ANS. INST. PAT., Punta Arenas (Chile), Vol. 7, 1976. LA CORDILLERA PATAGÓNICA: SU DIVISIÓN Y RELACIÓN CON LA PENÍNSULA ANTARTICA * MANUEL SUÁREZ D. SUMARIO Se establece la división de la Cordillera Patagónica en dos regiones geotectónicas distintas a partir del Jurásico Superior Cretácico Inferior, período en que se habría comenzado a separar el Atlántico Sur. Esto sugiere una redisposición de las placas litosféricas durante ese período. Se estima que el límite entre estas dos provincias geológicas estaba localizado en alguna parte entre los 47* y 51* Lat. Sur., y que probablemente co rrespondió a un límite de placas. Se analizan esquemáticamente las relaciones geológicas de la Cordillera Patagónica del Sur (Cordillera de Magallanes) con la Cordillera Patagónica del Norte (Cordillera de Aisén) y con la Península Antartica, sugiriéndose hipótesis acerca de la evolución geoló gica de esas regiones. - ABSTRACT The two-fold división of the Patagonian Cordillera in two regions with different geological histories since de Upper Jurassic Lower Cretaceous, at about the time of the opening of the South Atlantic, is established. This suggests a major rearrangement of lithospheric plates during this period. It appears that the boundary (píate boundary?) between these two Upper Mesozoic geological provinces was located around Lat. 47* - - 51*S. The geological relationships of the Southern Patagonian Cordillera (Magallanes Cor dillera) with the Northern Patagonian Cordillera (Aisén Cordillera) and with the Antartic Península are reviewed, and suggestions regarding the evolution of the Patagonian Cor dillera are discussed. desmembrada de ella (MATTHEWS, 1959 INTRODUCCIÓN Patagónica, definida el segmento de los Andes que se ex tiende al sur de los 40? -42 Lat. S. (FEEn la Cordillera como RUGLIO, 1949), se distinguen dos regio historias geológicas desde Jurásico Superior Cretácico Infe rior. Hacia el sur la Cordillera Patagó nica se continúa en la parte norte del Ar nes con diferentes - co * de Scotia, que parece Aceptado para su ser publicación en una sección diciembre de 1976. ■* Departamento de Geología General, Instituto de Investigaciones Geológicas. ; DALZIEL y ELLIOT, 1973). Esta revisión de la geología de la Cordillera Patagóni ca amplía conceptos previos acerca de (AUBOUIN, ai, 1973; GANSSER, 1973; DALZIEL ai, 1975 a). la división de esta cordillera et et La Cordillera Patagónica en la actuali dad es divisible en dos regiones tectóni cas distintas a lo largo de la zona donde la Dorsal de Chile intersecta el continen te, cerca de los 47? 30' Lat. S., con alta sismicidad y volcanismo al norte y sólo rara actividad reciente al sur (BARANZANGI y DORMÁN, 1969; HERRÓN y HAYES, 1969). 106 MANUEL SUÁREZ D. La información existente sugiere que las diferencias geológicas entre la Cordi llera Patagónica del norte y del sur pue den remontarse hasta el Jurásico Supe rior-Cretácico Inferior, coincidiendo con el período en que se habría comenzado a separar el Atlántico del Sur (DIETZ y HOLDEN, 1970; LARSON y LADD, 1973). Según la distribución de las ofiolitas Me se estima que el límite entre es dos provincias geológicas que carac terizan la Cordillera Magallánica del Me sozoico Superior estaba localizada en al guna parte entre los 47? y 51? Lat. S. (Cf. sozoicas, tas DALZIEL et al, 1975 a). Durante el Jurásico Medio a Superior, volcánico cuenca y marginal (KATZ, 1973; DALZIEL et al., 1974; SUÁREZ y PETTIGREW, 1976). Se han reconocido franjas tectono-estratigráficas cuatro pa ralelas al margen del Océano Pacífico, que alejándose de éste son (Figs. 1 y 2): 1) franja Permo-Carbonífera (CECIONI, 1955) que en parte representa un com plejo de subducción (sedimentos y pillow lavas de Madre de Dios; DALZIEL et al, 1975 a); 2) una asociación de arco de islas volcánicas ensiálicas (Formaciones Hardy e Isla Annenkov; SUÁREZ y PETTI GREW, 1976) con raíces de rocas tonalíticas pertenecientes al Batolito Patagóni co (cadena magmática), y relacionadas a una de subducción de manteo hacia de la segmentación del orógeno Pa tagónico, la mayor parte de la Patagonia fue lugar de un extenso volcanismo de composición acida (sobre 1.000.000 km2 de acuerdo a los datos de FERUGLIO (1949), que fue principalmente subaérco pero con algunas erupciones submarinas hacia el Océano Pacífico. La extensión de este volcamiento pone en duda un origen solamente relacionado a subducción de la corteza del Océano Pacífico bajo Patago nia, y sugiere que al menos parte de este volcanismo se habría generado por fu sión cortical inducida por diapirismo del manto conectado a esfuerzos tensionales relacionados a la separación de Sudamé rica de África (DALZIEL, 1974; SUÁREZ una zona PETTIGREW, 1976). La participación de procesos de fusión cortical en la gene ración de algunas de las rocas de la For mación Tobífera, está sustentada por aná nal y que en Cordillera Darwin han dado una edad radiométrica del Jurásico Supe antes y lisis geoquímicos para las rocas de esta formación expuestas cn Isla de los Esta dos (SAUNDERS y WEAVER, 1975, com. pers.). Con posterioridad al Jurásico Medio Superior se desarrolladon dos regiones con historias geológicas diferentes en lo que actualmente constituye la Cordillera Patagónica. - CORDILLERA PATAGÓNICA DEL SUR (CORDILLERA DE MAGALLANES) Durante el Jurásico Superior -Cretácico Inferior la Cordillera Patagónica del Sur o Cordillera de Magallanes, como se pro pone llamar aquí, fue el sitio en que se desarrolló un sistema de arco de islas (KATZ, 1973; DALZIEL et al., 1974); 3) una cuenca marginal formada durante el Jurásico Superior-Cretácico In ferior por separación del continente, se el este por el emplazamiento de al menos la parte superior de una secuencia ofiolítica guida (KATZ, 1973; DALZIEL geoquímicamente corteza a et al., 1974) afín las capas 2 y 3 de la oceánica (SUÁREZ, 1976 a, en TARNEY et al., en prepara preparación; Turbiditas volcaniclásticas princi palmente derivadas del arco de islas (For maciones Yahgan y Cumberland Bay) se depositaron en esta cuenca (DALZIEL et ai, 1975 b; SUÁREZ y PETTIGREW, 1976). Rocas graníticas pre-cuenca margi ción) . rior (DALZIEL, 1975, com. pers.), expues el lado este y norte de esta cuenca, podría representar las raíces de un arco volcánico remanente (remnant are) que podría haber generado al menos parte de las rocas volcánicas acidas del Jurásico Medio Superior de la Formación Tobí tas en - fera (DALZIEL PETTIGREW, et al., 1975 a; SUÁREZ y una secuencia 1976); 4) principalmente de pizarras acuñadas hacia el este y con intercalaciones de margas y areniscas depositadas en la plataforma y talud continental (Formación Zapata; NATLAND et El arco al., 1974). de islas, la cuenca marginal y la parte sur y occidental de los depósitos de plataforma fueron deformados y alza dos durante el Cretácico Medio (HALPERN y REX, 1972). 60°W 1 I I I Fig. 1. Representación esquemática de las unidades tectono-estratigráficas del Jurásico Superior Cretácico Inferior de la Cordillera Patagónica (información de DALZIEL ef al.. - 1974, 1075; CECIONI y CHARRIER 1974; SUÁREZ y PETTIGREW, 1976; SUÁREZ, 1976 a). CM. asociación de cuenca marginal; CMP, cadena magmática principal; en la Cordillera Magallánica algunos granitoides también afloran a lo largo del lado continental de la cuenca marginal, representando en parte un arco remanente (remmant are, DALZIEL, eí al., 1975 a; De WITT, en prensa) ; M, rocas metamórficas pre-Jurásicas en el are trench gap, que incluyen una franja de alta presión y baja temperatura (complejo de subduc ción) en el sur (DALZIEL et al, 1975) y posiblemente en el norte (SALIOT, 1968), donde están localmente sobreyacidas por rocas piroclásticas del Jurásico Superior Cretácico Inferior (ESPINOZA y FUENZALIDA, 1971) ; LP, zona donde se infiere existiría el límite (¿de placas?) de dos provincias geotectónicas Q.transform fault?); S, en gran parte lutitas euxínicas sobre corteza continental, en Aisén engranan hacia el oeste con rocas pi roclásticas v hacia el este con areniscas (SKARMETA, 1976 a). - - 108 MANUEL SUÁREZ D. Durante el Cretácico Superior se desa rrolló una cuenca marina entre esta proto-Cordillera y el cratón Patagónico, en la que se depositó flysch seguido por molasa (CECIONI, 1975; KATZ, 1963, 1973). Estas secuencias fueron deformadas du rante el Eoceno y Mioceno (KATZ, 1973). Los procesos de subducción de la cor teza del Océano Pacífico bajo Patagonia habrían continuado durante el Cretácico y Terciario, como lo evidenciarían el em plazamiento de plutones graníticos duran te esos períodos (HALPERN, 1973). LA CORDILLERA PATAGÓNICA DEL NORTE (CORDILLERA DE AISEN) La a una zona de subducción de manteo al este. Las lutitas de la Formación Coyhaique, del Jurásico Superior -Cretácico Inferior, expuestas al este del batolito sobreyacen y a su vez infrayacen a secuencias volcánicas subaéreas, habiendo sido depositadas en un am biente euxínico (CECIONI y CHARRIER, 1974), posiblemente separado del mar abierto al oeste por la inferida cadena volcánica (SUÁREZ, 1976 a). La existen cia de lavas y rocas volcaniclásticas sub marinas de composición intermedia y po siblemente contemporáneas hacia el oeste nica ensiálica relacionada ESPINOZA (Formación Traiguén; y FUENZALIDA, 1971; CECIONI y CHA RRIER, 1974), apoyan la existencia de un de islas activo durante ese período. estratigrafía Meso y Cenozoica de la Cordillera Patagónica del Norte o Cordi arco llera de Aisén, muestra nar propone denomi como se aquí, comprende secuencias plegadas mente das por ticas rocas y suave principalmente domina volcánicas acidas a basál no ha sido recono (Fig. 2); flysch cido y, si bien esporádicas exposiciones de pillow lavas existen la en zona (ESPI FUENZALIDA, 1971), ellas no formar parte de una secuencia parecen NOSA y SKARMETA (1976 a) de la existencia de rocas volcánicas del Cretácico Inferior a ambos lados del Batolito Patagónico, las que, alejándose divergentemente del batolito, engranan lateralmente con sedimentos marinos ; con lutitas de la Formación Coyhaique hacia el este, y hacia el oeste las rocas Recientemente, volcánicas de la Formación Traiguén interdigitan con se sedimentos marinos. ofiolítica. Las exposiciones de plutones graníticos cubren un con una ESTRUCTURA área mayor que hacia el sur, a lo largo de la con afloramientos franja principal cordillera misma pero dispersos, principalmente emplazados en el archipiélago rocas metamórficas, en (STIEFEL, 1970). La historia estructural de la Cordillera Patagónica del sur y del norte es también diferente. En el sur un estilo estructural hetero géneo caracteriza tanto a las asociaciones Lawsonita, que usualmente ocurre re lacionada a esquistos de glaucofano, ha del sido observada en rocas pre-Jurásicas de la Isla de Chiloé (SALIOT, 1968), sugi riendo la posible presencia de una franja metamórfica de presión alta y tempera tura baja (complejo de subducción) en la Cordillera de Aisén. Resultados radiomé- formada arco ginal, de islas como de la y metamorfizada polifásicamente deformada zada cuenca mar pero siendo la anterior la más de (localmente y metamorfi las facies de esquistos verdes y a an- fibolita; DALZIEL et ai, 1974; SUÁREZ y PETTIGREW, 1976). La intensidad del plegamiento en los depósitos de la plata tricos preliminares (MUNIZAGA, infor mación inédita, Instituto de Investigacio forma y talud continental y sedimentos Geológicas) sugieren que el emplaza miento del Batolito Patagónico del Norte ocurrió durante el Jurásico Superior Ter ciario, por tanto yuxtaponiéndose en el tiempo al volcanismo de la región (Fig. 2). En consecuencia, un modelo simplifi cado para esta región durante el Mesozoi co Superior también considera partes del Océano Pacífico (KATZ, 1973). Sin em bargo, en el norte las secuencias del Me sozoico Superior están tan solo suave nes - batolito como raíces de una cadena volcá sobreyacientes mente zadas decrece alejándose del y localmente metamorfilas facies de prehnita pumpellita plegadas, a (HARRON y SUÁREZ, - en preparación). Este estilo estructural estaría relaciona a la existencia y posterior cierre de la cuenca marginal de corteza "semi-oceáni- do 1 ( 0 °\ 1 <- ^«q/is > \ ~;0 > i> l 7 > > \ "•* i ''-'*" ■ > 'A'-"' *>, a'.; ■; ' > • i" *< l '• > « o _ l / — V c I o \ O 1( i°!i =3 — ¡°\) \ *0 M \ — ▲ o *• '. ÍA " ' ,'Ü S '- A-'~. ^ < •/§«,- ***■ "í <T < - A2 > + + 4- 4- + + 44- 4- \ 'C """ a'-A' + 4- (+ + 1- .' • o < 01 ) + °- 5 UJ ^ "-. c 3-* W- - 'l,f r ft> iti 1 + 1 \? + 6^ 4- si> ,• ]<'-' " V ,'-¿'ó» ° \1 / 4- lS o. i f + <^ 8 S " -Af' > " / ■ ,',;-7 ▼S: > f> )~ 77TT I ••••l¿ > l"~-^ + + fe 4-4- r 4- „.+• F -+■ ce o f „S 2.4- + £l¡ \8|-!+ 1 ola. + 4- + 4- t- I + + 4- 4- I- + -1- + \ + / 4- <t + + + + + + + + 4- +,+ + + + «■ 1- + + + +«.. + , 4- - o z o •» ic 0 o o )s / O. < ce ,t ' f fc » , * > > •. * » » , ' * » ' « > t< A * f* > O CC O , r O 3 -o •>' »• 1 » » *■ |-b1 W S « \u '■ * > <• , , <» •s« c •i* .E' •i: • •E. / // // ^ \ • • • ce c O CC < z tt: ÜJ i- < o j V// »</>• O oc < O ü < F- ce UJ F- o ce O ÜJ ce o ce O 2; o UJ a ujf- c O — \ ce o o UJ ÍO ü o SI CC LÜ Q. ID o cc^ u" y § ~ o< o o o < CC 3 < CC ~2 -o o LÜ _l < a. 3 2. Tabla teclono-cslraligráfica esquemática de la Cordillera Patagónica. Línea ondulada gruesa indica plegamienlo y su inten sidad relativa. Línea ondulada tina indica discordancia. Flechas negras indican dirección de derivación sedimentaria, (a) filitás. esquistos en forma subordinada gneises polifásicamente deformados y en parte de edad Devónica en el norte (LEVI et al., 1966); (b) asocia y ción de Madre de Dios: turbiditas. pillow lavas, chert y calzas (CECIONI. 1955: DALZIEL et al.. 1975): (c) Formación Tobífera cn el sur (DALZIEL, 1974; SUÁREZ y PETTIGREW. 1976) y Formación Elizaldc cn el norte (CECIONI v CHARRIER, 1974); (d) Formaciones Hardy c Isla Annenkov (SUÁREZ y PETTIGREW, 1976); (e) parte superior de una secuencia ofiolítica (DELZIEL et al., 1974; SUÁREZ y PETTIGREW. 1976; SUÁREZ. 1976 a); (f) Formaciones Yahgan v Cumberland Bav (DALZIEL et al., 1974SUÁREZ y PETTIGREW. 1976); (g) Formación Zapata y unidades del Distrito Springhill (NATLAND et al., 1974); (a) Formación Ce rro Toro (KATZ. 1963); (i) KATZ. 197r, DALZIEL et al., 1974; SUÁREZ. 1976 a); (j) sedimentos marinos de aguas someras (NAT LAND el al., 1974); (k) Formación Palomares (NATLAND et al., 1974); <m) Volcánicos de Packsadle (SUÁREZ. 1976 a); (n) lutitas Formación Coyhaique (CECIONI y CHARRIER, 1974), hacia el oeste engranan con tocas volcánicas v hacia el este con la de arenis cas (SKARMETA, 1976 a): (n) Formación Divisadcro (ESPINOZA y FUENZALIDA, 1971; CECIONI y CHARRIFR 1974)- (ol For mación Traiguén (ESPINOZA y FUENZALIDA, 1971): (p) Sirehuao (SKARMETA. 1976 b); (q) Formación Galera (SKARMFTA 1976 b); (r) sedimentos de Islas Ipun y Guamblin (FUENZALIDA y MARTÍNEZ. 1970); (s) basaltos (SKARMETA 1976 b>- (ll al zamiento del Terciario Medio (SKARMETA. 1976 b). Fig. 110 MANUEL SUÁREZ D. ca" entre dos bloques ensiálicos (cf. DALZIEL et ai, en el sur 1975 a). geológicas de la Cor del Sur pueden reco Patagónica nocerse desde el Cabo de Hornos hasta los 51" Lat. S., donde ha sido reconocida la exposición más meridional de la se cuencia ofiolítica del Mesozoico Superior (DALZIEL et ai, 1975 a). Por otra parte, la geología de la Cordillera Patagónica del Norte como ha sido descrita acá, se ha reconocido hacia el sur sólo hasta los Las características dillera 47? Lat. S. Por lo tanto, que el límite entre estos puede inferirse dos segmentos cíe la Cordillera Patagónica estaría guna parte entre los 51? y 47? Lat. en S., hacia el oeste de la franja principal de afloramientos del batolito expuesto al sur de los 48? Lat. S. (INSTITUTO DE IN VESTIGACIONES GEOLÓGICAS, 1968), a la separación del conti nente detrás del arco de islas por la gene ración de corteza oceánica durante la for mación de la cuenca marginal durante el Jurásico Superior -Cretácico Inferior. En la Patagonia extra-cordillerana, los 48? Lat. S., aparentemente definen el límite sur del volcanismo del Cretácico Superior podría deberse (FERUGLIO, 1949; VOLKHEIMER, 1969; SILLITOE, 1974), y en esa región hubo a sur un alzamiento gradual del durante el Cretácico (CECIONI y CHARRIER, 1974) sospechándose el de sarrollo de abombamientos térmicos rela cionados a volcanismo. Como hipótesis de trabajo puede con siderarse que durante el Jurásico Supe rior el límite entre estas dos regiones geo tectónicas fue un límite de placas, posi blemente una transform fault de tipo fo sa a dorsal(es) de distensión de "Tras Ar co de Islas" (trench lo back-arc spreading de norte terreno ridge (s) lipe). Alternativamente, es po cuenca marginal haya desapa recido gradualmente hacia el norte, refle jándose en el norte la distensión de "tras sible que la arco" de islas volcánico en el desarrollo de la cuenca marina donde se depositaron las rocas de la Formación Coyhaique. La causa del desarrollo de una cuenca marginal en la Cordillera Patagónica del pero podría ser relevan te de que ella existió al sur de la latitud Sur no se conoce COMPARACIÓN ENTRE LA CORDILLERA PATAGÓNICA DEL SUR Y LA PENÍNSULA ANTARTICA al que desafortunadamente es una zona poco co nocida geológicamente. El desplazamien to de la falla transform del Escarpe Falk land. La posibilidad de que hubiese habi do una relación entre la generación de una dorsal de distensión (spreading ridge) a io largo del margen oriental de Sudamé rica al norte del Escarpe Falkland y la ausencia de una cuenca marginal a lo lar go del margen occidental de esa parte del continente son problemas para futuros estudios. Numerosos autores (ej. MATTHEWS, 1959; DALZIEL ELLIOT, 1971, 1973) han y apoyado la hipótesis del desmembra miento de una conexión continental con tinua entre los Andes australes y la Pe nínsula Antartica. Sin embargo, se esti que las correlaciones previas han comparado diferentes elementos geotectónicos de cada región (ej. DALZIEL y ma ELLIOT, 1973; KATZ, 1973), que y franjas tectono-estraligráficas se cree compa rables a aquellas de la Cordillera Patagó nica del Sur estarían representadas en la Península Antartica como se muestra es quemáticamente en la Fig. 3. La presencia de un complejo de sub ducción pre-Jurásico bordeando el mar gen occidental de la Península Antartica estarían indicado por la existencia de es quistos de glaucofano, y de yawsonita y anfíbola sódica y de dunita en las Islas Shetland del Sur (SMELLIE y CLARKSON, 1975; RIVANO y CORTÉS, 1976). La posible ocurrencia de un complejo si milar en la Isla Alexander ha sido tenta tivamente sugerido por SUÁREZ (1976 b). Sin embargo, en este último caso si las pillow lavas supuestamente origina das en una dorsal de distensión, están realmente intercaladas con areniscas y lu titas pre-Jurásicas fuertemente cizallados (BELL, 1973), debe considerarse una hi pótesis alternativa. (SUÁREZ, 1976 a). Se estudios futuros, particular la geoquímica de estas pillow lavas de la Isla Alexander, a fin de discri minar entre otros ambientes tectónicos requieren mente en posibles para el emplazamiento de estas pillow lavas: arco de islas, cuenca margi nal o toleitas de intra-placa. LA CORDILLERA PATAGÓNICA ISLA ALEXANDER CUENCA DE O 200 I I FORE-ARC OIKTRA-ASCO Fig. 3. Interpretación paleográfica de la Cordillera Patagónica del Sur y de la Península Antartica durante el Jurásico Superior Cretácico Inferior (modificado de SUÁREZ. 1976 b). La línea punteada en la Península Antartica indica posible extensión de una península volcánica durante el Mesozoico Superior. Línea punteada de la fosa pre-Jurásica indica lugares donde no hay o existen antecedentes discutibles sobre su existencia (ej. Isla - Alexander). 111 MANUEL SUÁREZ D. 112 franjas tectono-estratigráficas de la Península Antartica incluyen asociaciones formadas en (SUÁREZ, 1976 b) : 1) un ar co volcánico ensiálico (Grupo Volcánico Las del Jurásico Superior; ej. Adié, 1972); 2) en una cuenca marina desarrollada entre el arco volcánico y la fosa (fore-arc) o en una posición de intra-arco (Forma ción Fossil Bluff de la Isla Alejandro; BELL, 1975) ; 3) en una cuenca marina de tras-arco ( back-arc) posiblemente un 1972). No Latady (WILLIAMS se et ai, ha establecido aún si el fon do de esta cuenca marina presentaba ca racterísticas oceánicas como en la Cordi llera de los Drs. J. Tarney 1975 a. Structure and Petrology of the Scotia Are and the Patagonian Andes: R/V Hero cruise 75-4. Antarct. Inl. U.S., ¡0: 307-10. DALZIEL, I. W. D., R. H. DOTT, R. D. WINN y BRUHN. 1975 b. 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