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ISSN: 0378-102X
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Journal of Iberian Geology2001, 27, 23-41
Las Orognesis del Paleozoico Inferior en el margenproto-andino
de Amrica del Sur, Sierras Pampeanas,
Argentina
Lower Paleozoic Orogenies at the proto-andean margin of South
America, Sierras Pampeanas, Argentina
C. W. RAPELA1, C. CASQUET2, E. BALDO3, J. DAHLQUIST4, R. J.
PANKHURST5,C. GALINDO2, J. SAAVEDRA6
RESUMEN
El margen proto-andino de Gondwana ha sido el escenario de al
menos dosorognesis desde el desmembramiento del supercontinente
Rodinia al final delNeoprotrozoico, hasta el reagrupamiento de las
masas continentales en Pangea alfinal del Carbonifero. Ambas
orognesis van precedidas de un periodo de apertu-ra ocenica y
sedimentacin en mrgenes pasivos y culminan en subduccin ocenica con
desarrollo de arcos-magmticos de tipo cordillerano y colision
detipo continente-continente. La primera, orognesis Pampeana, tiene
lugar en elCmbrico, en un intervalo de tiempo relativamente pequeo
(535-520 Ma: etapasde subduccin-arco magmtico y colisin), y culmina
con la acrecin ortogonalde un pequeo terreno continental (terreno
Pampeano) de naturaleza semiautc-tona. Por el contrario, la
orognesis Famatiniana, tiene lugar en un periodo de
1 Centro de Investigaciones Geolgicas, Universidad Nacional de
La Plata, Calle 1, n 644, 1900 La Plata,Argentina.
2 Departamento de Petrologa y Geoqumica, Universidad
Complutense, 28040 Madrid, Espaa.3 Departamento de Geologa,
Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Crdoba, Argentina.4
Centro Regional de Investigaciones Cientficas y Tcnicas La Rioja
(CRILAR). Entre Ros y Mendoza
(5301), Anillaco, La Rioja. Argentina. 5 British Antarctic
Survey, Isotope Geosciences Laboratory, Keyworth, Nottingham NG12
5GG, Gran
Bretaa6 CSIC, Instituto de Agrobiologa y Recuersos Naturales,
Salamanca, Espaa.
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tiempo ms dilatado, durante el Ordovcico y Silrico (499-435 Ma).
Durante estaorognesis tuvo lugar la acrecin de un terreno extico a
Gondwana, el terrenoPrecordillera (460 Ma). Este terreno est
constituido por un basamento grenvi-lliano (aprox. 1.1Ga) y una
cubierta sedimentaria de plataforma carbonatada deedad
Cmbrico-Ordovcico. La acrecin al margen de Gondwana fue
probable-mente oblicua, y el margen oriental del terreno
Precordillera fue afectado porfuerte deformacin y metamorfismo
regional. El basamento de los cinturonesandinos del Paleozoico
Superior y Mesozoico situados al oeste de la Precordillera,parece
estar constituido tambin por rocas metamrficas grenvillianas; con
locual, gran parte de los Andes centrales entre los 26S y 34S se
encuentra asenta-do sobre terrenos alctonos. En cualquier caso, la
paleogeografa de las masascontinentales involucradas en la colisin
de los terrenos exticos durante elPaleozoico Inferior no se conoce
bien todava.
Palabras clave: Orognesis Pampeana, orognesis Famatiniana,
terrenoPrecordillera, Sierras Pampeanas, Argentina
ABSTRACT
The proto-Andean margin of Gondwana was the site of at least two
orogeniesbetween the break-up of the Rodinia supercontinent, at the
end of theNeoproterozoic, and the new continental amalgamation of
Pangea at the end of theCarboniferous. Both orogenies were preceded
by a period of ocean opening andpassive margin sedimentation and
ended with ocean subduction, development ofcordilleran-type
magmatic arcs and continent-continent collision. The Pampeanorogeny
took place in a relatively short period of time in the early
Cambrian (535-520 Ma; subduction magmatic arc stage and continental
collision), and endedwith the orthogonal accretion of a
semiautochthonous microcontinental fragment -the Pampean Terrane-
to the Gondwana margin. On the other hand, the Famatinianorogeny
spanned a longer period of time in the Ordovician and Silurian
(499-435Ma). During this orogeny the exotic Precordillera Terrane
was accreted to the mar-gin of Gondwana (460 Ma). This terrane,
probably of Laurentian provenance, con-sists of a Grenvillian
basement (1.1 Ga) and a Lower Paleozoic sedimentary coverof the
carbonate platform type. Accretion was probably oblique to the
Gondwanamargin, and the eastern margin of the Precordillera Terrane
was thoroughly affect-ed by Famatinian deformation and regional
metamorphism. The basement to theUpper Paleozoic and Mesozoic
Andean belts, situated to the west of thePrecordillera, also
appears to be formed by Grenvillian metamorphic rocks, so thatthe
greater part of the Central Andes between 26S and 34S are
established uponallocthonous terranes. The Lower Paleozoic
paleogeography of continental mass-es involved in the collision is
not still fully understood.
Keywords: Pampean orogeny, Famatinian orogeny, Precordillera
Terrane,Sierras Pampeanas, Argentina.
C. W. Rapela, C. Casquet, E. Baldo, J. Dahlquist, R. J.
Pankhurst, C. Galindo y J. Saavedra
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INTRODUCCINEn el noroeste de Argentina, sur de Bolivia, noreste
de Chile y suroeste de
Per afloran restos de un basamento gneo-metamrfico sobre el que
se apoya unacobertera de rocas de edad mesozoica y cenozoica,
afectadas intensamente por laorognesis Andina. La geologa de este
basamento es el resultado, a su vez, de almenos dos episodios
tectonotermales superpuestos de edad Paleozoico Inferior,las
orognesis Pampeana y Famatiniana respectivamente, consecuencia de
unacompleja historia de subducciones y acrecciones continentales en
el margenPacfico de Gondwana.
La provincia geolgica de las Sierras Pampeanas, ubicada en el
sector centraly noroeste de Argentina (Fig. 1), constituye un
extenso afloramiento de basamen-to pre-andino en el que desde hace
tiempo se han reconocido y definido las dosorognesis mencionadas
anteriormente (Aceolaza y Toselli, 1973). Estas sierrasdeben su
elevacin actual al funcionamiento de grandes fallas inversas de
granngulo activadas durante el Terciario, en el antepas del cinturn
andino. El mar-gen de subduccin andino coincide en este sector
(entre los 27 30y 33 00 S)con una notable horizontalizacin de la
placa de Nazca, que provoca una mayorcompresin en el antepas y el
desarrollo de una actividad volcnica a ms de 700 km de la actual
fosa submarina, ubicada en la costa de Chile (Isacks, 1988;Jordan y
Allmendiger, 1986; Kay y Gordillo, 1994) (Fig. 1).
Los trabajos de cartografa geolgica, petrografa, qumica mineral,
geoqu-mica y geocronologa isotpica, realizados por diferentes
grupos de trabajo einvestigadores en los ltimos diez aos, han
permitido precisar la localizacingeogrfica de los dos orgenos as
como su edad, historia tectonotermal, y con-texto geodinmico de los
mismos. Parte de estos trabajos han sido compilados enPankhurst y
Rapela (eds.), (1998), y en diversas publicaciones posteriores
(Baldoet al., 1999, Varela et al., 2000, Sato et al., 1999,
Pankhurst et al., 2000, Casquetet al., 2001a, entre otras). Estos
estudios confirman que durante el perodoNeoproterozoico a
Paleozoico Inferior-Medio, tuvieron lugar dos importantesepisodios
orognicos: (a) Orogno Pampeano, 535-520 Ma (Cmbrico Inferior);(b)
Orogno Famatiniano, 499-435 Ma (Cmbrico Superior a Silrico
Inferior;escala cronoestratigrfica de Gradstein y Ogg, 1996). Una
contribucin impor-tante ha sido el reconocimiento del terreno
extico Precordillera, un probablefragmento de Laurentia con un
basamento de edad Grenville (aprox 1.1 Ga), ubi-cado actualmente
entre la Cordillera Frontal y las Sierras Pampeanas
Orientales(Dalla Salda et al., 1992, Astini et al., 1995) (Fig. 1).
Este terreno jug un papelrelevante en la evolucin del margen
proto-andino de Gondwana, ya que l mismose habra aproximado y
finalmente acrecionado al continente de Gondwana,durante la
orognesis famatiniana.
En este artculo se describen de manera sinttica las
caractersticas principalesde las dos mencionadas orognesis, en una
transversal comprendida entre las lati-tudes 22 S y 33 S, as como
las caractersticas esenciales del terrenoPrecordillera y de su
acrecin al borde de Gondwana (Fig. 1). Es importante men-cionar que
en el basamento de los cinturones orognicos del Paleozoico
Superior
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C. W. Rapela, C. Casquet, E. Baldo, J. Dahlquist, R. J.
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FIG. 1. Provincias geolgicas del Paleozoico Inferior ubicada al
este de los Andes del sur, elevada durante elMioceno por efecto de
la subduccin a bajo ngulo de la placa de Nazca (Rapela et al.,
1998b). Acrnimosde las Sierras: A = Ancasti; C = Capillitas; Co =
Crdoba; F = Famatina; L = San Luis; M = Maz; N = Nortede Crdoba; PP
= Pi de Palo; PC = Precordillera; Q = Quilmes; R = Llanos de La
Rioja y Chepes; U =Umango; V = Velasco; VF = Valle FrtilFIG. 1.
Early Paleozoic geological provinces in southern Andes, uplifted by
back-thrusting during Mioceneflat-slab Nazca plate subduction
(Rapela et al., 1998b). Main Sierras in this segment are:A =
Ancasti; C = Capillitas; Co = Crdoba; F = Famatina; L = San Luis; M
= Maz; N = Norte de Crdoba;PP = Pi de Palo; PC = Precordillera; Q =
Quilmes; R = Llanos de La Rioja y Chepes; U = Umango; V = Velasco;
VF = Valle Frtil
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y Mesozoicos situados al oeste de la Precordillera, tambin se
han encontradoedades grenvillianas (Ramos y Basei, 1997). Sin
embargo, no se sabe todava sieste basamento fue un terreno extico
independiente acrecionado en tiempos silu-ro-devnicos al margen
gondwnico (terreno Chilenia), tal como han propuestoRamos et al.
(1996) y Ramos y Basei (1997), o bien se trata de un segmento
osegmentos parautctonos del propio terreno Precordillera
amalgamados a poste-riori durante la prolongada y compleja colisin
de este ltimo (Rapela et al.,1998b).
En el Devnico se emplazan en las Sierras Pampeanas orientales,
grandesbatolitos post-famatinianos constituidos por granitos ricos
en K (Batolitos deAchala y Cerro spero) que marcan una nueva etapa
de reciclado cortical (oro-gnesis Achaliana en la terminologa de
Sims et al. 1998). Este evento tectono-termal no va a ser
considerado en este trabajo pus todava se dispone de pocainformacin
geolgica y geocronolgica sobre el mismo.
EL ORGENO PAMPEANOEste orgeno se localiza en las Sierras
Pampeanas Orientales y Cordillera
Oriental. Los afloramientos de rocas sedimentarias, metamrficas
y magmticascorrespondientes a este ciclo (con edades comprendidas
entre los 560-520 Ma) Selocalizan en una franja de aproximadamente
250 km de ancho, que se pierde bajolos depsitos cenozoicos de la
llanura pampeana (Figs. 1 y 2).
Entre los 22 S y 27 S, el Cinturn Pampeano est representado por
laFormacin Puncoviscana (Aceolaza y Toselli 1973), una potente
secuencia deturbiditas (pelitico-samtica) con cantidades
subordinadas de carbonatos y vulca-nitas, afectadas por un
metamorfismo de muy bajo grado, (Jezek, 1990). A partirdel
contenido en trazas fsiles se ha podido determinar que la edad de
esta for-macin es Precmbrico Superior (Vendiense) a Cmbrico
Inferior basal(Tommotiense) (Durand, 1996). La geocronologa K-Ar de
filosilicatos (Adamset al., 1990) y U-Pb de circones detrticos
(Lork et al.,1990) ha permitido preci-sar que la sedimentacin tuvo
lugar entre 530 y 560 Ma. Los depsitos de laFormacin Puncoviscana
representan la sedimentacin proximal de margen pasi-vo en el borde
sur occidental del Gondwana. Esta serie metasedimentaria,
muydeformada, es intruda por granitos cmbricos y cubierta en
discordancia por sedi-mentos de plataforma de edad Cmbrico Medio a
Superior, lo cual sugiere el des-arrollo de un evento tectotrmal
durante el Cmbrico Medio (Rossi et al., 1992;Durand, 1996).
Desde los 27 y hasta los 33S solamente afloran rocas metamrficas
posible-mente equivalentes a las Formacin Puncoviscana. Predominan
los metasedi-mentos de bajo grado, mientras que rocas metamrficas
de alto grado (neises ymigmatitas) y diversos tipos de granitodes
de edad Cmbrico Inferior a Medio, sehacen ms frecuentes hacia el
sur y el este, caracterizando al basamento pampea-no de las Sierras
de Crdoba.
En el borde oriental de las Sierras de Crdoba se emplazaron
granitoides cal-
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C. W. Rapela, C. Casquet, E. Baldo, J. Dahlquist, R. J.
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FIG. 2. Disposicin relativa de los orgenos Famatiniano y
Pampeano y del Terreno Precordillera.Acrnimos: como en Fig. 1FIG.2.
Relative position of the Famatinian and Pampean orogens and the
Precordillera Terrane. Acronyms asin figure 1.
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coalcalinos y lavas dactico-riolticas (Lira et al., 1996), para
los que se ha deter-minado una edad de 530 4 Ma (mtodo convencional
U-Pb sobre circones, apartir de tres plutones; Rapela et al.,
1998a). Este magmatismo se contina haciael sur, en el mbito de las
Sierras Chicas de Crdoba, representado aqu por orto-neises de grado
alto (Rapela et al., 1998a), definiendo en conjunto un arco
mag-mtico ligado a subduccin que representa la finalizacin de la
etapa de sedi-mentacin de margen pasivo y el cierre del ocano
puscoviscano.
Posteriormente a la etapa del magmatismo de arco, tiene lugar un
engrosa-miento cortical, resultado de una colisin continental, que
lleva a los sedimentospuncoviscanos y granitoides en algunos
sectores, a condiciones de la facies delas granulitas (P = 8,6 0,8
kb, T = 810 50 C; Baldo et al., 1998) y a la for-macin de
migmatitas regionales, (datadas en 522 8 Ma, U-Pb SHRIMP
enmonacita, Rapela et al., 1998a), generadas en gran medida durante
la etapa dedescompresin post-engrosamiento (P = 5,7 0,4 kb, T = 820
25 C), que cul-minan con la formacin de granitos anatcticos,
fuertemente peraluminosos,(con cordierita + sillimanita) como los
observados en la Sierra de Crdoba(Rapela et al., 1998a).
Edades herencia U-Pb SHRIMP, de 600 a 1400 Ma reconocidas en los
ncleosdetrticos de circones provenientes de metapelitas de bajo
grado, migmatitas y gra-nitoides anatcticos pampeanos, indican que
las cuencas sedimentarias recibieronun aporte detrtico de una
fuente de edad Proterozoico Medio a Superior de afini-dades
gondwnicas (Sims et al., 1998, Rapela et al., 1998a).
La etapa orognica pampeana ha sido interpretada como el
resultado de unacolisin de edad Cmbrico Inferior a Medio, entre el
comparativamente pequeoterreno Pampeano semi-autctono y el margen
de Gondwana (Rapela et al., 1998a,b) (Fig. 3).
EL ORGENO FAMATINIANODespus de la acrecin del terreno Pampeano,
el margen proto-Pacfico se
convierte en un margen pasivo hasta el Ordovcico Inferior.
Durante el perodocomprendido entre los 520 y 499 Ma., no se
registra ninguna evidencia tectoter-mal importante.
El cinturn orognico Famatiniano se extiende desde la Puna en el
norte,hasta la Sierra de San Luis en el sur, incluyendo Sierras
Pampeanas orientalestan importantes como el Sistema de Famatina, la
Sierra de Valle Frtil y las delVelasco, los Llanos, Chepes y
Ulapes, ubicadas en buena parte en las provinciasde San Jun y de la
Rioja. Tambin las Sierras Pampeanas occidentales (Sierrasde Pie de
Palo, Maz y Umango) muestran evidencias de esta orognesis. Es porlo
tanto el famatiniano, el orgeno mejor expuesto de los dos, aunque
los des-plazamientos a favor de las grandes fallas, en buena parte
andinas, que lo com-partimentan, hacen difcil la reconstruccin
precisa de su arquitectura original.El orgeno Famatiniano se ubica
al oeste del Pampeano (Fig. 2), aunque la evi-dencia geolgica y las
edades herencia en los ncleos de circones indican que
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C. W. Rapela, C. Casquet, E. Baldo, J. Dahlquist, R. J.
Pankhurst, C. Galindo y J. Saavedra
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este ltimo orgeno se encuentra probablemente presente como
basamento delprimero en todas las Sierras Pampeanas orientales en
las que la orognesisFamatiniana es patente. Sin embargo en las
Sierras Pampeanas occidentalescorrespondientes al terreno
Precordillera, el basamento es significativamentedistinto y de edad
Grenville (aprox. 1,1 Ga). Entre ambos dominios del orge-no
famatiniano discurre una sutura crptica cuya ubicacin precisa es
todavadesconocida, aunque en base a determinaciones recientes U-Pb
SHRIMP en cir-cones (Baldo et al., 2001) tendra que situarse bajo
los sedimentos cenozoicosde la cuenca de San Jun y del Bermejo,
entre las sierras de Pie de Palo y deValle Frtil.
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FIG. 3. (esta pgina y la precedente) Secuencia de eventos
orognicos de edad Paleozoica en el margen protoandinode Gondwana
(modificado de Rapela et al, 1998b). Evolucin tectono-magmtica y
geocronologa de Gondwana(Pankhurst et al, 1998; Rapela et al,
1998a, 1999); escala temporal propuesta por Gradstein y Ogg (1996).
La secuen-cia sedimentaria, fauna y fases tectnicas en la
Precordillera ha sido simplificada a partir de datos de Astini et
al.(1995), Benedetto (1998) y Keller et al. (1998); estadios del
Terreno Precordillera (Keller et al., 1998). Acrnimos:CO =Sierras
de Crdoba; P = Puna; PC = Precordillera; SF = Sierra de Famatina;
SPOc = Sierras PampeanasOccidentales; SPOr = Sierras Pampeanas
Orientales; TC = Terreno de Chilenia; TP = Terreno
PrecordilleraFIG. 3. (this page and the previous one) Sequence of
Paleozoic orogenic events in proto-Andean margin of Gondwana(Rapela
et al, 1998b, modified) Tectono-magmatic evolution and
geochronological control for Gondwana are fromPankhurst et al,
1998; Rapela et al, 1998a, 1999); time scale of Gradstein y Ogg
(1996). Sedimentary sequences, fau-nas, and tectonic phases in
Precordillera are simplified from Astini et al. (1995), Benedetto
(1998) y Keller et al.(1998); plate tectonic stages of
Precordillera terrane are after Keler et al (1998). Acronyms: CO
=Sierras de Crdoba;P = Puna; PC = Precordillera; SF = Sierra de
Famatina; SPOc = Sierras Pampeanas Occidentales; SPOr =
SierrasPampeanas Orientales; TC = Terreno de Chilenia; TP = Terreno
Precordillera
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EL ORGENO FAMATINIANO SOBRE BASAMENTO PAMPEANO (MARGEN DE
GONDWANA)El orgeno Famatiniano instalado sobre basamento pampeano
(proto-margen
de Gondwana) muestra dos arcos magmticos: el interno, localizado
en el propioantepas pampeano, en las Sierras de Crdoba, y
consistente en una alineacin depequeas intrusiones de
trondhjemitas, tonalitas y granodioritas ricas en Al(grupo TTG) de
emplazamiento temprano (4995 y 4788 Ma), y el externo,al oeste del
anterior, de tipo I cordillerano, calcoalcalino metaluminoso
(princi-palmente granodioritas y monzogranitos), representado por
abundantes plutonesemplazados entre los 4845 Ma y los
aproximadamente 4653 Ma (Rapela et al.,1998b, Pankhurst et al.,
2000) que se extienden por las provincias de Catamarca,La Rioja y
San Luis. Los datos isotpicos demuestran que los magmas
ascendie-ron a travs de una corteza continental madura, por lo que
Pankhurst et al. (1998)concluyen que el arco magmtico externo fue
de tipo continental, y no un arco de islas. El volumen de
granitoides del arco cordillerano famatiniano es compa-rable por su
volumen al del Lachland Fold Belt (Silrico-Devnico del sureste
deAustralia). Los estudios isotpicos de Sr y Nd sugieren que aparte
de algunos plu-tones del grupo TTG con filiacin astenosfrica, todos
los dems granitoidesfamatinianos se derivaron de una seccin
corteza-manto litosfrico de edad pro-terozoica (Pankhurst et al.,
2000). Los modelos de elementos traza indican a suvez que el grupo
TTG se form con bajo grado de fusin a partir de una fuentegabroide
empobrecida, a una profundidad equivalente a 10-12 kb, en tanto que
lastonalitas-granodioritas de tipo I se originaron a partir de una
fuente litosfricaenriquecida, aproximadamente a 5 kb.
Una caracterstica de los granitoides famatinianos y, ms
concretamente, delos del arco externo cordillerano es la presencia
de una foliacin gnea ms omenos acusada, debida a la orientacin de
minerales y enclaves microgranulares,que vara entre NNE-SSO y
NNO-SSE, que es el resultado del emplazamientomagmtico durante una
prolongada etapa de deformacin regional de tipo proba-blemente
transcurrente (por ej., Sierra de Chepes, Dahlquist, 2000).
En la regin de la Puna existen sedimentos que ponen en evidencia
la existen-cia de una amplia cuenca de retro-arco, entre el arco
magmtico interno y el arcoprincipal, que fue rellenada con
sedimentos marinos de poca profundidad, dep-sitos
volcanosedimentarios y volcnicos de edad Tremadoc - Llanvirn
(Bahlburgy Herv, 1997). Adems, en la Sierra de San Lus existen
restos de corteza oce-nica metamorfizada (Complejo Mfico-ultramfico
de las guilas) asociados alos metasedimentos de retro-arco (Sims et
al., 1998), que sugieren que la apertu-ra y oceanizacin de ste lleg
a ser importante hacia el sur. El metamorfismoalcanz aqu localmente
la facies de las granulitas generada por la intrusin de loscuerpos
bsicos y ultrabsicos (P = 5,7-6,4 kbar, T = 740-790 C,
Hauzenbergeret al., 2001)
Un rasgo muy interesante del orgeno famatiniano que podra
guardar relacincon el retro-arco, es el representado por los
enormes batolitos de granitos peralu-mnicos (tipo S) del Velasco y
Capillitas ubicados mayoritariamente en las pro-vincias de la Rioja
y Catamarca (Fig. 2), considerados hasta hace poco como
C. W. Rapela, C. Casquet, E. Baldo, J. Dahlquist, R. J.
Pankhurst, C. Galindo y J. Saavedra
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intrusiones de edad Silrico-Devnica y por lo tanto, posteriores
a la orognesisfamatiniana. Dataciones U-Pb SHRIMP en circones de
estos granitoides (Rapelaet al., 1999; Pankhurst et al., 2000), han
proporcionado edades de cristalizacincomprendidas entre 4843 Ma y
469 3 Ma, correspondientes al OrdovcicoInferior, por lo que este
magmatismo es famatiniano y coincidente por su edadcon el
magmatismo del arco externo cordillerano. El dominio donde afloran
estosbatolitos corresponde aparentemente en la actualidad a la
regin comprendidaentre el arco externo famatiniano y el antepas
pampeano. Precisamente Rapela etal., (1999) relacionan la gnesis de
este magmatismo con la propia formacin delretro-arco famatiniano.
La evidencia proporcionada por la geoqumica isotpica(Sr y Nd)
sugiere para estos grandes cuerpos intrusivos un origen hbrido
(fusinde protolitos supracrustales e hibridizacin con magmas
granodiorticos de tipoI) (Pankhurst et al., 2000).
El cierre de la cuenca de retro-arco durante el Ordovcico Medio
a Superiorgenera cabalgamientos sinmetamrficos de vergencia por lo
general hacia eloeste. Durante este evento, al final del
metamorfismo, se emplazan extensos com-plejos pegmatticos
(pegmatitas peralumnicas) en Sierra de Valle Frtil y Sierrasde San
Luis, entre otras, que han arrojado edades Rb-Sr de 4553 Ma
(Galindo etal, 1996)
Otro rasgo destacable del orgeno famatiniano es la presencia
generalizada defajas de rocas milonticas de rumbo sub-meridional y
gran recorrido, superpues-tas a las metamorfitas y a todas las
rocas gneas descritas, tanto dentro del propioorgeno (por ej.,
Sierra de Chepes, Pankhust et al.,1998; Sierra de Velasco, Lpezet
al., 1996, Rossi et al., 2000; Sierra de Famatina, Saal et al.,
1996, Durand yLpez, 1996), como en el antepas pampeano (Sierras de
Crdoba, Kraemer et al.,1995). Estas zonas de cizalla con fbricas
dctiles y dctil-frgiles y cinemticavariable (principalmente fallas
inversas hacia el oeste y en menor medida desga-rres dextrales)
parecen haber funcionado repetidamente, despus del emplaza-miento
de los complejos pegmatticos tardi-metamrficos. Los datos
radiomtri-cos (K-Ar y Ar-Ar) sugieren dos perodos de actividad de
estas fajas milonticas,uno esencialmente durante el Silrico (entre
los 450 y los 435 Ma) y otro poste-rior, el el Devnico Medio a
Superior, entre los 365 y 373 Ma, este ltimo coin-cidente con el
emplazamiento de los plutones granticos ricos en K
post-famati-nianos (Rapela et al., 1998a ; Sims et al., 1998). EL
ORGENO FAMATINIANO EN SIERRAS PAMPEANAS OCCIDENTALES. EL
MARGENORIENTAL DEL TERRENO PRECORDILLERA
La Precordillera Argentina es una alineacin orogrfica situada
entre lasSierras Pampeanas por el Este y la Cordillera Frontal
andina por el oeste. En ella,aflora una potente secuencia
sedimentaria extica de edad Cmbrico a Devnicocon caractersticas de
plataforma carbonatada de margen pasivo hasta elOrdovcico Medio
(p.ej., Astini, 1998). Esta secuencia est muy imbricada
tect-nicamente al ser parte de un cinturn de cabalgamientos y
pliegues (fold andthrust belt) desarrollado en el Terciario,
durante la orognesis Andina, y no aflo-
Las Orognesis del Paleozoico Inferior en el margen proto-andino
de Amrica del Sur...
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ra su basamento. Sin embargo, la edad de ste basamento se ha
podido establecera partir de la datacin de los xenolitos contenidos
en las rocas volcnicas delMioceno que la atraviesa, resultando ser
mesoproterozoicas y equiparables a lasde la orognesis Grenville
(aprox. 1,1 Ga; Kay et al., 1996). Trabajos posterioresdemostraron
que este basamento aflora extensamente en las Sierras
PampeanasOccidentales, Sierras de Pie de Palo y Umango (McDonough
et al., 1993; Varelaet al., 1996; Vujovich y Kay, 1998, Pankhurst y
Rapela, 1998) que, por lo tanto,se han integrado junto con la
Precordillera en el denominado terreno PrecordilleraArgentina,
elemento extico de la geologa del margen andino suramericano.
Esteterreno tiene unos 1000 km de longitud, incluyendo su probable
extensin meri-dional, comprendida entre las latitudes 29 a 37S.
La secuencia de plataforma carbonatada de margen pasivo de la
PrecordilleraArgentina es similar a la de los Appalaches
meridionales, donde tambin los sedi-mentos recubren rocas
metamrficas de edad Grenville pertenecientes aLaurentia, el cratn
ancestral del continente norteamericano (Dalla Salda et al.,1992,
1998; Astini et al., 1995; Keller et al., 1998). Tambin, la
presencia de fau-nas laurnticas en la Precordillera (Benedetto,
1998 y referencias) y la compati-bilidad paleomagntica de la
presencia de Laurentia frente al borde proto-andinode Gondwana en
el Cmbrico (Dalziel, 1997, y referencias), sugeran que
laPrecordillera Argentina fuera un fragmento de Laurentia
acreccionado al margenproto-andino de Gondwana en el Paleozoico
Inferior.
Aunque el origen laurntico del terreno Precordillera es aceptado
actualmente porla mayora de investigadores, la geometra de la
acrecin a Gondwana y edad precisa de la misma, resultan todava
controvertidas (e.g. Dalla Salda et al.,1992, 1998; Astini et al.,
1995; Dalziel, 1997; Benedetto, 1998; Rapela et al., 1998b).
Una interpretacin alternativa a la del origen laurntico de
Precordillera es la defendida por Aceolaza y Toselli (1999). Segn
estos autores el terrenoPrecordillera habra sido parte de Gondwana,
teniendo su origen en el margenNeoproterozoico de Surfrica
Sudamrica Antrtida y desplazndose hasta suposicin actual mediante
transcurrencia dextral, subparalela al margen del
super-continente.
En cuanto al basamento del terreno Precordillera, donde mejor se
conoce es enla Sierra de Pie de Palo (Fig.s 1 y 2), que muestra una
elevada complejidad estruc-tural. La deformacin asociada a la
colisin famatiniana ha provocado una super-posicin de unidades
tectnicas imbricadas separadas por cabalgamientos dcti-les de
vergencia Oeste (Ramos et al., 1996; Casquet et al., 2001a). Estas
unidadescontienen componentes desmembrados del basamento
grenvilliano y adems unacobertera sedimentaria de plataforma
carbonatada post-grenvilliana (secuenciaDifunta Correa; Baldo et
al., 1998), que podra ser equivalente a la
secuenciacambro-ordovcica de la Precordillera, ambos fuertemente
deformados y meta-morfizados (Casquet et al., 2001a). Los
componentes del basamento grenvillianoreconocidos hasta el momento
son: un complejo ofioltico con afinidades geoqu-micas de arco-isla
y retro-arco y una edad proxima a 1.1Ga (Vujovich y Kay,1998), una
potente secuencia de sedimentos esencialmente siliciclstica y
diver-sos ortogneises metalumnicos y peralumnicos. Hay adems
evidencias de meta-
C. W. Rapela, C. Casquet, E. Baldo, J. Dahlquist, R. J.
Pankhurst, C. Galindo y J. Saavedra
34Journal of Iberian Geology2001, 27, 23-41
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morfismo regional grenvilliano tanto en la unidad ofioltica como
en los metase-dimentos siliciclsticos (McDonough et al., 1993;
Pankhurst y Rapela, 1998;Casquet et al., 2001a).
La hiptesis Laurntica de la procedencia del terreno
Precordillera ha dadolugar a tres interpretaciones paleogeogrficas
distintas, resumidas recientementepor Dalziel (1997). Dalla Salda
et al. (1992) concluyen que el terrenoPrecordillera es un fragmento
desmembrado de Laurentia, con posterioridad a lacolisin de sta con
el margen de Gondwana para dar lugar a la orognesisFamatiniana.
Astini et al. (1995), por el contrario, sostienen que el
terrenoPrecordillera es un microcontinente separado de Laurentia
durante el CmbricoSuperior, y que termin colisionando con Gondwana
despus de una larga derivaa travs del ocano Iapetus. Finalmente,
Dalziel (1997) propone que el terrenoPrecordillera sea el relicto
de una hipottica terminacin triangular del extremomeridional del
continente de Laurentia, semejante a la actual de Argentina con
suprolongacin submarina en el plateau de Las Malvinas. En esta
hiptesis,Laurentia estara derivando en sentido horario durante el
Paleozoico Inferior, alre-dedor del margen suroccidental de
Gondwana, a la vez que la litosfera ocenicadel Iapetus subduca bajo
ste continente. El saliente meridional de Laurentia ter-minara
colisionando con Gondwana en el Ordovcico Medio, en la posicin
queocupa actualmente el terreno Precordillera. En todas estas
hiptesis, el lugar deorigen del terreno Precordillera es el
entrante de Ouachita, una enigmtica dis-continuidad reconocida
desde antiguo en el margen appalachiano de Laurentia,que discurre
por los estados de Texas, Oklahoma, Arkansas y Mississippi
(USA)(p.ej., Dickerson y Keller, 1998). Las semejanzas de ndole
estratigrfico y pale-ontolgico as como el timing de los procesos
geolgicos acaecidos en elCmbrico en ambas regiones avalan esta
hiptesis.
LA ACRECIN DEL TERRENO DE PRECORDILLERA
El momento de la colisin del terreno Precordillera con Gondwana
ha sidomotivo de amplia controversia. Algunos autores, basndose
principalmente en elanlisis de la sucesin sedimentaria en la
Precordillera, interpretan que la colisintuvo lugar en el Ordovcico
Medio, coincidiendo con el colapso de la plataformacarbonatada de
la Precordillera (Dalla Salda et al., 1992; Astini et al.,
1995;Dalziel, 1997; Ramos et al., 1998). Otros autores argumentan
que la colisin tuvolugar despus del Ordovcico Superior (ver resumen
en Rapela et al., 1998b).
Recientemente se ha datado el metamorfismo famatiniano en la
Sierra de Pie dePalo (edad U-Pb SHRIMP de recrecimientos
metamrficos en circones detrticos dela Secuencia Difunta Correa)
(Casquet et al., 2001a). La edad obtenida, aprox. 460Ma, demuestra
que la acrecin del terreno Precordillera tuvo lugar en el
OrdovcicoMedio, confirmando as la primera de las dos hiptesis
mencionadas.
Los datos termocronolgicos en Sierra de Pie de Palo, sugieren
que la subduc-cin-colisin del terreno Precordillera con el margen
de Laurentia fue probable-mente oblicua y de bajo ngulo (Casquet et
al., 2001b). En la Sierra de Pie de Palo,que corresponde al margen
oriental del terreno Precordillera, se ha reconocido un
Las Orognesis del Paleozoico Inferior en el margen proto-andino
de Amrica del Sur...
35 Journal of Iberian Geology2001, 27, 23-41
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metamorfismo de relaciones P/T altas (60050 C y 131 kb; Baldo et
al., 1998)que indica la existencia de una cua orognica con fuerte
engrosamiento cortical.Esta etapa fue seguida por exhumacin a favor
de cabalgamientos dctiles con ver-gencia hacia el oeste. La datacin
U-Pb SHRIMP a la que se ha hecho referenciams arriba (460Ma)
correspondera a esta etapa de exhumacin precisamente. Enel margen
Gondwnico, por el contrario, el gradiente P/T del metamorfismo,
pare-ce disminuir hacia el Este (77020 C y 121 kb; Baldo et al.,
2001 en prensa),llegando a ser de relaciones P/T bajas (400 a 700C
y P = 2 a 3 kb) en el dominiodel arco magmtico, en las Sierras de
Chepes y Malanzn (Dahlquist y Baldo1996; Pascua, 1998; Pankhurst et
al. , 1998; Dahlquist, 2000).
CONCLUSIONES
El margen proto-andino de Gondwana ha sido el escenario de al
menos dosorognesis desde el desmembramiento del supercontinente
Rodinia, al final delNeoprotrozoico, hasta el reagrupamiento de las
masas continentales en Pangea alfinal del Carbonfero. Ambas
orognesis van precedidas de un periodo de apertu-ra ocenica y
sedimentacin en mrgenes pasivos y culminan en subduccin oce-nica
con desarrollo de arcos-magmticos de tipo cordillerano y colisin de
tipocontinente-continente. La evolucin durante el Paleozoico
Inferior del margenproto-andino de Gondwana se ha resumido en el
cuadro en la Fig. 3.
La primera orognesis (Pampeana), tuvo lugar durante el Cmbrico
Inferior Medio y fue de duracin breve: unos 15 millones de aos para
las etapas de sub-duccin y colisin continente-continente. El ciclo
se inici con la apertura delocano puncoviscano (560 Ma) acompaando
al drifting de un microcontinen-te de probables afinidades
gondwnicas.
El ciclo Famatiniano se inicia con una nueva apertura ocenica,
reinicindosela subduccin alrededor de los 499 Ma (Cmbrico Superior)
que va acompaadapor la construccin de un extenso arco magmtico
cordillerano (granitoides detipo I) y la apertura de una cuenca de
retroarco, con corteza ocenica bien docu-mentada hacia el sur
(Sierra de San Lus). La presencia regional en los granitoi-des
Famatinianos de una foliacin magmtica meridional, subparalela a la
folia-cin externa, sugiere que el emplazamiento fue sintectnico y
posiblemente en unrgimen de deformacin regional de tipo
transcurrente. Es de destacar que enposible coincidencia con la
fase de retroarco existe un importante plutonismo degranitos
peralumnicos (tipo S) que da lugar a los enormes batolitos del
Velascoy Capillitas, entre otros.
La acrecin del terreno de Precordillera a Gondwana fue
probablemente oblicuay de pequeo ngulo. La colisin tuvo lugar en el
Ordovcico Medio al haberse data-do el metamorfismo asociado a la
misma en 460 Ma. El metamorfismo famatinianoasociado a la colisin
muestra un descenso del gradiente medio P/T desde el margenoriental
del terreno Precordillera al margen occidental de Gondwana. La
deformacinfamatiniana se prolong hasta los 435 Ma en forma de
bandas de cizalla regionales,localizadas sobretodo en el lado
gondwnico del orgeno y en el antepas pampeano.
C. W. Rapela, C. Casquet, E. Baldo, J. Dahlquist, R. J.
Pankhurst, C. Galindo y J. Saavedra
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Las Orognesis del Paleozoico Inferior en el margen proto-andino
de Amrica del Sur...
37 Journal of Iberian Geology2001, 27, 23-41
En cuanto a la procedencia del terreno Precordillera, parece
claro su origen lau-rntico; sin embargo el marco paleogeogrfico de
Gondwana y Laurentia duranteel Cmbrico y el Ordovcico Inferior
sigue siendo motivo de controversia.
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido subvencionado por los proyectos PICT98-4189
argentinoy PB97-1246 espaol. Este trabajo es una contribucin al
proyecto IGCP-436:Tectonic Evolution of the Pacific Gondwana
Margin. Structure, Assembly andBreak-up Events.
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