Geología estructural del Valle de El Tránsito con é nfasis en las Milonitas El Portillo, III Región, Chile Ismael Murillo* 1, Javier Álvarez 1, Cesar Arriagada 1, Mauricio Calderón 2, Reinaldo Charrier 1. 1 Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Plaza Ercilla 803, Santiago, Chile. 2 Servicio Nacional de Geología y Minería, Av. Santa María 0140, Providencia, Santiago, Chile. * Email: isma.murillo@gmail.com Resumen. La naturaleza del basamento paleozoico y de bandas de milonitas ubicadas en el borde occidental de la Cordillera Frontal en Chile (28°40’-29°04’S) registran evidencias de diversos procesos tectónicos que afectaron al margen occidental de Gondwana en el Paleozoico superior. Numerosos indicadores cinemáticos sinestrales asociados a las unidades plutónicas Cochiguaz-Chollay (Pérmico Superior-Triásico Inferior), contenidos en planos de foliación de orientación N-S con una clara lineación mineral y/o de estiramiento subhorizaontal, indicarían un importante evento tectónico transpresivo sinestral. En la zona de estudio se ha propuesto un modelo tectónico de flor, en un régimen transpresivo que habría afectado a las rocas del basamento, durante el Paleozoico superior. Dicha deformación, está asociada a una zona de debilidad cortical, de aprox. 15 km de ancho, activa, al menos, desde el Carbonífero Superior y que permitió el desarrollo de extensas fallas normales durante el Mesozoico, que se habrían reactivado e invertido durante el Cenozoico. Palabras clave: Milonitas El Portillo, Valle de El Tránsito,

Gondwana. 1 Introducción En Chile, al norte de los 29º S, la Cordillera Frontal constituye la principal unidad morfoestructural del orógeno andino, cuyo basamento está constituido principalmente por las unidades plutónicas graníticas, granodioríticas y tonalíticas del Paleozoico Superior y Triásico inferior (Súper Unidad Elqui y Súper Unidad Ingaguás; Nasi et al., 1985; Mpodozis y Kay, 1992), que intruyen a unidades metamórficas precarboníferas (Ribba et al., 1988). En el Valle de El Tránsito, las unidades metamórficas de dicho periodo se han descrito principalmente en el Complejo Metamórfico El Tránsito (CMT; Ribba et al., 1988; Álvarez et al., 2011), Esquistos Quebrada Seca (EQS; Ribba et al., 1988), Milonitas El Portillo (MEP) y los Gneises de la Pampa (GLP; Ribba et al., 1988). El presente estudio tiene por objeto caracterizar la cinemática de la zona de cizalle de las Milonitas de El Portillo, y establecer su relación con las unidades adyacentes del basamento paleozoico y con la geología estructural de la región. Los eventos de deformación descritos están evidenciados a través de diversos indicadores cinemáticos concordantes con características estructurales, texturales y litológicas presentes en las MEP y las unidades adyacentes. Los resultados de este trabajo sugieren que las bandas sinestrales de sienogranitos milonitizados de las MEP, podrían haberse emplazado y deformado en un orógeno transpresional durante un evento tectonomagmático previo a la exhumación de estas rocas durante el Triásico Medio.

2 Resultados Geología estructural del Valle de El Tránsito: El sector occidental del Valle de El Tránsito presenta sucesiones mesozoicas que sobreyacen las unidades cristalinas del Paleozoico. Estas sucesiones, que se verticalizan hacia el E, tienden a ser afectadas por fallas inversas con vergencia W y sobreyacen en contacto discordante por erosión a una estructura regional tipo “hemi-domo” de basamento. El sector oriental del Valle de El Tránsito (Figura 1) exhibe una serie de franjas delimitadas por estructuras de alto ángulo con rumbo generalizado norte-sur, que ponen en contacto abrupto a rocas paleozoicas del basamento con las rocas sedimentarias y volcánicas mesozoicas. La presencia de estratos de crecimiento, la geometría de anticlinal de roll-over, las fallas en dominó y la ausencia de corrimientos significativos al este de la falla Pinte (Figura 1), constituyen evidencias que permiten interpretar esta estructura como una importante falla normal que limita el borde occidental de las Milonitas El Portillo.

Figura 1: Mapa del sector oriental del Valle de El Tránsito y perfil estructural realizado en este trabajo. Litología de las Milonitas El Portillo: En las rocas de la zona de cizalle de las MEP se han podido reconocer protomilonitas y milonitas de composición diorítica, tonalítica a granodiorítica con textura porfírica, filones y diques foliados de grosor decimétrico a métrico, de composición tonalítica, diorítica y granodiorítica. Además presenta sienogranitos y granitos de feldespato alcalino, que suelen presentar una deformación más penetrativa. Cortando dicha rocas se reconocen diques andesíticos de color verdoso, no

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deformados y de espesor métrico. Geología Estructural de las Milonitas El Portillo: Dentro de los estilos de deformación en las MEP existen dioritas, tonalitas y granodioritas, con foliación débil y bandeamientos de minerales; milonitas y ultramilonitas sienograníticas y monzograníticas (Figura 2) con lineamientos por estiramiento subparalelos al rumbo N-S (Figura 2); protomilonitas y milonitas dioríticas, tonalíticas y granodioríticas, con porfiroclastos. En algunos sectores se han podido identificar brechas de falla, salvanda y fallas normales de menor importancia, afectando las rocas deformadas señaladas previamente. La deformación de las MEP se ha caracterizado en detalle en este estudio a lo largo de una franja N-S, que presenta alternancia de bandas milonitizadas (Figura 2). El análisis estadístico de los indicadores cinemáticos encontrados en las MEP son predominantemente sinestrales (Figura 2).

Figura 2: Mapa geológico de las Milonitas El Portillo con perfiles estructurales A-A’ y B-B’. Redes estereográficas muestran polos de planos de foliación medidos en cada sector. Flechas blancas indican azimut y buzamiento de lineaciones. Redes estereográficas análogas a mecanismos focales señalan sentido de deformación con desplazamiento desde rojo a blanco (flecha negra indica movimiento de bloque colgante). Líneas blancas segmentadas separan dominios estructurales: DE-1, DE-2, DE-g y DE-lp. Al Oeste de dicha franja se han observado numerosos pliegues

métricos isoclinales y asimétricos, con un eje axial de orientación preferente N-S, los cuales son poco comunes al este de la franja milonitizada. Este criterio ha permitido separar a las MEP en dos subdominios estructurales: el Dominio Estructural 1 (DE1; occidental), y el Dominio Estructural 2 (DE2; oriental) (Figura 2). Al Este y sobreyaciendo a las MEP, se encuentra un lacolito de la Unidad Guanta de la Súper Unidad Elqui (SUE) el cual evidencia una deformación menos intensa, con foliación en bandas que mantean en promedio 26° al E, con cizalle en franjas de orientación preferente N-S y planos de foliación subparalelos a las MEP. Estos rasgos permiten separar esta unidad como un dominio estructural independiente: el Dominio Estructural Guanta (DE-g) (Figura 2). Al extremo oriental del DE-g afloran los Gneises de la Pampa (Glp), los cuales presentan una deformación más caótica, con numerosos pliegues asimétricos, pliegues isoclinales y crenulaciones, lo que se ve reflejado en una mayor dispersión de los planos de foliación respecto a los dominios DE-g, DE1 y DE2. Esta unidad se ha descrito como Dominio Estructural La Pampa (DE-lp) (Figura 2). 3 Discusión y Conclusiones Según sus relaciones composicionales y de contacto, las rocas bandeadas y foliadas de las MEP podrían estar relacionadas a la SUE, por ende tendrían edad Carbonífero Superior o más antiguas, que es el rango asignado a la Unidad Guanta de la SUE en el área de estudio (Nasi et al., 1985; Ribba et al., 1988 Mpodozis y Kay 1992; Pankhurst et al., 1996) las que a su vez constituyen el piso de caja de otro lacolito de al menos 5 km de ancho, perteneciente también a la Unidad Guanta (Figura 3).

Figura 3: Perfil esquemático de la configuración de las unidades del basamento paleozoico entre el Carbonífero superior y el Pérmico inferior. La zona de estudio concuerda con un modelo de tectónica compresiva desde el Carbonífero Superior al Pérmico, en concordante con el régimen convergente con formación de orógenos propuesto por otros autores (Vilas y Valencia 1978; Marinovic et al., 1995), formando un gran pop up sobre una zona de debilidad cortical de ~ 15 km de ancho, que a su vez permitió alzar rocas más antiguas y profundas representadas en los Esquistos Quebrada Seca (Ribba et al., 1988). La flexura sinclinal con vergencia al E en las unidades bandeadas de las MEP se habría formado en uno de los bloques adyacentes de un pop up relacionado con dicha debilidad cortical. Las bandas de sienogranitos y monzogranitos de las MEP se podrían correlacionar composicionalmente con la Unidad Cochiguaz de la SUE (Nasi et al., 1985; Ribba et al., 1988; Mpodozis y Cornejo, 1988 y Pankhurst et al., 1996) o con la Unidad Chollay de la Superunidad Ingaguás (Nasi et al., 1985; Mpodozis y Cornejo, 1988 y Martin et al., 1999) que afloran en la zona de estudio.

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La relación de las milonitas con estas bandas, indicaría un importante evento tectónico transpresivo sinestral que afectó las MEP a fines del Paleozoico y/o comienzos del Mesozoico.

Figura 3: Perfil esquemático de la configuración de las unidades del basamento paleozoico entre el Permico superior y el Triásico inferior. Por otro lado, la presencia de diques sienograníticos sin deformación cortando las rocas miloníticas se relacionaría al emplazamiento de fundidos tardíos posteriores a la milonitización. Esta etapa podría relacionarse a un régimen tectónico postsubducción con relajación de la corteza propuesto por otros autores durante el Triásico inferior (Kay et al., 1989; Mpodozis y Kay, 1992), o bien a un rasgo local del área de estudio. La relación de contacto por discordancia erosiva del basamento paleozóico con las unidades estratificadas del Triásico Superior (Reutter, 1974; Ribba et al., 1988) indicaría una exhumación del basamento previo este periodo. Por otro lado, algunas estructuras extensionales como la Falla Pinte (Figura 1), que controlan la deformación de la cobertura mesozoica estarían relacionadas genéticamente con la debilidad cortical que deformó el basamento y a las MEP durante el Paleozoico superior (Figura 4).

Figura 4: Perfil esquemático de la configuración de las unidades del basamento paleozoico y su relación con las unidades estratificadas de la cobertura mesozoica durante el Mesozoico. Algunas de las fallas relacionadas con la zona de debilidad que afectó a las MEP, continuaron activas durante la compresión Cenozoica, cabalgando levemente el basamento Paleozoico sobre las unidades sedimentarias marinas y volcánicas de la secuencia mesozoica, formando una estructura tipo hemi-domo (Figura 5).

Figura 5: Perfil esquemático del Valle de El Tránsito. Sección occidental del perfil tomada de Salazar (2009). Sección oriental tomada de este trabajo (Figura 1). La debilidad cortical propuesta en este trabajo coincide con un

rasgo morfoestructural de primer orden del orógeno Andino, caracterizado como el límite entre la Cordillera Frontal y la Cordillera de la Costa (Mpodozis y Ramos, 1989; Kley et al., 1999; Tassara, 2005). Las Milonitas El Portillo, caracterizadas en este estudio, se encontrarían en el borde oriental de esta debilidad cortical, que habría absorbido deformación por diversos procesos tectónicos desde la orogenia gondwánica hasta la actualidad. Referencias Álvarez, J., Mpodozis, C., Arriagada, C., Astini, R., Morata, D.,

Salazar, E., Valencia, V., Vervoort, J., 2011. Detrital zircons from late Paleozoic accretionary complexes in north-central Chile (28°–32°S): Possible fingerprints of the Chilenia terrane. Journal of South American Earth Sciences 32, 460-476.

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