Petrología, geocronología e implicancias tectónicas de enclaves graníticos del paleozoico tardío en un dique mesozoico en el sector costero del Norte Chico (31°30'S), Chile

Abstract

A los 33°S, en territorio chileno y argentino, existe una fragmentación de las franjas batolíticas representativas del arco magmático del Paleozoico tardío. Al norte de 33°S, en la Cordillera Frontal, aflora el Batolito Elqui-Limarí, de edad Misisípico Superior - Triásico Superior, mientras que al sur de 33°S, en la costa, aflora el Batolito Costero, entre 33°-39°S, de edad, esencialmente, Pensilvánico. La presencia de enclaves graníticos de edad Carbonífero tardío, incluidos en un dique máfico mesozoico emplazado en el Complejo Metamórfico del Choapa, en el sector costero de Huentelauquén (31°30 S), podría sugerir la prolongación del Batolito Costero hacia el norte, bajo la cobertura meso-cenozoica. Este trabajo presenta un estudio detallado de las características petrográficas y geoquímicas, además de dataciones U-Pb e isotopía de Hf en circones, mediante el método LA-ICP-MS, de una muestra de enclave, con el fin de aportar nuevos antecedentes para la evolución tectono-magmática del margen occidental de Gondwana, durante el Paleozoico tardío. El enclave corresponde a un monzo-sienogranito, hololeucocrático, con microclina, sin máficos primarios frescos y con texturas de intercrecimiento y magmáticas tardías. Los resultados geoquímicos en roca total de elementos mayores y elementos traza indican que correspondería a un granito desarrollado en un ambiente de margen típico de subducción, con magmatismo de arco asociado, fraccionamiento de piroxeno y plagioclasa durante su cristalización, sin la influencia de granate, a partir de un protolito ígneo. Las dataciones U-Pb en circones de la muestra de enclave arrojan una edad de cristalización pensilvánica de 318.6±2 Ma, con un rango de edades entre 305 y 335 Ma. Las determinaciones isotópicas de Lu-Hf en la muestra de enclave entregan valores ℇHf(i) entre 0 y +7, mostrando una componente juvenil predominante y edades modelo tDM desde el Mesoproterozoico tardío al Neoproterozoico temprano (tDM=1.22-0.85 Ga). La concordancia de estas características, excepto en las isotópicas, con las conocidas para el Batolito Costero parecen confirmar la idea de una prolongación de éste hacia el norte, bajo la cobertura meso-cenozoica y el basamento metamórfico. Asimismo, mediante el estudio geocronológico e isotópico en circones heredados en lavas y plutones cenozoicos en la Alta Cordillera (34°S), se sugiere que las componentes pensilvánicas del Batolito Elqui-Limarí se extenderían hacia el sur, en subsuperficie, hasta, por lo menos, estas latitudes. Se propone que, durante el Misisípico Superior-Pensilvánico, se habrían desarrollado dos arcos simultáneos, paralelos e independientes, representados por el Batolito Elqui-Limarí, en la Alta Cordillera, y el Batolito Costero, en la costa, emplazados en la litósfera como una zona de tipo MASH, cuya fuente principal sería una corteza continental antigua y reciclada, con pulsos discretos provenientes de la astenósfera, en zonas de debilidades corticales heredadas, representadas, por ejemplo, por los magmas de los enclaves graníticos. Estos dos arcos simultáneos se habrían desarrollado por la migración de un terreno alóctono o para-alóctono desde el W hacia el margen occidental de Gondwana, que correspondería al Terreno X, o Terreno de Atacama o de Domeyko, como se lo nombra en este estudio, separado de Chilenia por una sucesión alineada de afloramientos de metamorfitas interpretadas como remanentes de un prisma de acreción. El arco de la Alta Cordillera se habría desarrollado en el borde trasero de Chilenia, mientras que el arco de la Cordillera de la Costa se habría desarrollado en el borde W del Terreno Atacama o Domeyko.