y granate, intercalados tectónicamente con esquistos anfibólicos de titanita. En menor proporción aparecen metaturbiditas, de menor grado metamórfico y tamaño de grano. La disposición de las rocas está dada por una foliación de rumbo NE aproximado, manteando suavemente hacia el E en unos 30º. Se realiza un modelamiento termodinámico de dos muestras; un esquisto micáceo de granate y estaurolita (JN14), y una anfibolita de granate y albita (JN34), ésta última interpretada como parte de un bloque exótico dentro de la unidad de esquistos anfibólicos. Ambas muestras presentan granates zonados, de los cuales se obtuvieron mapas composicionales, y perfiles composicionales detallados. También se analizan las composiciones minerales de las otras fases mayores presentes, y para cada muestra se obtienen los porcentajes en óxidos de los elementos mayores de roca total. Combinando ambos análisis, se realiza un modelo utilizando PERPLE_X, un programa computacional que realiza cálculos termodinámicos del cual se desprenden puntos de equilibrio en el espacio P-T a los cuales se habrían generado las reacciones responsables de distintos arreglos o fases minerales observadas. Estos puntos sugieren una trayectoria horario para JN14, pasando por los 500ºC-0.4 GPa y los 530ºC-0.42 GPa, correspondientes al núcleo y borde del granate respectivamente. Por su parte, la muestra JN34 instiga una trayectoria antihoraria, donde los núcleos de granate entregan condiciones de 700ºC-0.8 GPa, con un recrecimiento a los 700ºC-0.95 GPa, interpretado como un enterramiento isotermal de unos 5 km. La paragénesis retrógrada apunta a condiciones metamórficas aproximadas de 500ºC-0.95 GPa, sugiriendo un enfriamiento isobárico de unos 200ºC. Circones detríticos entregan edades mínimas carboníferas. Esto indica un traslape entre el proceso de sedimentación y metamorfismo dentro del prisma, teniendo en cuenta que dataciones en anfíbolas metamórficas indican que el sistema habría estado activo, al menos, desde el Carbonífero Inferior. La trayectoria de JN14 concuerda con la serie de metamorfismo barroviano, similar a las reportadas previamente para las rocas del basamento metamórfico en el Norte Chico de Chile, sin embargo, la muestra JN34 toma otro camino. Estas rocas representarían estados iniciales de subducción, previo a la hidratación de la cuña astenosférica. La subducción de sedimentos posteriores causaría la hidratación y enfriamiento del manto y las rocas colindantes, desplazando las isotermas, lo cual permitiría generar tanto enterramiento isotermal como enfriamiento isobárico, dependiendo de la trayectoria física y temporal que tome la roca.