Evolución tectónica, paleogeográfica y metalogénica durante el Cenozoico en los Andes de Chile norte y central e implicaciones para las regiones adyacentes de Bolivia y Argentina Translated title: Tectonic, paleogeographic, and metallogenic evolution during the Cenozoic in the Andes of Central and Northern Chile and implication for the adjacent regions of Bolivia and Argentina

Abstract

La orogenia incaica dio origen a un importante relieve en el Eoceno Medio, el que se concentró en el ámbito del arco magmático precedente, la Cordillera Incaica. Este relieve positivo de orientación NNE se extendió desde el sur de Perú hasta la región central de Chile y separó dos dominios paleogeográficos que tuvieron evoluciones diferentes durante el resto del Cenozoico. El dominio occidental se caracterizó por el predominio de procesos de erosión y sedimentación. En el dominio oriental también existieron importantes episodios de erosión que originaron depósitos que se encuentran en la vertiente oriental de la cadena en la actualidad y presentan una cronología comparable con la de los depósitos del dominio occidental. Sin embargo, la evolución se caracterizó por presentar, a partir del Eoceno Tardío, diferencias al norte y sur de los ~27ºS. Al norte de esa latitud, en el ámbito del Altiplano-Puna, el arco magmático se mantuvo aproximadamente en la misma posición, coincidente con la del arco actual, y estuvo bordeado por una cuenca de antepaís de retroarco; mientras que, al sur de ~27ºS, se desarrollaron sucesivos arcos magmáticos con una marcada migración hacia el este. El arco magmático del Eoceno Tardío al Oligoceno Tardío - Mioceno Temprano se caracterizó por el desarrollo de una amplia cuenca extensional de intra-arco, la cuenca de Abanico. En esta cuenca se acumularon hasta 3.000 m de rocas volcánicas, volcaniclásticas y, subordinadamente, sedimentarias. A partir del límite oligoceno-mioceno, tuvo lugar un nuevo evento compresivo a lo largo de todo el orógeno que rejuveneció el núcleo de la Cordillera Incaica e invirtió la cuenca de Abanico permitiendo la generación de abundantes depósitos sintectónicos a ambos lados de los nuevos relieves. El inicio de este evento coincide con la orogenia pehuenche, los pulsos compresivos se mantuvieron hasta el Plioceno Temprano. En el Mioceno Temprano a Medio, la deformación se extendió hacia el este con el desarrollo en secuencia de fajas plegadas y corridas y cuencas de antepaís de retroarco presentes principalmente en Argentina. En el norte de Chile, en el dominio occidental, en las actuales Depresión Central y Precordillera, la acumulación de gruesos depósitos sedimentarios en traslape sobre la vertiente occidental de la Cordillera Incaica dio origen a los pedimentos de Tarapacá y Atacama. En la región central de Chile, se produjo, en cambio, una extensa peneplanización. A comienzos del Mioceno Tardío, el prolongado desarrollo de las fajas plegadas y corridas con vergencia oriental y el desarrollo de corrimientos profundos bajo la cordillera que emergieron en el frente andino, habrían provocado el basculamiento hacia el oeste del orógeno, el alzamiento de la cadena y el inicio de la profunda incisión fluvial que la afecta. En el Mioceno Tardío al Plioceno Temprano se produjo una perturbación en la evolución tectónica que produjo la migración de la deformación hacia el oeste, que coincide en el tiempo con la generación de mineralización porfídica de Cu-Mo en sectores donde anteriormente se había encontrado el arco magmático. La compresión continuó produciendo mayor alzamiento de la cordillera, el alzamiento de las peneplanicies y la rápida exhumación que la caracteriza. La sismicidad superficial a lo largo de las fallas mayores paralelas al orógeno indica un régimen tectónico transcurrente dextral. La mineralización económica de tipo pórfido de Cu-Mo se originó en etapas tardías de los arcos magmáticos, a continuación de episodios de engrosamiento cortical y la ubicación de los centros de mineralización estuvo controlada generalmente por la existencia de fallas mayores.

Translated abstract

The Incaic orogeny created significant geographical relief during the Middle Eocene, along most of the area of the preceding magmatic arc, the Incaic Cordillera. This NNE-trending elevated terrain extended from southern Peru to central Chile and formed the boundary between two paleogeographical domains with dissimilar geological evolutions during the rest of the Cenozoic. The western domain was characterized by erosion and sedimentation processes. The eastern domain also included significant erosional episodes, but was characterized by different evolutions north and south of ~27°S. Northward of this latitude, within the Altiplano-Puna realm, the magmatic arc remained in a fixed position, coinciding with the current active arc, and was bordered by a back-arc foreland basin; whereas southward of ~27°S a succession of magmatic arcs developed with a prominent eastward migration. The Late Eocene to Late Oligocene- Early Miocene was characterized by the development of an extensive intra-arc extensional basin, the Abanico Basin. A succession of volcanic and volcaniclastic rocks, with minor sedimentary intercalations, up to 3,000 m thick were deposited within this basin. At about the boundary between the Oligocene and the Miocene a compressive tectonism affected the whole orogen rejuvenating the core of the Incaic Cordillera and resulted in the tectonic inversion of the Abanico Basin; leading to the syntectonic sedimentation on both sides of the new elevated terrain. The beginning of this tectonism is coincident with the Pehuenche orogeny, but the compression extended until the Early Pliocene. During the Early to Middle Miocene the deformation extended to the east with the development of foreland fold and thrust belts and basins. Within the western domain in northern Chile, area of the current Central Depression and Precordillera, the accumulation of thick sedimentary deposits from the western slope of the Incaic Cordillera originated the Tarapacá and Atacama pediments; whereas an extensive peneplanation developed in central Chile. In Late Miocene the prolonged development of the east-verging fold and thrust belts and the generation of overthrusts deep under the Cordillera, which emerged in the Andean front, would have caused the westward tilting of the whole orogen, accompanied by the uplift of the mountain chain and the beginning of its fluvial incision. During the Late Miocene to Early Pliocene a disturbance of the tectonic evolution produced the westward migration of the deformation that coincides in time with the generation of Cu-Mo porphyry mineralization in the area of the former magmatic arc. The compression continued producing uplift of the Cordillera and peneplain surfaces, and rapid exhumation. The shallow seismicity along major faults parallel to the orogen indicates current dextral transcurrent tectonic regime. The economic Cu-Mo porphyry mineralization originated in the latest stages of the magmatic arcs following episodes of crustal thickening, and the location of the mineralizing centers was generally controlled by major faults.