Structure of the Andean Palaeozoic basement in the Chilean coast at 31º 30’ S: Geodynamic evolution of a subduction margin

Abstract

The Palaeozoic basement outcropping to the north of Los Vilos is formed by (i) the Choapa Metamorphic Complex (ChMC) made of metabasites (amphibolites and retrogressed eclogites), fine-grained gneisses, schists and quartz-schists, and (ii) the meta-sedimentary and sedimentary rocks of the Arrayán and Huentelauquén formations respectively. Near Huentelauquén (31º 30' S), the ChMC has been affected by three deformation episodes related with the Gondwanan orogenic episode. The first episode (D1) is represented by a foliation (S1) formed under HP-LT metamorphic conditions and preserved in syn-D2 garnet and albite porphyroblasts. A generalised crenulation cleavage (S2) was developed under pressure decreasing conditions during the second deformation episode (D2). This episode is responsible for the exhumation of the ChMC, which took place through an east-directed reverse fault system that thrusts the ChMC over the Arrayán Formation, producing more than 20 km shortening. The third deformation episode (D3) is represented by a west-verging kilometre-scale anticline, with a thrust in its reverse limb (Las Caldas thrust). Minor folds and crenulations are also associated with D3. D3 structures affect the ChMC and the Arrayán Formation and are responsible for the overturning of the D2 thrusts. The Huentelauquén Formation, late Carboniferous -Permian in age, is the latest unit deformed by Gondwanan structures. The characterisation of the structure and its relation to metamorphism in the study area, lead to propose a geodynamic model related with an Andean type non-collisional orogenic process, for the Gondwanan orogenic episode of the Andes at this latitude.Keywords: Gondwanan structure, tectono-metamorphic evolution, Choapa Metamorphic Complex, Chile, system thrust Resumen El basamento Paleozoico que aflora al norte de Los Vilos está constituido por (i) el Complejo Metamórfico de Choapa (CMCh), formado por esquistos, cuarzo esquistos, gneises de grano fino y metabasitas (anfibolitas y retroeclogitas) y (ii) rocas metasedimentarias y sedimentarias de las formaciones Arrayán y Huentelauquén respectivamente. En los alrededores de Huentelauquén (31º 30' S), las rocas del CMCh han sido afectadas por tres fases de deformación (D1, D2, D3), relacionadas con el episodio orogénico Gondwánico. Las estructuras D1 están representadas por una foliación tectónica (S1), que se desarrolló bajo condiciones metamórficas de AP-BT y que está preservada en porfiroblastos de granate y albita, crecidos durante el segundo episodio de deformación. Durante la fase de deformación D2 se produce una bajada de la presión y se desarrolla la foliación regional S2. La foliación S2 es contemporánea con el emplazamiento de un dúplex de cabalgamientos dirigidos hacia el este que exhuman el CMCh y lo sitúan sobre las series epimetamórficas de la Formación Arrayán. El acortamiento que producen las estructuras D2 es superior a 20 km. La tercera fase de deformación está representada por pliegues y crenulaciones asociados a un antiforme de escala kilométric...

Pangea Migration

“…Before that, down into the Triassic, again, subduction was at the continental margin or not very far away (Dickinson, 2004(Dickinson, , 2009. In the Andes, subduction was active from at least the early Paleozoic (e.g., Lucassen & Franz, 2005); the medial Devonian to early Carboniferous Chanic orogeny in Argentina followed an episode of extension (Ariza et al, 2018), but continued in the late Carboniferous with subduction dipping beneath the continent (García-Sansegundo et al, 2014). Subduction-related magmatism is known from the northern Andes from the Permian onwards (Spikings et al, 2019).…”

Evolución Geodinámica de los Andes argentino-chilenos y la Península Antártica durante el Neoproterozoico tardío y el Paleozoico Late Neoproterozoic-Paleozoic geodynamic evolution of the Argentine-Chilean Andes and the Antarctic Peninsula

“…Heredia et al, 2002, Sato et al, 2015, situado más al este, llegando a alcanzar la Precordillera, e incluso algunos plutones las Sierras Pampeanas occidentales (Ramos y Folguera, 2009). Durante esta etapa de subducción subhorizontal del Pérmico temprano se habría producido el acercamiento de un relieve oceánico tipo «plateau» al margen de Gondwana (García-Sansegundo et al, 2014a) (Fig. 7).…”

“…8) durante la parte final del Pérmico temprano, produjo el progresivo bloqueo de la subducción, el consiguiente empinamiento de esta y la migración hacia el oeste del magmatismo y la deformación, quedando esta última restringida a las cercanías de la fosa durante el Pérmico medio (hasta ca. 260 Ma) (García-Sansegundo et al, 2014a). El bloqueo de la subducción dio lugar a la exhumación del prisma de acreción y su emplazamiento sobre la cuenca de antearco más próxima al arco, tal como se observa en Los Vilos (área 11 en la Fig.…”

“…El bloqueo de la subducción dio lugar a la exhumación del prisma de acreción y su emplazamiento sobre la cuenca de antearco más próxima al arco, tal como se observa en Los Vilos (área 11 en la Fig. 8) (García-Sansegundo et al, 2014a).…”

“…Los depósitos y depocentros del retroarco migran hacia el este junto con la deformación, apoyándose tanto sobre las series preorogénicas como sobre los antiguos relieves extensionales de tipo Protoprecordillera (Heredia et al, 2012). Por el contrario, en el antearco (costa chilena) las series sinorogénicas son marinas (Rivano y Sepúlveda, 1985) y llegan hasta el Pérmico medio (Díaz-Martínez et al, 2000;Charrier et al, 2007Charrier et al, , 2015García-Sansegundo et al, 2014a).…”