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UNIVER SIDAD DE CONCEPCIÓN
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA
10° CONGRESO GEOLÓGICO CHILENO 2003
EL CENOZOICO DEL LAGO GENERAL CARRERA, AYSÉN, CHILE
(46º30’-47º15’S): ESTRATIGRAFÍA Y TECTÓNICA
DE LA CRUZ1, R., SUÁREZ1, M., MORATA2, D., ESPINOZA2, F., TRONCOSO3, A.
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Servicio Nacional de Geología y Minería, Avda Santa María 0104, [email protected]
Departamento de Geología, Universidad de Chile, [email protected]
INTRODUCCIÓN
El registro de rocas estratificadas del Cenozoico en la parte oriental de la Cordillera Patagónica
Central de Chile, se expone en seis áreas principales que, de sur a norte son (Figs 1 y 2): i) en las
nacientes el Río Chacabuco, ii) al sur del Lago General Carrera, entre la Pampa Cosmelli y la
Mina Furioso, iii) al sur del Lago General Carrera, en la Meseta de Chile Chico y alrededores (se
continua en Argentina en la Meseta del Lago Buenos Aires), iv) en la zona cercana al poblado de
Balmaceda, v) en las nacientes del Río Cisnes y, vi) al sur de Futaleufú. En esta nota se tratará la
estratigrafía cenozoica expuesta al sur del Lago General Carrera, y la evolución tectónica de esa
región durante ese período.
Todas las contribuciones fueron proporcionados directamente por los autores y su contenido es de su exclusiva responsabilidad.
ESTRATIGRAFÍA CENOZOICA AL SUR DEL LAGO GENERAL
CARRERA
PALEOCENO SUPERIOR-EOCENO
Formación Ligorio Márquez.
La Formación Ligorio Márquez fue definida como una unidad de areniscas de cuarzo con
intercalaciones de lutita y algunos niveles de lutita carbonosa y de carbón, típicamente expuesta
en los cerros al norte de la laguna Los Flamencos, 25 km al sur de Chile Chico, con un espesor
mínimo de 60 (Suárez et al., 2000 a), alcanzando hasta 200 m en la zona de Mina Furioso. Estas
rocas se exponen principalmente en el sector de la “mina” Ligorio Márquez, en la zona de la
Mina Furioso y hacia el norte y oeste de ella, y en las nacientes del Río Chacabuco. No ha sido
reconocida al norte del Lago General Carrera. Sobreyace con discordancia angular al Complejo
Metamórfico Andino Oriental; con discordancia y pseudoconcordancia al Grupo Ibáñez y en
paraconcordancia a las Tobas Flamencos (Suárez et al., 2000 a; Suárez y De La Cruz, 2000).
Infrayace concordantemente a la Formación San José.
Está compuesta por conglomerados de grano muy fino a grueso (< 13 cm) y areniscas de grano
medio a muy grueso, con clastos principalmente de metacuarcita y de cuarzo volcánico,
esquistos, riolitas, tobas, dacitas, rocas plutónicas y jaspe rojo. Los estratos presentan bases
planas y erosivas, muy buena estratificación, paralela y cruzada (plana y tipo cuenca). Incluye
intercalaciones de limolitas y areniscas de grano muy fino de color gris medio, con ondulitas y
estructura “flaser” y abundantes moldes de hojas, troncos (de hasta 20 cm de diámetro), ramas
fósiles y restos carbonosos.
Los estudios paleoflorísticos (en su localidad tipo) indican una edad Paleoceno Superior-Eoceno
Inferior y un clima tropical a subtropical (Suárez et al., 2000 a; Troncoso et al., 2002).
La Formación Ligorio Marquez se interpreta como acumulada en un ambiente de ríos trenzados,
probablemente dístales de la fuente de origen, ya que presentan en general buena selección y
redondeamiento. El aporte proviene de altos topográficos constituidos principalmente por rocas
metamórficas del Complejo Metamórfico Andino Oriental y volcánicas del Grupo Ibáñez y
probablemente del Grupo Divisadero.
Por otro lado, la Formación Ligorio Márquez probablemente se depositó en cuencas separadas
por cerros, ya que las paleocorrientes medidas en la zona oriental de la Pampa Castillo, vecina al
sector de la Mina Furioso, indican flujos hacia el oeste, mientras que en la localidad tipo de la
unidad, al sur de Chile Chico, los ríos habrían fluido de oeste a este indicando la existencia de
una divisoria de aguas entre estas dos localidades.
Formación San José
Sucesión sedimentaria volcanoclástica, de hasta 120 m de potencia mínima, compuesta
esencialmente por limolitas y areniscas muy finas a finas, con intercalaciones canalizadas de
areniscas y conglomerados, subordinadamente incluye tobas de ceniza y lapilli. Fue definida por
Flint et al. (1994) en la zona conocida como San José mediante un perfil en el río Las Dunas, al
sur del lago General Carrera, en el cual se incluye como unidad basal a la Formación Ligorio
Márquez. Sobreyace concordantemente a la Formación Ligorio Marquez y en discordancia
angular al Grupo Ibáñez y al Complejo Metamórfico Andino Oriental. Infrayace a la Formación
Guadal.
Medidas de estratificación cruzada permiten determinar un flujo de este a oeste, en los
afloramientos del sector oriental de la Pampa Castillo, vecino a la Mina Furioso, al igual que los
ríos que depositaron la Formación Ligorio Márquez en la misma zona, y de oeste a este en el
sector del Cerro Plomo, ubicado unos 19 km al noroeste.
Se asigna la Formación San José al Eoceno Inferior, en base a su contenido florístico recolectado
en la zona de la Mina Furioso (inf. inédita de los autores). Las facies de Cerro Plomo se
interpretan como depósitos de una planicie de inundación con canales, sugerentes de un sistema
fluvial meandriforme de alta sinuosidad en un ambiente volcánico con centros efusivos activos, y
las de la Mina Furioso como depósitos de ríos trenzados. Su contenido en flora fósil señala un
clima tropical/subtropical (inf inédita de los autores). Flint et al. (1994) interpretaron la
Formación San José como depósitos de abanico aluvial en una llanura de inundación.
Los Basaltos Inferiores de la Meseta Chile Chico
En la Meseta Chile Chico existe una estratigrafía diferente, en parte, a la de la Zona de Pampa
Cosmelli-Mina Furioso. Esta diferencia se centra en la presencia de dos unidades basálticas
principales del Cenozoico: los basaltos basales, con edades K-Ar (roca total) del Paleoceno
Superior-Eoceno, y los basaltos superiores, del Mioceno-Plioceno. Los basaltos inferiores, de
aproximadamente 500-550 m de potencia, han dado edades K-Ar de 53-40 Ma (Charrier et al.,
1979, e inf. Inédita de los autores), alcanzando incluso los 34 Ma (Flynn et al., 2002; Espinoza,
2003). Se apoyan en discordancia de erosión sobre la Formación Ligorio Márquez y sobre una
sucesión de dos metros de espesor de las capas basales de la Formación Cerro Colorado, del
Neocomiano (Suárez et al., 2000 a; Suárez y De La Cruz, 2000). Los basaltos inferiores
comprenden basaltos alcalinos de olivino y nefelina normativa y toleitas subalcalinas de olivino
con hyperstena normativa (Espinoza, 2003).
EOCENO SUPERIOR-OLIGOCENO INFERIOR
Este período no está representado en la zona de estudio, existiendo un hiatus. El origen de éste es
probablemente tectónico.
OLIGOCENO SUPERIOR-MIOCENO INFERIOR
Formación Guadal
Secuencia sedimentaria marina fosilífera de aproximadamente 100 m de potencia y color verdeparduzco. Descrita por primera vez bajo el nombre de “Mesa Guadal Formation” o “Mesa Guadal
Series” por Heim (1940), indicando como lugar tipo la “Meseta Guadal”, ubicada al sureste del
pueblo de Guadal, en la región suroccidental del Lago General Carrera. Posteriormente Niemeyer
(1975) la define formalmente Formación Guadal. En la zona de estudio sobreyace en
paraconcordancia a la Formación San José e infrayace a la Formación Santa Cruz. En las
nacientes del estero Pintura Chico y del río Aserradero Quemado, de base a techo incluye
limolitas y areniscas en general, verdosas, relativamente con escasos fósiles, con grano muy fino
a la base, que aumenta a muy grueso y localmente conglomerádico al techo, en los 20 m basales.
La siguen aproximadamente 45 m de areniscas verdosas de grano fino, con abundantes fósiles de
gran diversidad faunística, como bivalvos, turritelas, erizos y rinchonellas; algunos son bancos de
ostras enteras y, localmente, de erizos intactos. En la sección media, se reconoce capas cuyo
techo ha sido colonizado por briozoos (cada 1,5 m), que coexisten con algunos bivalvos, erizos y
gastrópodos. Sobreyaciendo la sección anterior hay, aproximadamentte 27 m de areniscas
blanquizcas a verdosas, de grano fino y medio, con estratificación cruzada plana y asintótica,
“foresets” de lodo, ondulitas simétricas, estructuras “herringbone”, laminación heterolítica y de
tipo flaser, y fragmentos de lodo. Se caracteriza por incluir intercalaciones de bancos fosilíferos
(de 20 cm) de ostras y subordinadamente bivalvos, reconociéndose además distintos niveles con
bivalvos agusanados en posición de vida, ostras gigantes (de hasta 30 cm de diámetro), restos de
crustáceos y erizos enteros de tipo irregular (aplanados). En general, al techo de las capas se
reconoce horizontes de erizos y localmente, trazas verticales. Luego siguen 13 m de limolitas con
intercalaciones (de hasta 1 m) de areniscas de grano fino y de grano medio a grueso, con
laminación heterolítica y estratificación cruzada. Esta unidad presenta numerosos fósiles de
invertebrados, equinodermos, huesos de cetáceos (Frassinetti y Covacevich, 1999; Flynn et al.,
2002) ) y dientes de tiburón. Ha sido asignada al Oligoceno Superior-Mioceno Inferior
(Frassinetti y Covacevich, 1999), y representan depósitos de aguas marinas, someras, con facies
mareales y relativamente cálidas, que permitieron la proliferación de gran número de especies y
que representa un registro transgresivo-regresivo.
MIOCENO INFERIOR ALTO-PLIOCENO
Formación Santa Cruz
Una unidad sedimentaria continental de color púrpura a gris amarillento, de 900-1.000 m de
potencia mínima, constituida esencialmente por limolitas y areniscas muy finas y finas
guijarrosas con intercalaciones lenticulares métricas de areniscas finas a conglomerádicas,
expuesta al sur de Pampa Cosmelli, ha sido asignada a la Formación Santa Cruz (Hatcher, 1900),
del Mioceno Inferior alto-Mioceno Medio bajo, definida y ampliamente distribuida en Argentina.
En Chile, rocas de esta formación se asignaron previamente a la Formación Galera (Niemeyer et
al., 1984), sin embargo, esta última unidad en su localidad tipo esta principalmente compuesta
por gravas fluviales y se correlaciona con la Formación Chalía, de Argentina, asignada al MioPlioceno (de la Cruz et al., en edición), siendo, en consecuencia, de litología y edad diferente. En
el sector de la Meseta del Lago Buenos Aires y del Río Jeinimeni, en Argentina, estas rocas furon
incluidas en el Grupo Río Zeballos (Ugarte, 1956; Busteros y Lapido, 1984), equivalente a la
Formación Santa Cruz (Giacosa et al., 1997). Se dispone concordantemente sobre la Formación
Guadal, no presentando techo expuesto. Al sur de Pampa Cosmelli se observa pliegues de
crecimiento en esta unidad.
En estas rocas del sector chileno, se han encontrado restos fósiles de mamíferos de “South
American Land Mammal Age (Flynn et al., 2000; información inédita de los autores). La edad,
de acuerdo a los últimos estudios, varía entre los 16,3-17,5 Ma (Flynn y Swisher, 1995 en Flynn
et al., 2002), por lo que se asigna al Mioceno Inferior alto-Mioceno Medio bajo.
La Formación Santa Cruz se interpreta como acumulada en un ambiente fluvial con canales
arenosos que cortan limolitas interpretadas como depósitos de llanura de inundación, con
areniscas laminadas muy finas interpretadas como depósitos de “crevasse splays” (Flint et al.,
1994). La Formación Santa Cruz expuesta en la zona de Pampa Cosmelli-Río Furioso representa
depósitos sinorogénicos acumulados en una gran cuenca de antepaís (Ray, 1996),
específicamente en una cuenca de “wedge top” (Suárez y de la Cruz, 2000), mientras que los de
la Meseta Chile Chico-Río Jeinimeni, serían de la zona de “foredeep”.
Los Basaltos Superiores de la Meseta Chile Chico
En la Meseta Chile Chico, dispuestos en paraconcordancia sobre la Formación Guadal, se
exponen basaltos superiores, alcalinos y subordinadamente toleíticos, de ca. 400 m de espesor,
con edades de 10 a 4 Ma; asociados a ellos hay cuellos volcánicos, diatremas y remanentes
erodados de maares, que no han sido datados pero se estima sean aproximadamente coetánes a
ellos. Los basaltos superiores son principalmente alcalinos y con nefelina normativa, con algunas
coladas toléiticas subalcalinas con hyperstena normativa (Espinoza, 2003). Mayores valores de la
razón La/Nb en estos basaltos que en los inferiores, junto con bajas relaciones Nb/U, Ce/Pb y
Rb/Cs reflejarían la participación de sedimentos subductados o de fundidos derivados de la
litósfera oceánica subductada en la fuente de esos magmas. Altas relaciones Sr/La, anomalías
negativas de Nb y Ta y positivas de Pb en diagramas multielementales reflejarían, además, la
influencia de un componente menor de arco o de corteza. En la Meseta del Lago Buenos Aires,
en Argentina, basaltos coetáneos se disponen sobre la Formación Santa Cruz (Grupo Rio
Zeballos), presentando intercalaciones de till del Mioceno alto-Plioceno bajo, que representan los
remanentes de la glaciación cenozoica mas antigua de América del Sur (Ton-That et al., 1999). Si
se consideran las edades asignadas a la fauna santacrucense como de 16,3-17,5 ma (Flynn et al.,
2002) y la de los basaltos que sobreyacen a la Formación Santa Cruz en la Meseta Chile Chico y
en la Meseta del Lago Buenos Aires, que han dado valores cercanos a los 10 Ma, sería aparente la
presencia de un hiatus de alrededor de 6 Ma en la zona.
Plutones Las Llaves y Avilés. Dos stocks adyacentes, que podrían representar un solo cuerpo,
expuestos en la orilla sur del Lago General Carrera, presentan una variedad petrográfica de gabro
a granodiorita. Edades K-Ar y Ar-Ar cercanas a 10 Ma, indicarían una edad cercana a la
cristalizacióna (ver Suárez y De La Cruz, 2001). Una edad en trazas de fisión en circones del
primer cuerpo dio un valor también cercano a los 10 Ma, lo cual indicaría una rápida
exhumación (Morata et al., 2002).
Río de las Nieves Pluton. Una monzonita cuarcífera que aflora en las nacientes del Río de las
Nieves, en los cerros al sur del Lago General Carrera, dio una edad K-Ar y una edad de trazas de
fisión de apatita cercana a los 3 Ma, evidenciando una rápida exhumación (Morata et al., 2002).
TECTÓNICA: DISCONTINUIDADES EN EL REGISTRO ESTRATIGRÁFICO,
FALLAS Y PLIEGUES
En la zona al sur del Lago general Carrera se ha reconocido la siguiente cronología tectónica:
1. Relieve (¿tectonismo?) Paleoceno Superior-Eoceno Inferior: Divisoria de aguas entre
diferentes sistemas fluviales de las formaciones Ligorio Márquez y San José. Probablemente
asociado a tectonismo contraccional generador de relieve. Esto habría permitido una fuerte
erosión en la Meseta de Chile Chico, que en lugares erosionó todo el registro Paleoceno de la
Formación Ligorio Márquez, probablemente incluso, la Formación San José, y las unidades del
Cretácico, tal que los basaltos del ¿Paleoceno Superior?-Eoceno, se apoyan en lugares sobre la
Formación Ligorio Márquez y en otros sobre rocas jurásicas (Grupo Ibáñez). Esto explicaría la
suave discordancia de erosión entre la Formación Ligorio Márquez y los Basaltos Inferiores de la
Meseta Chile Chico, en la Meseta Chile Chico.
2. Tectonismo extensional: asociado a los basaltos inferiores de plateau.
3. Hiatus Eoceno Medio-Oligoceno Superior: Entre la Formación San José (Eoceno Inferior) y la
Formación Guadal (Oligoceno Superior-Mioceno Inferior), en la zona de la parte oriental de la
Pampa Castillo. Se podría acotar al período del hiatus entre los basaltos inferiores eocenos y la
Formación Guadal, identificado en la Meseta Chile Chico, abarcando un período de 34 a 28-29
Ma, con una duración de, al menos, 6 Ma. Durante el Oligoceno Superior-Mioceno Inferior ya
habrían desaparecido los altos existentes durante el Paleoceno Superior-Eoceno Inferior, y la
región, junto con la Patagonia toda, habría sido invadida por el mar, asociado a una subsidencia
generalizada en Patagonia.
4. Tectonismo contraccional Mioceno Inferior alto-Mioceno Medio bajo: Pliegues de crecimiento
en la Formación Santa Cruz, al sur de Pampa Cosmelli (16,3-17,5 Ma). Cuenca de antepaís; en
una cuenca de wedge top, en la zona de Pampa Cosmelli-Furioso y de “foredeep” al este del
frente orogénico.
5. Tectonismo contraccional post-Mioceno Inferior alto-Mioceno Medio bajo: Fallas inversas,
con componente de rumbo, que sobreimponen a volcanitas jurásicas y esquistos paleozoicos
sobre la Formación Santa Cruz al sur de Pampa Cosmelli. Forman parte de un sistema de pliegues
y fallas cercanas a NS, que afectan a todas las capas cenozoicas de la zona, y con vergencias al E
y W. Un estudio hecho de numerosas fallas pequeñas en la zona de una falla bien expuesta al
norte de la Mina Furioso, reconoció en muchas de ellas movimientos de rumbo, lo cual sugiere
que sea una falla inversa con componente sinestral de rumbo. Podría coincidir con la rápida
exhumación del Plutón Las Llaves, aproximadamente a los 10 Ma. El plutón del Monte San
Lorenzo, con edades K-Ar (biotita) cercanas a 6-7 Ma, y expuesto a ca.3.700 ms.n.m., podría
también representar una exhumación relativamente rápida. Este tectonismo podría haber sido el
responsable del hiatus entre la Formación Guadal y los Basaltos Superiores de la Meseta Chile
Chico (Mioceno Inferior-Medio y 10 Ma).
6. Tectonismo extensional del Mioceno Superior-Plioceno: Inferido por la presencia de basaltos
de plateau de esa edad en la zona de las mesetas de Chile Chico y del Lago Buenos Aires.
7. Rápida exhumación (alzamiento) pliocena: Inferido de la rápida exhumación, probablemente
alzamiento tectónico, del Plutón del Río de las Nieves (Morata et al., 2002). Otra evidencia sería
la exposición a diferentes alturas de coladas basálticas de ca. 4 Ma, acumuladas sobre lavas de 8
Ma, lo cual indica un hiatus de casi 4 Ma. Estas coladas de 4 Ma, a diferentes alturas, permite
inferir, ya sea que fueron depositadas existiendo un relieve probablemente generado en algún
momento entre los 8 y los 4 Ma, o que originalmente los basaltos de 4 Ma se depositaron sobre
una misma superficie que posteriormente fue fallada. La exposición de la Formación Galera, del
Mioceno Superior-Plioceno, a centenas de metros sobre la actual red fluvial, implica un
importante descenso del nivel base. Ver otros antecedentes en Suárez y De La Cruz (2002—
Discontinuity 9). Coincidente en tiempo y espacio con el arribo de una ventana astenosférica y,
probablemente asociado genéticamente a ello. Se infiere que el alzamiento y tectonismo asociado
a los movimientos del Plioceno habrían estado generados por el arribo del Punto Triple a la zona
(Lagabrielle et al., en prep.). Pero, a diferencia de lo que se acepta en la literatura, el tectonismo
generador de las principales estructuras y de la generación de una cordillera en la zona, fue
anterior a la llegada del Punto Triple a esta zona (se apoya a Suárez et al., 2000 b).
8. Tectonismo extensional-transtensional plio-cuaternario: generador de la cuenca del Lago
General Carrera (Lagabrielle et al., en prep.).
9. Alzamiento Plio-Cuaternario: y erosión de depósitos fluviales del Mio-Plioceno; cambios en el
sentido de drenaje; capturas de ríos y arroyos; alzamiento de terrazas lacustres, de depósitos de
“fan delta” lacustres, todo indicador de alzamientos ya sea por reajuste isostático postdeglaciación y/o por tectonismo.
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo fue financiado en parte por el Proyecto Fondecyt Nº 1000125 y en parte por el
Servicio Nacional de Geología y Minería. Se agradece la colaboración en terreno del Sr.
Leonardo Zuñiga.
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