Caracterización metamórfico-estructural del basamento de bajo grado entre Nahuel Niyeu y Aguada Cecilio, Macizo Norpatagónico, Río Negro

Abstract

La Formación Nahuel Niyeu de bajo grado metamórfico es una unidad geológica esencialmente metasedimentaria, con extensos afloramientos entre las localidades rionegrinas de Nahuel Niyeu, Valcheta y Aguada Cecilio. La misma corresponde a una de las unidades de basamento del Paleozoico temprano del noreste del Macizo Norpatagónico. Los estudios previos realizados en esta formación incluyen mayormente aspectos parciales tales como mapeos geológicos-estructurales locales, estudios de circones detríticos y caracterizaciones isotópicas en áreas restringidas. Debido a ello, se percibía una carencia de estudios integrales que permitan comprender el ambiente de formación y la evolución tectonometamórfica de sus protolitos, y realizar comparaciones con otras unidades de basamento del Macizo Norpatagónico. Estas circunstancias motivaron el desarrollo de la presente tesis doctoral, que está focalizada en mapeos geológicos de detalle en localidades estratégicas, análisis metamórfico y estructural, y estudios geocronológicos y geoquímicos, de la Formación Nahuel Niyeu, entre Nahuel Niyeu y Aguada Cecilio (40°30’S-40°54’S y 65°45’O-66°30’O). Los objetivos de esta tesis son la caracterización geológica integral de esta unidad, y la obtención de datos que contribuyan a una mejor comprensión de los procesos geológicos ocurridos y ambientes tectónicos imperantes durante el Paleozoico en el basamento del norte de la Patagonia. La secuencia metasedimetaria de la Formación Nahuel Niyeu está compuesta esencialmente de metagrauvacas y filitas con algunas intercalaciones menores de metaconglomerados, metaarenitas y metatobas, las cuales pueden ser agrupadas en tres litofacies de acuerdo a su litología y color. Esta secuencia metasedimentaria contiene intercalaciones de rocas metaígneas ultramáficas a félsicas, las cuales cristalizaron como un flujo de lava subácueo y filones capa subvolcánicos. Datos U-Pb LA-MC-ICP-MS en circones detríticos de las metasedimentitas indican una edad máxima de sedimentación de entre 516,6 y 515 Ma para los protolitos de las tres litofacies descriptas. Estas edades junto a una edad U-Pb SHRIMP de cristalización magmática en circones de 513,6 ± 3,3 Ma de uno de los filones capa ajustan la edad de sedimentación de los protolitos silicoclásticos entre 516,6-515 y 513,6 Ma (Época 2 del Cámbrico). Los protolitos silicoclásticos son textural y composicionalmente inmaduros, característica que indica que habrían derivado de rocas fuente proximales. El análisis de las características sedimentarias relícticas como textura y mineralogía detrítica en las metasedimentitas, sumado a las características y edades de los circones detríticos, sugieren que las fuentes proximales de detritos más probables fueron: 1) rocas ígneas de < 520 Ma (arco magmático activo), 2) rocas ígneas de ~555-520 Ma y 3) rocas metasedimentarias de alto y bajo grado metamórfico con edades máximas de depositación cercanos a los ~560-550 Ma y posible metamorfismo a ~540-530 Ma (para las fuentes de alto grado). Los protolitos sedimentarios e ígneos de la Formación Nahuel Niyeu se habrían formado en una cuenca de margen continental asociada a un arco magmático activo durante la Época 2 del Cámbrico. Dos eventos tectónicos principales, cada uno acompañado por un metamorfismo regional, afectaron a los protolitos de la Formación Nahuel Niyeu. El primero de estos eventos (D1-D2) ocurrió entre los 513,6 y ca. 470 Ma y estuvo asociado a un metamorfismo regional M1 que alcanzó condiciones de facies esquistos verdes, zona biotita. Las condiciones P-T del clímax del metamorfismo M1 fueron estimadas en 0,22 a 0,31 GPa y 363 a 372 °C. El segundo evento tectónico (D3) fue acompañado por un metamorfismo regional M2 en facies esquistos verdes, zona clorita. Este evento D3-M2 tuvo lugar probablemente en el Pérmico tardío (~260 Ma). Ambos eventos tectónicos, D1-D2 y D3, están asociados a una misma dirección de compresión ~NNE-SSO, la cual generó una fábrica de rumbo ONO-ESE compuesta por una sucesión de pliegues con ejes y rumbos paralelos. Estructuras D4 resultantes de una compresión NO-SE se sobreponen a la fábrica D1-D2 y D3, modificando el rumbo original ONO-ESE a otro NE-SO sólo en los afloramientos entre el arroyo Valcheta y la localidad de Nahuel Niyeu. Las estructuras D4 tienen una edad posterior a los ~260 Ma, pudiendo ser del Pérmico más tardío o aún más jóvenes. Pliegues locales de rumbo NO-SE a NNO-SSE son más jóvenes que las estructuras D4 y representan la etapa final de deformación de la Formación Nahuel Niyeu. Desde la perspectiva regional del Macizo Norpatagónico, las formaciones Nahuel Niyeu y El Jagüelito de bajo grado, y el Complejo Mina Gonzalito de alto grado, presentan protolitos sedimentarios e ígneos comparables y se habrían formado en una cuenca de margen continental asociada a un arco magmático activo, durante la Época 2 del Cámbrico. Las tres unidades registran un primer evento tectónico equivalente, asociado a metamorfismo regional. Sin embargo, los procesos tectónicos y metamórficos habrían ocurrido en forma diacrónica, acotándose su edad en el intervalo entre Época 2 del Cámbrico y Ordovícico Temprano para las unidades de bajo grado, y en el Ordovícico Temprano para las rocas de alto grado. El evento tectónico del Pérmico tardío identificado en la Formación Nahuel Niyeu es comparable con estructuras que afectan al Complejo Mina Gonzalito y a la Formación El Jagüelito. Algunas edades de reseteo isotópico en granitoides son similares al tiempo propuesto para el evento tectónico D3 y su metamorfismo regional M2 asociado, registrado en la Formación Nahuel Niyeu. En el contexto regional, las formaciones Nahuel Niyeu y El Jagüelito y el Complejo Mina Gonzalito muestran una evolución Cámbrico-Ordovícica comparable y relacionada al Orógeno Terra Australis desarrollado a lo largo de todo el margen sur de Gondwana. Esta evolución es también contemporánea con la etapa tardía de la orogenia Pampeana y temprana de la orogenia Famatiniana del centro de Argentina. El evento tectónico del Pérmico tardío acompañado de metamorfismo regional que se registra en la formación Nahuel Niyeu representa la orogenia Gondwánica dentro del mismo Orógeno Terra Australis. La orientación y dirección de compresión de las estructuras de deformación D4 no son comparables con aquellas de las estructuras típicas de la orogenia Gondwánica en la comarca. Esto, sumado a la posible edad más joven que ~260 Ma para las estructuras D4 ponen en duda su relación con dicha orogenia.

The Nahuel Niyeu Formation with low-grade metamorphism is a mainly metasedimentary unit cropping out extensively between the localities of Nahuel Niyeu, Valcheta and Aguada Cecilio in the Rio Negro Province. It is one of the early Paleozoic basement rock units in the northeastern North Patagonian Massif. Previous studies on this geological unit mainly include partial aspects such as local geological and structural mapping, detrital zircon and isotopic studies in restricted areas. For this reason, it was noted the lack of comprehensive studies allowing an understanding of the geological environment of deposition, the tectonometamorphic evolution of the protoliths, and comparison with other basement units in the North Patagonian Massif. These circumstances led to the execution of this thesis, which is focused on detailed geological mapping in strategic areas, metamorphic and structural analysis, and geochronological and geochemical studies of the Nahuel Niyeu Formation between Nahuel Niyeu and Aguada Cecilio (40°30’S- 40°54’S and 65°45’O-66°30’O). The objectives of this thesis are the comprehensive geological characterization of this unit, and acquisition of data contributing to a better understanding of the geological processes occurring and tectonic environments prevailing during the Paleozoic in the basement of northern Patagonia.