Áreas de proveniencia de meta-sedimentos e interpretación geoquímica de ambientes tectónicos de deposición de la Formación Puncoviscana: Cordillera Oriental y Sierras Pampeanas, Argentina


Provenance of the Puncoviscana Formation meta-sediments and geochemical interpretation of its tectonic-setting in Cordillera Oriental and Sierras Pampeanas, Argentina

Artículo original
67-105
2017
Alejandro J. Toselli ; Florencio G. Aceñolaza ; Hubert Miller ; Juana N. Rossi
Autor corresponsal: ajtoselli@yahoo.com.ar
Resumen:

La Formación Puncoviscana s.l. constituye una importante secuencia litoestratigráfica constituida dominantemente por psamitas y pelitas, con intercalaciones subordinadas de conglomerados, carbonatos y vulcanitas, depositadas en una cuenca somera, entre el Neo-Proterozoico y el Terreneuviano sobre el borde occidental de Gondwana, el cual se habría comportado, para algunos autores, como cuenca de antepaís y para otros, como borde continental pasivo, tesituras que nosotros combinamos, como secuencias de un mismo proceso evolutivo. En la Formación Puncoviscana s.l. se encuentran ichnofósiles agrupados en dos asociaciones con diferentes distribuciones: una zona con la asociación de Nereites saltensis, que correspondería a los niveles más altos del Ediacarano y otra con la asociación de Oldhamia radiata, que se ubicaría en niveles del Terreneuviano. Por otra parte los circones detríticos, dan una amplia gama de edades, que indican proveniencias desde terrenos Paleo-Proterozoicos, Meso-Proterozoicos y Neo-Proterozoicos a los que se suman los del Terreneuviano. Estos valores radiométricos corresponden a las diferentes áreas cratónicas reconocidas en el continente Sudamericano, con edades desde 2300 a 950 Ma. Aunque también se detectan edades entre 850 y 580 Ma, que indicarían actividad ígnea entre el final del Ciclo Sunsás y el comienzo del Ciclo Pampeano, que denominamos Ciclo Ancajano. Las secuencias clásticas de la Formación Puncoviscana, cuya base se inicia con el Ciclo Ancajano, constituye una secuencia continua formada desde meta-sedimentos a sucesiones metamórficas en Facies Esquistos Verdes a Anfibolitas, desarrolladas durante el Ciclo Pampeano y cuya culminación corresponde a la orogenia Tilcárica acaecida a los 520 Ma, evidenciada por la discordancia que la separa del Grupo Mesón. El desarrollo de la cuenca en un ambiente marginal distensivo entre los 580 y 540 Ma, dio lugar al desarrollo del magmatismo ultrabásico, a básico alcalino y a toleítico; mientras que la culminación de la secuencia sedimentaria, ya en un ambiente compresivo, entre los 540 y 520 Ma, genera el importante magmatismo calco-alcalino y meta- a per-aluminoso en la Cordillera Oriental y en las Sierras Pampeanas de Catamarca, Santiago del Estero y Córdoba. Los análisis geoquímicos realizados en los afloramientos representativos de los diferentes niveles de metamorfismo, permitió utilizar diagramas de elementos mayores, menores y trazas, para caracterizar ambientes de deposición de los sedimentos, que en general corresponden a «Margen Continental Activo» y «Arcos de Islas Oceánicas y Continentales». Por otra parte pudo establecerse que los detritos sedimentarios aportados a la cuenca de Puncoviscana, corresponde esencialmente a sedimentos cuarzosos y a rocas ígneas félsicas, que son típicas de Corteza Continental Superior (UCC), siendo los procesos sedimentarios muy similares en la totalidad de las rocas estudiadas, como lo demuestra la composición geoquímica global y el comportamiento de las tierras raras.


Palabras claves:

Formación Puncoviscana, Ambiente tectónico, Proveniencia Corteza Continental Superior, Discriminación geoquímica


Abstract:

“Provenance of the Puncoviscana Formation meta-sediments and geochemical interpretation of its tectonic-setting in Cordillera Oriental and Sierras Pampeanas, Argentina”. The Puncoviscana Formation sl. is an important lithostratigraphic sequence consisted of dominantly psammites and mudstones, interbedded with subordinate conglomerate, carbonates and volcanics deposited in a shallow basin between the Neo-Proterozoic and Terreneuvian on the western edge of Gondwana, which for some authors would have behaved as foreland basin and for others as a passive continental margin, a thesis we interpret like sequences of one same evolutionary process. In Puncoviscana formation sl. ichnofóssils are grouped into two associations with different distributions: an area with Nereites saltensis, which correspond to the highest levels of the Ediacaran and another one with Oldhamia radiata, which would fit on Terreneuvian levels. On another side, detrital zircons giving a wide range of ages, indicate provenances from Paleo-Proterozoic, Meso-Proterozoic and Neo-Proterozoic terranes to which are summoned those of Terreneuvian. The available radiometric values correspond to different cratonic areas recognized in the South American continent from 2,300 to 950 Ma. There are also detected zircon ages between 850 and 600 Ma, which indicate igneous activity between the end of the Sunsas and the beginning of the Pampean cycle. We propose the name of Ancajano Complex for this interval. Clastic sequences of the Puncoviscana formation, begin over the Ancajan Complex and comforms a continuous sequence from meta-sediments to Greenschists and Amphibolites metamorphic facies developed within the Pampean cycle and it ends with the Tilcaric orogeny occurred at 520 Ma, evidenced by the unconformity that separates the Puncoviscana Formation from Meson Group. The development of an extensional marginal basin between 580 and 540 Ma, led to the extrusion of basic alkaline, ultrabasic to a tholeiitic magmatism; whereas the culmination of the sedimentary sequence, and in a subduction environment, between 540 and 520 Ma, it generates significant calc-alkaline and a per-aluminous magmatism in the Eastern Cordillera and Precordillera of Catamarca, Santiago del Estero and Córdoba provinces. Geochemical analyzes on representative outcrops of different metamorphic levels, allowed us to use major, minor and trace element diagrams to characterize environments of deposition of sediments, which generally correspond to “Active Continental Margin” and “Oceanic and Continental Arc Islands”. In addition, it could be shown that sedimentary debris which contributed to the Puncoviscana basin, essentially correspond to siliceous sediments and igneous felsic, which are typical of Upper Continental Crust (UCC), being very similar sedimentary processes in all the studied samples, as evidenced by the overall chemical composition and behavior of the Rare Earth Elements.


Keywords:

Puncoviscana formation, Tectonic setting, Upper Continental Crust source, Geochemical discrimination