Carrizal Bajo

ISSN 0717-7283

SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA - CHILE SUBDIRECCIÓN NACIONAL DE GEOLOGÍA

GEOLOGÍA DEL ÁREA CARRIZAL BAJO-CHACRITAS REGIÓN DE ATACAMA

Carlos Arévalo V. Daniela Welkner B.

CARTA GEOLÓGICA DE CHILE SERIE GEOLOGÍA BÁSICA No. 111

2008

Escala 1:100.000

ISSN 0717-7283

SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA - CHILE SUBDIRECCIÓN NACIONAL DE GEOLOGÍA

GEOLOGÍA DEL ÁREA CARRIZAL BAJO-CHACRITAS REGIÓN DE ATACAMA

Carlos Arévalo V. Daniela Welkner B.

CARTA GEOLÓGICA DE CHILE SERIE GEOLOGÍA BÁSICA No. 111

2008

Escala 1:100.000

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GEOLOGÍA DEL ÁREA CARRIZAL BAJO-CHACRITAS, REGIÓN DE ATACAMA Escala 1:100.000

CARTA GEOLÓGICA DE CHILE SERIE GEOLOGÍA BÁSICA, No. 111, 2008 ISSN 0717-7283 Inscripción No. 168.728 © Servicio Nacional de Geología y Minería, Avda. Santa María 0104, Casilla 10465, Santiago, Chile. Director Nacional: Alejandro Vio G. Subdirectora Nacional de Geología: Renate Wall Z. Derechos reservados. Prohibida su reproducción. Comité Editor: Paula Cornejo P., Aníbal Gajardo C., Andrew Tomlinson, Renate Wall Z. Editores: Estanislao Godoy P-B., Paula Cornejo P. Jefe Unidad de Publicaciones: Manuel Suárez D. Encargada de Publicaciones y corrección idiomática: Soraya Amar N. Diagramación: Mariela González A. Referencia bibliográfica Arévalo, C.; Welkner, D. 2008. Geología del Área Carrizal Bajo-Chacritas, Región de Atacama. Servicio Nacional de Geología y Minería, Carta Geológica de Chile, Serie Geología Básica 111: 67 p., 1 mapa escala 1:100.000. Santiago. Portada: Enjambre de diques que subyace a las dioritas del Complejo Plutónico Carrizal Bajo. Vista desde cerro Barril hacia el sur.

Fotografía: C. Arévalo V. Tiraje: 300 ejemplares Impreso por: Andros Impresores

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CONTENIDO RESUMEN........................................................................................................................................... 5 ABSTRACT.......................................................................................................................................... 5 INTRODUCCIÓN................................................................................................................................. 6 ESTRATIGRAFÍA................................................................................................................................. 7 Devónico-Carbonífero......................................................................................................... 7 Complejo Epimetamórfico Chañaral DCch.............................................................................. 7 Triásico....................................................................................................................................... 8 Complejo Intrusivo Carrizal Bajo Trcb..................................................................................... 8 Granito Algodones Trga........................................................................................................... 10 Triásico Superior-Jurásico Inferior.............................................................................. 10 Formación Canto del Agua TrJca ........................................................................................... 10 Jurásico Inferior.................................................................................................................... 11 Formación La Negra Jln ......................................................................................................... 11 Granodiorita Capote Jigdc........................................................................................................ 12 Jurásico Medio......................................................................................................................... 13 Granitos Los Chinches Jmgch ................................................................................................ 13 Jurásico Superior.................................................................................................................. 13 Diorita San Antonio Jsdsa......................................................................................................... 13 Hipabisales andesíticos y dioríticos de Sierra Granado Jshg................................................... 14 Jurásico Superior-Cretácico Inferior......................................................................... 15 Formación Punta del Cobre JKpc ........................................................................................... 15 Cretácico Inferior................................................................................................................. 16 Grupo Chañarcillo ............................................................................................................ 17 Formación Nantoco Kin ........................................................................................................ 17 Formación Totoralillo Kit......................................................................................................... 18 Formación Pabellón Kip ....................................................................................................... 18 Formación Sierra La Sosita Kis................................................................................................. 19 Estratos de Sierra El Toro Kito.................................................................................................. 20 Diorita de Sierra Los Puntudos Kidp ....................................................................................... 20 Granodiorita Sierra Chañar Kigdch........................................................................................... 21 Complejo Plutónico Infiernillo Kii ............................................................................................. 21 Diorita de Llano de La Jaula Kidj ............................................................................................. 23 Complejo Plutónico Retamilla Kir ............................................................................................. 23 Complejo Plutónico La Higuera Kih ......................................................................................... 24 Formación Cerrillos Kc.............................................................................................................. 25 Cretácico Superior............................................................................................................... 26 Diorita Sierra Galena Ksdg ...................................................................................................... 26 Hipabisales riolíticos y dacíticos de Rincón de Cáceres Kshc ................................................. 26 Complejo Plutónico Los Morteros Ksm .................................................................................... 26 Mioceno-Plioceno................................................................................................................... 28 Gravas de Atacama Mga . ........................................................................................................ 28 Gravas del Río Huasco MPligh................................................................................................. 29 Gravas de Challe MPligc........................................................................................................... 29 Depósitos aluviales y coluviales antiguos MPlia....................................................................... 30 Pleistoceno-Holoceno......................................................................................................... 30 Depósitos coluviales PIHc......................................................................................................... 30 Depósitos litorales PIHI............................................................................................................. 31 Depósitos aluviales PIHa.......................................................................................................... 31

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Depósitos de remoción en masa PIHrm................................................................................... Depósitos eólicos PIHe............................................................................................................. Depósitos fluviales PIHf............................................................................................................ Holoceno................................................................................................................................... Depósitos antrópicos Han......................................................................................................... GEOLOGÍA ESTRUCTURAL............................................................................................................... RECURSOS MINERALES................................................................................................................... SÍNTESIS GEOLÓGICA . .................................................................................................................... AGRADECIMIENTOS ......................................................................................................................... REFERENCIAS ...................................................................................................................................

31 32 32 32 32 32 34 39 41 41

ANEXOS..............................................................................................................................................

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I

DATACIONES RADIOMÉTRICAS.................................................................................................. Tabla 1. Edades radiométricas....................................................................................................... Tabla 2. Datos analíticos K-Ar de este trabajo................................................................................ Tabla 3. Resumen de los datos analíticos 40Ar/39Ar de este trabajo................................................ Tabla 4. Resumen de los datos analíticos U-Pb de este trabajo....................................................

48 50 54 55 56

II FÓSILES......................................................................................................................................... Tabla 5. Localidades fosilíferas.......................................................................................................

57 57

III YACIMIENTOS............................................................................................................................... Tabla 6. Yacimientos metálicos....................................................................................................... Tabla 7. Yacimientos de rocas y minerales industriales..................................................................

60 60 67



Mapa (fuera de texto) GEOLOGÍA DEL ÁREA CARRIZAL BAJO-CHACRITAS, REGIÓN DE ATACAMA. Escala 1:100.000.

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RESUMEN

La carta Geología del Área Carrizal Bajo-Chacritas, escala 1:100.000 (28°00’-28°30’S y 70°30’-71°20’O), cubre un área aproximada de 3.700 km2 en la zona sur de la III Región de Atacama y abarca la Cordillera de la Costa, la Depresión Central y la parte occidental de los contrafuertes de la Cordillera Principal, provincia que en este trabajo se denomina Precordillera de Vallenar. En la Cordillera de la Costa afloran las rocas más antiguas de la carta, las que se agrupan bajo el nombre de Complejo Epimetamórfico Chañaral (DCch) del Devónico-Carbonífero Inferior y que representan una asociación petrotectónica formada en un prisma de acreción. Sobre esta unidad yace primero la formación anísico-sinemuriana Canto del Agua (TrJca), de ambiente clástico marino y, sobre esta, de manera discordante, la formación La Negra (Jln) de edad pliensbachianajurásica superior que representa el arco volcánico relacionado con subducción jurásica. En la Depresión Central aflora principalmente la Formación Punta del Cobre (JKpc), del Jurásico Superior-Valanginiano de ambiente continental a transicional y que representa, en ese período, una asociación de tipo arco volcánico. En la Precordillera aflora el Grupo Chañarcillo, unidad marina de edad hauteriviana superior-albiana inferior (?) que agrupa a las formaciones Nantoco (Kin), Totoralillo (Kit) y Pabellón (Kip) y que representa una asociación de tipo trasarco o intraarco. Más al este, cubren esta unidad los sedimentos continentales clásticos de origen volcánico y lavas subordinadas de la Formación Cerrillos (Kc). Desde la línea de costa se emplazan tanto en las rocas metamórficas como en las rocas estratificadas anteriores, y de manera progresiva hacia el este, los intrusivos: Complejo Plutónico Carrizal Bajo (Trcb, 208-206 Ma), Granito Algodones (Trga, 203-199 Ma), Granodiorita Capote (Jigdc, ca. 183 Ma), Granito Los Chinches (Jmgch, 162-156 Ma), Diorita San Antonio (Jsdsa, 152-149 Ma), Granodiorita Sierra Chañar (Kigdch, ca. 131 Ma), Complejo Plutónico Infiernillo (Kii, 131129 Ma), Complejo Plutónico Retamilla (Kir, 127-126 Ma), Complejo Plutónico La Higuera (Kih, ca. 122 Ma) y Complejo Plutónico Los Morteros (Ksm, 69-68 Ma). Las rocas estratificadas mesozoicas y su basamento (Complejo Epimetamórfico Chañaral), se presentan desplazadas y deformadas por tres sistemas estructurales mayores: en la Cordillera de la Costa, la Zona de Cizalle Infiernillo (ZCI) y la Faja Plegada y Corrida de Los Colorados (FPCC), y en la Precordillera, la Falla Agua de Los Burros (FAB). Desplazamientos normales a lo largo de la ZCI, FPCC y FAB permitieron el emplazamiento de los complejos plutónicos Infiernillo, Retamilla y Los Morteros, respectivamente, por depresión de los pisos plutónicos en los colgantes de las correspondientes fallas extensionales. Fallas contraccionales enraizadas en la FPCC y la FAB desplazaron las secuencias volcánicas y calcáreas adyacentes y las deformaron en pliegues de vergencia occidental después de cada fase extensional. Sedimentos clásticos fluviales, aluviales y estuariales del Mioceno-Plioceno (Gravas del río Huasco, Mpligh; Gravas de Challe, MPligc) se depositaron en asociación al ascenso global del nivel del mar durante esa época, después de un episodio de incisión generalizada en el límite Oligoceno Inferior-Oligoceno Superior el que habría permitido labrar los paleovalles en que se alojan estos depósitos. Durante el Pleistoceno-Holoceno se producen sucesivos solevantamientos del continente que quedaron registrados en la región costera como terrazas litorales labradas en el sustrato pre Pleistoceno y en el continente como terrazas fluviales labradas en las Gravas del río Huasco. Las ocurrencias metálicas en la carta Geología del Área Carrizal Bajo-Chacritas corresponden a depósitos vetiformes y mantiformes de Ag, Pb-Ag, Au, Cu, Cu-Au, Cu-Co, Co, Fe, Mn, Cu-Au-Ag y Fe-Cu-Au que se pueden asociar a 2 eventos volcano-exhalativos (Triásico Superior-Jurásico Inferior y Cretácico Inferior) y a 8 eventos de mineralización relacionados con igual número de pulsos magmáticos (Triásico Superior-Jurásico Inferior; Jurásico Inferior; Jurásico Superior; Cretácico Inferior, ca. 140-131 Ma; Cretácico Inferior, ca. 126 Ma; Cretácico Inferior, ca. 122 Ma; Cretácico Superior, ca. 98 Ma, y Cretácico Superior, ca. 69-68 Ma). Las ocurrencias de minerales industriales se encuentran asociadas al plutón jurásico Algodones y a las formaciones Punta del Cobre, Nantoco, Totoralillo y Pabellón.

ABSTRACT

The Carrizal Bajo-Chacritas sheet, scale 1:100.000 (28°00’-28°30’S y 70°30’-71°20’W), covers 3.700 km2 in the south of the Atacama III Region including the Coastal Cordillera, the Central Depression and the western part of the Principal Cordillera here named Vallenar Precordillera. The oldest rocks crop out in the Coastal Cordillera and are grouped under the denomination of Chañaral Epimetamorphic Complex (DCch) Devonian-Carboniferous in age, which was formed in an acretionary prism. The clastic marine, Anisian-Sinemurian Canto del Agua (TrJca) and the volcanic, Jurassic La Negra (Jln) formations cover these rocks. In the Central Depression, the continental to transitional, volcanic to volcaniclastic rocks of the Upper Jurassic-Valanginian Punta del Cobre Formation (JKpc) representing a subduction volcanic arc at this age.

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In the Precordillera, the marine Chañarcillo Group, Upper Hauterivian-Lower Albian (?) in age represents a back-arc or intra-arc association. Further east, clastic continental and minor lava flows belonging to the Cerrillos Formation (Kc) cover this unit. The metamorphic and stratified rocks host the following intrusions that progressively decrease in age from west to east: Carrizal Bajo Plutonic Complex (Trcb, 208-206 Ma), Algodones Granite (Trga, 203-199 Ma), Capote Granodiorite (Jigdc, ca. 183 Ma), Los Chinches Granite (Jmgch, 162-156 Ma), San Antonio Diorite (Jsdsa, 152-149 Ma), Sierra Chañar Granodiorite (Kigdch, ca. 131 Ma), Infiernillo Plutonic Complex (Kii, 131-129 Ma), Retamilla Plutonic Complex (Kir, 127-126 Ma), La Higuera Plutonic Complex (Kih, ca. 122 Ma) and Los Morteros Plutonic Complex (Ksm, 69-68 Ma). The stratified rocks and the respective basement are displaced and deformed by three major structural systems: in the Costal Cordillera, the Infiernillo Shear Zone (ISZ) and the Los Colorado Fold and Thrust Belt (CFTB); and in the Precordillera, the Agua de Los Burros Fault (ABF). Normal displacements along the ISZ, CFTB and ABF allowed the emplacement of the Infiernillo, Retamilla and Los Morteros plutonic complexes, respectively, through depression of the plutonic floors in the corresponding hanging wall blocks. Contractional faults rooted into the CFTB and the ABF, displaced and folded to the west the adjacent sequences after each extensional phase. Fluvial, alluvial and estuarine clastic sediments Miocene to Pliocene in age (Gravas del río Huasco, MPligh, Gravas de Challe, MPligc) were deposited during a global sea level rise and after a generalized incision at the Early OligoceneLate Oligocene boundary. During the Pleistocene-Holocene successive uplifts of the continent are recorded in the coast by littoral terraces and in the continent by fluvial terraces in the Gravas del Río Huasco. The metallic occurrences correspond to veins and manto type deposits of Ag, Pb-Ag, Au, Cu, Cu-Au, Cu-Co, Co, Fe, Mn, Cu-Au-Ag and Fe-Cu-Au associated with two exhalative stages (Late Triassic-Early Jurassic, Early Cretaceous) and with 8 mineralisation phases related to 8 magmatic pulses (Late Triassic-Early Jurassic; Early Jurassic; Late Jurassic; Early Cretaceous, ca. 140-131 Ma; Early Cretaceous, ca. 126 Ma; Early Cretaceous, ca. 122 Ma; Late Cretaceous, ca. 98 Ma; and Late Cretaceous, ca. 69-68 Ma). The industrial mineral occurrences are associated with the Jurassic Algodones pluton and with the Punta del Cobre, Nantoco Totoralillo and Pabellón formations.

INTRODUCCIÓN La carta Geología del Área Carrizal Bajo-Chacritas escala 1:100.000 está comprendida entre los paralelos 28°00’ y 28°30’S y entre el borde costero y el meridiano 70°30’O, y cubre un área aproximada de 3.700 km2 en la zona sur de la III Región de Atacama, abarcando la Cordillera de la Costa, la Depresión Central y la Cordillera Principal, al oriente, provincia que en este trabajo se denomina Precordillera de Vallenar. La Cordillera de la Costa se presenta como una cadena montañosa, al oeste de la carta, disectada por valles transversales de diferente jerarquía como son el valle del río Huasco y las quebradas Carrizal y Carrizalillo. Su altura máxima la alcanza en el cerro Chucampe (913 m s.n.m.) al norte de la quebrada Carrizal. Hacia el oeste da paso a una serie de plataformas escalonadas de origen marino que constituyen una llanura costera. La Depresión Central corresponde a una zona deprimida en el sector central de la carta donde se ubican los llanos Punta de Díaz, de La Jaula, Chacritas y Pozo Seco. La Precordillera de Vallenar corresponde a la parte más occidental de la Cordillera Principal en esta latitud, con alturas que varían entre 700 y 2.000 m s.n.m., destacando los cerros Chueque (2.265 m s.n.m.) y Montevideo (1.410 m s.n.m.). Sus drenajes principales son las quebradas La Higuera, Agua Amarga y Algarrobal. La región tiene un clima semidesértico con reducidas precipitaciones anuales a pesar de que durante los meses de invierno la nubosidad baja alcanza hasta la Depresión Central, a lo largo de los valles transversales principales. El acceso a la parte oriental de la carta se hace fundamentalmente por la ruta 5 norte, camino de primera categoría, y por las huellas mineras que se desprenden de ella, hacia el este. A la parte occidental de la carta se accede por el camino costero (ripiado) que une las localidades de Carrizal Bajo, en el norte, y Huasco, en el sur. A todos los sectores ubicados entre estas dos rutas longitudinales mayores se accede por caminos de ripio estabilizado que, en gran cantidad, conectan las labores mineras de la Cordillera de la Costa.

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Este documento forma parte del Proyecto Levantamiento Hoja Vallenar, Provincia del Huasco, III Región, estudio que fue financiado con fondos sectoriales del Servicio Nacional de Geología y Minería (código BIP 20168628, MIDEPLAN). Su objetivo principal fue estudiar la geología regional del área comprendida entre los paralelos 28°00’ y 29°30’S y el meridiano 29°30’O hasta la costa, a escala 1:100.000. La zona representada en esta carta corresponde a la porción más septentrional del área total del proyecto, el que incluyó el levantamiento geológico de 6 cartas a escala 1:50.000 (cuadrángulos IGM: Carrizal Bajo, Canto del Agua, Estación Algarrobal, Huasco, Astillas y Chacritas), las que fueron sintetizadas en un mapa a escala 1:100.000 acompañado de una leyenda expandida y un perfil geológico a la misma escala. El mapeo utilizó como base fotografías aéreas en blanco y negro (vuelo Hycon, 1956), a escala aproximada 1:60.000 e imágenes satelitales LANDSAT a diferentes escalas. El trabajo fue complementado con el estudio petrográfico de 430 cortes transparentes, 53 análisis geoquímicos, estudios de macrofauna recolectada en 27 localidades fosilíferas y 47 determinaciones radiométricas (22 de ellas hechas por el método K-Ar, 24 por el método 40 Ar/39Ar y 1 por el método U-Pb). ESTRATIGRAFÍA

DEVÓNICO-CARBONÍFERO Complejo Epimetamórfico Chañaral DCch (Devónico-Carbonífero Inferior) (Godoy y Lara, 1998)

Definición y relaciones de contacto. Este complejo fue definido como un complejo de rocas metasedimentarias-metaareniscas y filitas- que incluye facies de ‘mélange’, con escasas intercalaciones de metabasitas y metacalizas. Está expuesto típicamente en el área de Chañaral (Godoy y Lara, 1998), más de 200 km al norte del límite norte de la carta. En la carta Geología del Área Carrizal Bajo-Chacritas, el Complejo Epimetamórfico Chañaral aflora en el tercio más occidental de la hoja, de manera continua desde la quebrada Carrizal hasta el valle del río Huasco y configura una franja de 55 km de largo por 12 a 15 km de ancho. Está compuesto casi exclusivamente por metaturbiditas, en ocasiones, de predominio arenoso, en facies de ‘mélange’ o con marcados efectos de cornificación en lugares adyacentes a plutones. Subyace discordantemente a la Formación Canto del Agua (TrJca) y a las gravas de Challe y Huasco (MPligc y MPligh). Está intruido por el Complejo Intrusivo Carrizal Bajo (Trcb), el Granito Algodones (Trga), la Granodiorita Capote (Jimdc), el Granitos Los Chinches (Jmgch), los Hipabisales andesíticos y dioríticos de Sierra Granado (Jshg), la Diorita San Antonio (Jsdsa) y la Diorita de Sierra Los Puntudos (Kidp). Su base no está expuesta. Litología. El Complejo Epimetamórfico Chañaral está compuesto por metaareniscas, cuarcitas, pizarras y filitas. Las rocas, en general, están afectadas por metamorfismo de bajo a muy bajo grado, representado por la asociación cuarzo, albita, clorita, muscovita y calcita. En los afloramientos costeros se sobrepone una foliación penetrativa, que transpone la estratificación original, aunque no logra modificar la angularidad de los granos sedimentarios ni tampoco recristalizar la mica blanca detrítica. Desde Carrizal Bajo hasta la quebrada Carrizalillo la estructura de primer orden corresponde a pliegues de rumbo NNE y vergencia oeste a noroeste. En general, son inclinados al SE aunque, como en llanos de Challe, se observan repliegues de estas estructuras en los bloques colgantes de fallas inversas frágiles tardías. Bandas hectométricas de pliegues disarmónicos desarraigados, al norte de la quebrada Taisani y en la quebrada Agua Grande, indican la presencia de facies de ‘mélange’, aunque Godoy y Welkner (2003) señalan que la presencia de micropliegues apretados en budines de la franja de Taisani descarta la naturaleza sedimentaria de estos cuerpos de brechas, a diferencia de aquellos descritos más al norte por Bell (1987). Tierra adentro, las metaareniscas están poco recristalizadas y, por lo tanto, es posible reconocer estratificación y estructuras sedimentarias primarias al interior de cada capa. Donde la estratificación es visible, las metaareniscas y cuarcitas se disponen rítmicamente en estratos planos, con espesores individuales de 5 a 40 cm, ocasionalmente hasta 4 m, y con frecuencia constituyen paquetes alternantes entre metapelitas y metaareniscas de 0,5 a 3 m de espesor.

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En las cercanías de cuerpos plutónicos o incluidos en ellos, se ha reconocido corindón, espinela, andalucita, cordierita y fibrolita (Godoy, 1985; Godoy y Garrido, 1985), como parte de las asociaciones mineralógicas típicas del metamorfismo de contacto. Edad. Las relaciones de contacto, expuestas en la carta, solo permiten asignarle una edad mínima Triásico Inferior a la unidad. Al sur de la hoja, en la Carta Freirina El Morado (Welkner et al., 2006), limolitas y areniscas de edad pérmica (Estratos de Llanos de Chocolate) que sobreyacen el Complejo Epimetamórfico Chañaral, restringen aún más esta edad mínima al Carbonífero. Estos antecedentes son consistentes con la edad devónica-carbonífera temprana asignada a la unidad, sobre la base de la presencia de Lophoctenium comosum (Miller,1970), conodontes Gnathodus sp. (Bahlburg et al.,1986), spiriféridos y briozoos (Bell, 1987), en Chañaral. Una edad K-Ar de 159±4 Ma, en biotita, efectuada en una muestra proveniente de la quebrada Las Bandurrias es cercana a la edad del Granito Los Chinches (Jmgch, 162-156 Ma), próximo al sitio de la muestra y, por tanto, se considera representativa de metamorfismo de contacto. Interpretación. El protolito sedimentario de esta unidad se habría depositado en forma de corrientes de turbidez, en un ambiente de abanico submarino de facies intermedias a distales. Tanto las asociaciones litológicas como la abundancia de facies de ‘mélange’, en Chañaral, permitieron a Bell (1984, 1987) proponer que esta asociación petrotectónica se habría formado en un prisma de acreción. A diferencia de lo observado en el basamento de Chile Central, entre los 34° y 38°S, donde turbiditas pasan gradualmente a esquistos y metabasitas (Godoy, 1970), la yuxtaposición tectónica entre metasedimentos y lonjas de esquistos cuarzomicáceos y metabasitas de protolito básico a ultrabásico, como las observadas al sur del río Huasco (Godoy y Welkner, 2003; Welkner et al., 2006) indica que el complejo se habría construido por la adición tectónica de rocas profundas de afinidad oceánica en sedimentos más someros, un mecanismo que habría sido de gran importancia durante la subducción devónica-carbonífera. TRIÁSICO

Las rocas de este período están representadas por dos cuerpos plutónicos mayores, uno de composición bimodal diorítica-granítica (Complejo Intrusivo Carrizal Bajo, Trcb) y otro unimodal (Granito Algodones, Trga), que afloran en el cuadrante noroccidental de la carta. Complejo Intrusivo Carrizal Bajo Trcb (208-206 Ma) (Welkner y Arévalo, 2002)

Definición y relaciones de contacto. Corresponde a un complejo intrusivo bimodal expuesto en el borde occidental de la carta, en que se individualizan cuerpos plutónicos homogéneos relativamente contemporáneos, enjambres de diques y brechas magmáticas. Esta unidad agrupa colectivamente a la Diorita Los Cachos, Gabro Rincón de las Minas y la unidad de Stocks y Filones Graníticos de Sierra Galena descritos inmediatamente más al norte en las cartas Castilla y Totoral Bajo (Blanco et al., 2003). El Complejo Intrusivo Carrizal Bajo se distribuye a lo largo de una franja continua NNE de 26 km, desde el llano Los Medanitos, por el norte, hasta la quebrada Rascamono, por el sur. De manera discontinua, afloramientos de la unidad se encuentran dispersos desde punta Agua de Patillo hasta Punta Alcalde, al sur de la carta (Welkner et al., 2006). Está emplazado en el Complejo Epimetamórfico Chañaral, en el cual desarrolla un halo discreto de metamorfismo de contacto representado típicamente por una blástesis mimética de biotita. Su margen oriental está intruido por el Granito Algodones (Trga). Internamente, el complejo está formado por un apilamiento de cuatro cuerpos plutónicos subtabulares paralelos, de composiciones alternantes entre dioritas y granitos, que afloran en dos bloques separados por una falla dúctil, norte-sur, a lo largo de la quebrada de Las Cuevitas y de su prolongación hacia el sur. Se incluye, además, un enjambre de diques de composición bimodal, similar a la de los cuerpos que lo sobreyacen, que aflora en la base del complejo y una serie de cuerpos de brechas magmáticas que afloran en la interfase entre las subunidades plutónicas tabulares o en el complejo de diques, en los contactos entre cuerpos de distinta composición. Estas brechas, cuando son mapeables, definen horizontes concordantes o cuerpos irregulares.

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Litología. Los cuerpos plutónicos subtabulares se han agrupado según su composición en facies dioríticas (Trcb (d)) y facies graníticas (Trcb (g)). Las facies dioríticas incluyen dioritas y dioritas cuarcíferas de piroxeno, anfíbola y biotita; gabros de piroxeno y anfíbola, y noritas de olivino y anfíbola. En general, corresponden a rocas de grano medio, con plagioclasas parcialmente argilizadas y máficos moderadamente reemplazados por clorita y/o actinolita. Las facies graníticas incluyen granitos, granodioritas de biotita y anfíbola y escasas monzodioritas cuarcíferas de anfíbola y biotita. Presentan tamaño de grano medio a fino con máficos, en general, bien preservados. Las brechas magmáticas (Trcb (bm)) que ocurren en el contacto entre términos composicionales extremos están formadas por fragmentos dioríticos a dioríticos cuarcíferos de piroxeno y anfíbola, inmersos en una matriz granodiorítica a tonalítica de anfíbola y biotita. Los fragmentos, de granulometría fina característica, muestran un amplio rango de tamaños (milímetros a decímetros) y formas (angulosas, lobuladas y almohadilladas) y, frecuentemente, aparecen inyectados por una red de diques cortos felsíticos o venillas de la misma composición. La matriz, en general, granodiorítica a tonalítica, presenta un tamaño de grano medio. En el cerro Barril aflora un cuerpo compacto de brechas de esta facies intruido por abundantes diques andesíticos NNE de color marrón, que subyace, a través de un contacto con suave manteo al este, al cuerpo tabular más basal de las dioritas del complejo. El examen detallado de las brechas indica que los fragmentos se desarrollan en la interfase entre diques de composición diorítica y granítica, en una situación similar a las brechas ubicadas entre los cuerpos plutónicos tabulares del complejo al que subyacen. Edad. Dataciones U-Pb en circón se realizaron en cada uno de los cuerpos plutónicos subtabulares y, particularmente, en la facies de brechas magmáticas donde se dataron tanto fragmentos como matriz. En las dioritas se obtuvieron dos edades de cristalización U-Pb, en circón, indistinguibles dentro del error de 207,7±1,3 Ma (Cruden et al., 2004), para el cuerpo plutónico diorítico más basal, y de 207,4±0,7 Ma (Cruden et al., 2004) para otro cuerpo estratigráficamente más alto, ubicado fuera del límite norte de la carta. Estas edades son concordantes con otras dos determinaciones 40Ar/39Ar, en anfíbola de 207,2±3,4 Ma y 204,9±3,8 Ma (esta última, fuera del límite norte de la carta). En los granitos se obtuvo una edad de cristalización U-Pb, en circón, de 206,2±0,6 Ma (Cruden et al., 2004) y dos edades 40Ar/39Ar de 205±3 Ma, en biotita, y 202,1±3,6 Ma, en anfíbola, ambas concordantes, dentro del error, con la edad U-Pb. Para un fragmento diorítico perteneciente a la facies de brechas magmáticas se obtuvo una edad U-Pb, en circón, de 208,5±0,5 Ma (Cruden et al., 2004), mientras que para la matriz se obtuvo una edad U-Pb, en circón, de 208,2±0,2 Ma (Cruden et al., 2004), ambas en el complejo de diques basales del cerro Barril. En estas mismas rocas, determinaciones 40 Ar/39Ar arrojaron valores de 201±3 Ma, en anfíbola, para un fragmento diorítico, y de 201,3±3,2 Ma y 203,3±3,2 Ma, ambas edades en biotita, para la matriz tonalítica. Estos valores, salvo una edad K-Ar de 208±5 Ma, en biotita, hecha en la última muestra, son todos discordantes respecto de las edades U-Pb y no se consideran edades representativas de cristalización. Otras cinco determinaciones fueron hechas en los diques andesíticos de color marrón. Cuatro de ellas son edades 40Ar/39Ar de 193,2±0,5 Ma, en biotita; 174±4 Ma, en masa fundamental; 130,6±1,0 Ma, en plagioclasa, y 127±3 Ma, en biotita (todas de Heydolph, comunicación escrita, 2008). La quinta determinación es una edad K-Ar de 179±6 Ma, en roca total (este trabajo). Interpretación. La característica más importante de este complejo plutónico es su naturaleza estratificada y bimodal. Aunque su mecanismo de emplazamiento no es evidente a partir de los afloramientos disponibles, es posible inferir por comparación con complejos plutónicos cretácicos, igualmente estratificados, situados más al sur y oriente (Welkner et al., 2006; este trabajo) que el Complejo Plutónico Carrizal Bajo se construyó por el apilamiento vertical de láminas magmáticas horizontales, proceso que fue asistido por el desplazamiento contemporáneo de fallas sinplutónicas adyacentes (Arévalo et al., 2004), una de las cuales podría estar representada por la falla dúctil de la quebrada de Las Cuevitas. La existencia de enjambres de diques bajo el piso plutónico del complejo, que no disectan los cuerpos plutónicos superiores y el hecho de que las edades de estos cuerpos son indistinguibles respecto de aquellas de las dioritas y granitos superiores, indica que el complejo se alimentó de magma a través de diques durante su construcción. La existencia, en las brechas magmáticas, de fragmentos de diorita fina con bordes lobulados y almohadillados en material felsítico, indica el carácter contemporáneo de los magmas de los que derivó la formación de estas rocas. La fragmentación interna, que se manifiesta como bordes crenulados y texturas en puzzle (‘jigsaw’), dentro de

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los lóbulos máficos, puede, además, representar un efecto de ‘craquelamiento’ del material máfico, al inyectarse en un magma más frío como el granítico (Welkner y Arévalo, 2002). La existencia de una concentración anómala de agujas de apatito y la textura fina de los fragmentos, sugieren también un enfriamiento rápido después de las inyecciones máficas. Todas estas observaciones son corroborables por la cronología U-Pb y 40Ar/39Ar disponible tanto para los fragmentos como para la matriz. Granito Algodones Trga (203-199 Ma) (nueva unidad)

Definición y relaciones de contacto. Cuerpo plutónico de planta elipsoidal y eje mayor NE constituido mayoritariamente por granitos y granodioritas y, subordinadamente por dioritas cuarcíferas, que aflora en el extremo noroccidental de la carta, entre la quebrada Carrizal y la sierra Punta Alta y continúa más allá del límite norte de la carta. Gran parte del contacto con las rocas metasedimentarias del Complejo Epimetamórfico Chañaral se hace a través de una franja envolvente subvertical de milonitas y migmatitas de protolito plutónico o metamórfico. El contacto del intrusivo con las dioritas y granitos del Complejo Intrusivo Carrizal Bajo, por otra parte, es nítido y solo aparece marcado por un halo discreto de alteración en la roca de caja. Litología. Las facies más félsicas del intrusivo corresponden a monzogranitos y granodioritas de anfíbola y biotita de grano medio y textura hipidiomórfica, equigranular, con deformación moderada, recristalización y fracturamiento leve. La plagioclasa presenta alteración leve a sericita, esmectitas y arcillas. La facies máfica corresponde a dioritas cuarcíferas de anfíbola y biotita, de grano medio con textura inequigranular, poikilítica y de entrecrecimiento. En algunos lugares se reconoce una leve alteración propilítica. Las rocas deformadas del borde plutónico corresponden a ultramilonitas con anfíbola como mineral neoformado principal, por lo cual se infiere que la deformación se desarrolló bajo condiciones de facies de anfibolita. En sectores aislados se han observado también venillas migmatíticas cortas, de composición aplítica, cizalladas y no cizalladas, que coexisten con las milonitas, lo que indica que la deformación alcanzó temperaturas que produjeron fusión de las rocas de caja. Edad. Se ha efectuado una edad 40Ar/39Ar, en anfíbola, de 199±3 Ma. Otras tres edades K-Ar, en biotita, de 203±5 Ma, 203±5 Ma, 201±5 Ma y 197±5 Ma son todas consistentes, dentro del error, con esta edad, por lo que se considera el rango 203-199 Ma como la edad de cristalización del plutón. Otras edades K-Ar de 171±4 Ma y 192±5 Ma, en biotita, se consideran mínimas. Interpretación. La foliación cristaloplástica exhibida por las milonitas de la zona de cizalle externa pasa gradacionalmente a una foliación magmática coplanar desarrollada en rocas plutónicas más internas, la que desaparece en facies isótropas del núcleo del plutón. El carácter gradacional y coplanar de las fábricas cristaloplásticas y magmáticas junto con la presencia de venas graníticas cizalladas y no cizalladas, que coexisten con las rocas deformadas, son las principales evidencias que indican el origen sinplutónico de la banda periférica de rocas deformadas. Lineaciones de estiramiento mineral contenidas en los planos de foliación de las milonitas, a lo largo de direcciones de máximo manteo, y definidas por alineamiento de cuarzo, biotita, anfíbola y porfiroclastos complejos de tipo σ (núcleos dioríticos cuarcíferos envueltos en una matriz esquistosa) indican, en conjunto, un sentido de cizalle ‘plutón hacia abajo’. Esta característica sugiere un mecanismo de emplazamiento plutónico por depresión del piso plutónico (Cruden, 1998). TRIÁSICO SUPERIOR-JURÁSICO INFERIOR Formación Canto del Agua TrJca (Anísico-Sinemuriano) (Moscoso et al., 1982)

Definición y relaciones estratigráficas. Moscoso (1979) mencionó con este nombre a ‘un conjunto de sedimentitas marinas, areniscas y conglomerados cuarcíferos, lutitas, calizas brechosas y calcarenitas, portadoras de fauna fosil, que aflora unos 8 km al SSO de la localidad de Canto del Agua’. La unidad se expone de manera continua al oeste de las sierras de los Quemados y Los Puntudos, entre las quebradas Los Molles y Capote y, como afloramientos aislados a lo largo de la costa, entre Carrizalillo y la ciudad de

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Huasco. Sobreyace, de manera discordante, a esquistos y filitas del Complejo Epimetamórfico Chañaral (Dcch) y subyace, también de manera discordante, a lavas de la Formación La Negra (Jln). Aparece intruida por la Granodiorita Capote (Jigdc) y la Diorita de Sierra Los Puntudos (Kidp). Litología. La secuencia tiene un espesor total estimado de 2.100 m (Moscoso et al., 1982). El mapeo detallado de la unidad ha permitido diferenciar en ella cuatro asociaciones de facies en los afloramientos al oeste de las sierras de los Quemados y Los Puntudos. Ellas son: areniscas y brechas epiclásticas bien estratificadas con intercalaciones de fangolitas y calizas fosilíferas (TrJca (a)); brechas riolíticas epi- y volcanoclásticas, blanquecinas a amarillentas, de grano medio, con clastos felsíticos angulosos en matriz arenosa fina, en afloramientos macizos o con estratificación gruesa (TrJca(b)) que, en la falda occidental de la sierra Minillas, presentan intercaladas fangolitas laminadas blanquecinas y negras; domos riolíticos blanquecinos con laminación convoluta y lavas-domo verdosos de composición dacítica sin estratificación visible (TrJca(c)); y cuarcitas finas a medias, en bancos de 30 a 40 cm, continuas lateralmente, alternadas con conglomerados finos con clastos cuarcíferos y riolíticos en capas delgadas y con calizas fosilíferas bioturbadas con thalassinoides (TrJca(d)). A lo largo de la costa, los afloramientos corresponden principalmente a pórfidos dacíticos y riolíticos, riolitas fluidales, tobas líticas y de cristales, pertenecientes a cuerpos individuales de domos de la facies TrJca(c) y a conglomerados y areniscas cuarcíferas de la facies TrJca (a). Edad. En la localidad tipo, la presencia de Daonella spp. en los niveles inferiores de la secuencia, permite asignar una edad anísica para el piso de la unidad (V. Covacevich in Moscoso y Covacevich, 1982). En tanto, diferentes niveles con Psiloceras (Calcoceras) sp. y Arnioceras? sp. del Hettangiano y Sinemuriano (Covacevich in Moscoso y Covacevich, 1982) en niveles superiores, permiten asignar un rango AnísicoSinemuriano a la formación. Interpretación. Los afloramientos de la Formación Canto del Agua, al oeste de las sierras de los Quemados y Los Puntudos, aparecen flanqueados por dos fallas normales, la más meridional de las cuales no desplaza la granodiorita Capote ni a la Formación La Negra, ambas unidades de edad jurásica inferior. Este hecho permite la inferencia de que esta estructura, junto a su equivalente de más al norte, corresponden a fallas activas al momento de la depositación de Canto del Agua durante el período Anísico-Sinemuriano y, probablemente constituyen bordes de una cuenca de orientación ONO. Esto aparece refrendado por el hecho de que más al sur, fuera de los márgenes de esta paleodepresión, las rocas de esta unidad corresponde de preferencia a tobas y domos. La paleodepresión en que se depositaron estos sedimentos representaría también un remanente de una cuenca de envergadura mayor, de orientación ONO, que se extendió hasta las localidades de Alto del Carmen y San Félix, en la alta Cordillera de Vallenar, donde se acumularon más de 4.000 m de sedimentos pertenecientes a la Formación San Félix (Reutter, 1984), unidad con la cual la Formación Canto del Agua se correlaciona lito- y cronoestratigráficamente. La existencia de intercalaciones de niveles fosilíferos a lo largo de todo el espesor de la secuencia, indica que las rocas sedimentarias de la formación se depositaron, de manera subacuática, en un medio marino dominado por la depositación clástica y, probablemente, en la sección marina de un delta de abanico grueso (‘coarse grain fan delta’; Suárez y Bell, 1992). JURÁSICO INFERIOR

Las rocas de este período están representadas por una secuencia volcánica, andesítica a andesítica basáltica (Formación La Negra, Jln) de edad pliensbachiana-jurásica superior, que aflora en el cuadrante suroccidental de la carta, y por un cuerpo plutónico de composición granodiorítica (Granodiorita Capote, Jigdc) que aflora en el cuadrante suroccidental de la carta. Formación La Negra Jln (Pliensbachiano-Jurásico Superior) (García, 1967)

Definición y relaciones de contacto. Corresponde a una secuencia homogénea de 300 m de espesor mínimo, mayoritariamente compuesta de lavas de aspecto macizo y color rojizo de meteorización, en cuya base presenta una intercalación de tobas soldadas. Donde son visibles las coladas, ellas varían entre 3 y

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10 m de espesor. La secuencia aflora como una franja continua de orientación NNE desde la sierra Astillas hasta el valle del río Huasco. Más al norte, la franja continúa en un pequeño afloramiento al oeste del cerro Tinaja y en la sierra Loma Negra, desde donde la unidad sigue hasta más allá del límite norte de la carta. La formación descansa discordantemente sobre areniscas deformadas de la Formación Canto del Agua y su techo no aparece expuesto. Está intruida por los Hipabisales andesíticos y dioríticos de Sierra Granado (Jshg), la Granodiorita Capote (Jigdc), la Diorita San Antonio (Jsdsa), por la Granodiorita Sierra Chañar (Kigdch) y por el Complejo Plutónico Infiernillo (Kii). El contacto con estos dos últimos cuerpos se produce a través de franjas de milonitas con mineralogía de relativo alto grado metamórfico (biotita-anfíbola). Litología. Las coladas se componen de andesitas a andesitas basálticas afaníticas y porfídicas, en algunos sectores con fuerte cloritización. Como fenocristales presentan grandes cristales (1-2,5 cm) de plagioclasa (10-40%), en algunos sectores albitizada, piroxeno con o sin bordes alterados a anfíbola y anfíbola alterada a clorita. La masa fundamental es pilotaxítica a subofítica y a veces afieltrada con actinolita-clorita seudomorfa y epidota diseminada. En algunos sectores, estas rocas presentan aspecto fluidal y color verdoso, generalmente con vesículas rellenas con cuarzo. Se intercala hacia la base un paquete lenticular de tobas de textura eutaxítica y color rojizo con un marcado clivaje derivado del bandeamiento de flujo primario (Jln(a)). Corresponden a tobas dacíticas ricas en cristales (plagioclasa) y fiamme colapsadas. La tobas alternan con brechas de fragmentos riolíticos (2-10 cm) y mala selección, lo que indica proximidad de domos contemporáneos. Hacia el techo la secuencia aparece intruida por filones manto andesíticos de color anaranjado y composición similar a la de las coladas. Hacia el borde oeste del Complejo Plutónico Infiernillo desarrollan una foliación milonítica penetrativa, con biotita y anfíbola como minerales neoformados principales. Edad. La edad sinemuriana de areniscas fosilíferas en la Formación Canto del Agua (TrJca) permite atribuir una edad máxima pliensbachiana a la secuencia. Por otro lado, la edad mínima toarciana, que impone la edad 40Ar/39Ar de ca. 183 Ma, en anfíbola (Heydolph, comunicación escrita, 2008), hecha en la Granodiorita Capote restringe la edad de estos afloramientos a un rango plienbachiano. Este rango es bastante limitado para la Formación La Negra, particularmente por el hecho de que más al norte, en la Provincia de Chañaral, se intercalan en la formación varios horizontes con fauna bajociana (Davidson et al., 1976) más joven (172168 Ma; Gradstein et al., 2004) y más al sur del río Huasco, en la carta Freirina-El Morado (Welkner et al., 2006), el espesor medido de la formación es ostensiblemente mayor (2.900 m de espesor máximo). Ambos hechos sugieren que el rango pliensbachiano es bastante limitado y poco representativo para la edad de la Formación La Negra por lo que se prefiere, en este trabajo, una edad mínima amplia jurásica superior para esta unidad, sobre la base de su relación con la suprayacente Formación Punta del Cobre, de edad Jurásico Superior-Valanginiano. Interpretación. La secuencia se habría formado por la acumulación de coladas andesíticas en condiciones continentales, aunque condiciones marinas ocurrieron al sur de la carta, como las indicadas por los horizontes marinos registrados en la quebrada El Morado, en la carta Freirina-El Morado. Las tobas soldadas y brechas de fragmentos riolíticos mal seleccionadas que se encuentran cerca de la base de la serie, indican actividad piroclástica ácida contemporánea con la efusión de las coladas andesíticas a andesítico-basálticas. Granodiorita Capote Jigdc (ca. 183 Ma) (nueva unidad)

Definición y relaciones de contacto. Cuerpo bastante homogéneo e isótropo de granodioritas y monzodioritas que aflora como una franja NE desde el cerro Capote, por el norte, hasta el valle del río Huasco. Intruye la formación Canto del Agua (TrJca) y el Complejo Epimetamórfico Chañaral (DCch), por el oeste, y la Formación La Negra (Jln), por el este. Litología. El plutón está formado por granodioritas de biotita y anfíbola, de grano medio, que incluyen, de manera subordinada, monzodioritas y dioritas de biotita, anfíbola y piroxeno. Las texturas son, en general, equigranulares, aunque también se presentan pórfidos. La plagioclasa, en cristales zonados, poikilíticos y mirmekítticos se presenta con una leve a intensa alteración a sericita. La biotita se encuentra en cristales frescos, recristalizados o levemente alterados a epidota y epidota-clorita. La anfíbola generalmente presenta alteración moderada a clorita-actinolita y localmente a biotita. El piroxeno, cuando está presente, es escaso

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