XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009

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Deformación compresiva-oblicua polifásica y pórfidos cupríferos eocenos en el Sistema de Fallas de Domeyko: la

región de Esperanza-Caracoles (Distrito Centinela)

Mpodozis, C1, Cembrano, J.2., Mora, R.1 (1) Antofagasta Minerals, Apoquindo 4001, Piso 18, Santiago. (2) Fleming 6889, Departamento 205, Santiago. cmpodozis@aminerals.cl Introducción La zona de Esperanza-Caracoles, en el Distrito Centinela (DC), 65 Km. al SSW de Calama, hospeda numerosos yacimientos de pórfidos cupríferos con edades comprendidas entre los 45 y 41 Ma (Esperanza, Telégrafo, Caracoles, Mirador, Centinela). Esta región, que incluye extensas cubiertas de gravas terciarias, se ubica en el borde occidental del bloque paleozoico de la Cordillera de Domeyko y está atravesada por algunas de las fallas mayores del Sistema de Fallas de Domeyko. A gran escala se encuentra sobre el extremo septentrional de la falla Sierra de Varas [1, 2], que en esta región termina en un abanico de fallas, abierto hacia el norte, y que incluye fallas mayores de rumbo NS (fallas Centinela) a NE (fallas Los Toros, Telégrafo, Figura 1). La prolongación de estas hacia el norte se ve interrumpida por la cubierta de gravas de Quebrada Los Arrieros, de tal modo que su relación con estructuras descritas mas al norte (Fallas Limón Verde, Falla Oeste) no es fácil de establecer. Uno de los rasgos conspicuos de esta zona es la ocurrencia de arreglos de fallas de geometría sigmoide y rumbo general NNE, limitadas entre las fallas mayores de dirección NS a NNE que, en planta, definen geometrías propias de sistemas de duplex de rumbo tanto al norte de Llano de Caracoles (Duplex Esperanza, DE), como al sur (Duplex de Las Lomas, DLL, Figura 1). Dentro de ellos se emplazan algunos de los sistemas mineralizados mayores del distrito (Esperanza, Telégrafo, Caracoles). En esta contribución presentamos los primeros resultados de un estudio geológico y estructural del distrito que incluye, dataciones U/Pb en circones, nuevas observaciones estructurales y trabajos de mapeo en curso, a escala 1:25.000 que permitirán establecer las relaciones entre la evolución tectónica y magmática de la región y con los procesos que dieron origen al emplazamiento de los sistemas de pórfidos cupríferos eocenos.

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Nuevos datos geocronológicos y estratigráficos La unidad más antigua expuesta en la zona de Caracoles-Esperanza corresponde a una secuencia de lavas andesíticas, tobas riolíticas, calizas, evaporitas (yeso) y domos riolíticos, con edades U/Pb en circones comprendidas entre los 210 y 198 Ma que afloran en el DLL, 2, 3] (Figura 1). Rocas de edad equivalente también se encuentran expuestas al norte del Llano de Caracoles en la zona este del DE, donde han sido datadas en 203,2 ±3,5 Ma Esta unidad representa probablemente el relleno de un sistema de hemigrabens extensionales del Triásico superior-Jurásico inferior limitadas por fallas normales inclinadas al E, al norte del Llano de Caracoles, y al W, al sur. En ambos sectores la secuencia triásica esta cubierta por sedimentitas marinas Jurásicas del grupo Caracoles [1, 2] facies de subsidencia termal post-rift. Una discordancia angular, observada al oeste del distrito, la separa de rocas volcánicas del Cretácico superior (“formación Quebrada Mala”). Estas afloran en el DE donde fueron datadas, al sur de Telégrafo, en 69,7±1,2 Ma, y en Esperanza, en 73,7±1,3 Ma. En el Duplex Las Lomas, las rocas triásicas están intruidas por domos riolíticos y stocks de granodioritas datados en 68.1±1,3 y 68,5±1,3 Ma, que se emplazan como cuerpos sigmoides elongados en dirección NNE entre las fallas de borde del duplex. Al norte del Llano de Caracoles, dentro del DE, (Figura 1) las lavas del Cretácico superior están intruidas por domos y diques andesíticos del Paleoceno (64,2±1,0, 64,1±1,1, 63,9±1,3 Ma) mientras en el DLL se encuentran pequeños afloramientos de lavas andesíticas con edad equivalente. (62,7±1,0 Ma), similar a la indicada para las ignimbritas basales de la formación Cinchado (64 Ma*) ubicadas inmediatamente al este del DLL (Figura 1). Intrusivos diorítico-monzodioríticos con edades de 57,7±1,1 y 57,8±1,4 Ma, intruyen a las lavas paleocenas en el DLL, mientras que pequeños stocks eocenos, datados en 45,9±0,7 Ma, aparecen asociados espacialmente a la falla en la zona norte del DLL. Potentes secuencias de gravas constituyen la mayor parte de de la cobertura en la zona de Caracoles. Al oeste de Telégrafo, las unidades más antiguas presentan niveles de depósitos de “block and ash” e intercalaciones de tobas retrabajadas, con una población de circones detríticos de 42 Ma, similar a las edades obtenidas, inmediatamente al este, en los pórfidos mineralizados de Esperanza, Caracoles y Telégrafo. Observaciones estructurales La geología estructural de la zona es muy compleja e incluye varias etapas de deformación sobre-impuesta, con componentes de rumbo y compresión episódicamente coetáneos. Mpodozis et al [1] indicaron que la geometría interna del DLL correspondería a la de un duplex de rumbo producido por transcurrencia dextral [3], probablemente durante el Eoceno. Nuevas observaciones [4] señalan, sin embargo, que la fábrica estructural regional es polifásica e incluye una importante componente de deformación compresiva en parte simultánea con deformación transcurrente. Los paneles de estratos triásicos a jurásicos, inclinados hasta 70ºE, en el DLL, y triásicos a cretácicos con

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manteosde hasta 70º W en el DE se pueden interpretar como los limbos frontales, cortos, de anticlinales asimétricos de propagación de falla formados durante la inversión de hemigrabens triásico-jurásicos de vergencia alternante. Ambos habrían estado, originalmente, en dominios estructurales separados por una zona de transferencia de rumbo NW reactivada en forma tardía como falla sinistral, que se ubicaría bajo el Llano de Caracoles (Figura 1). Esta primera etapa de deformación, ocurrida cerca del límite Cretácico-Terciario incluyó, además, una importante componente de desplazamiento dextral de rumbo NNE, como lo indica la orientación de los intrusivos, sintectónicos del Cretácico superior, emplazados en forma paralela a las fallas de segundo orden en el DLL (Figura 1). Una segunda etapa de deformación habrá ocurrido en el Eoceno. Los intrusivos de 43 a 41 Ma portadores de la mineralización cuprífera en el DE corresponden a varias familias de diques granodioritíticos que intruyen a lavas del Cretácico superior en el bloque colgante de la Falla Telégrafo la cual levanta rocas de Cretácico superior sobre tobas de probable edad eocena [5]. Estos diques de pórfido, que se orientan en forma sub-paralela a la falla, se habrían propagado, durante ese periodo, en condiciones de compresión/transpresión, como las descritas en [6], a lo largo de o “guiadas” por, fallas reactivadas, como la falla Telégrafo. La importancia relativa de los componentes de rumbo y compresión durante la deformación eocena es, sin embargo, difícil de establecer, Indicadores cinemáticos observados en superficie [4], indican, la existencia de un episodio regional de deformación transpresional dextral temprano y otro transpresional sinistral tardío a o largo de las fallas regionales mayores pero cuya edad absoluta no puede ser, por el momento, precisada. En todo caso, la larga historia de deformación parece ser una condición esencial para debilitar la corteza continental y permitir el emplazamiento de los intrusivos eocenos mineralizados del DC. _____________________ (*): Dataciones K/Ar. El resto de las edades mencionadas en el texto corresponde a dataciones U/Pb en circones que se dan, a conocer por primera vez. Referencias [1] Mpodozis, C., Marinovic, N., Smoje, I., Cuitiño, L., 1993, Estudio geológico-estructural de la Cordillera de Domeyko entre Sierra Limón Verde y Sierra Mariposa, Región de Antofagasta. Escala 1:100.000: Santiago, Chile, Servicio Nacional de Geología y Minería Chile, Informe Registrado, IR-93-04, 282 p., Santiago [2] Marinovic, N. García, M. (1999) Hoja Pampa Unión, Región de Antofagasta. Escala 1100.000, Servicio Nacional de Geología y Minería, Mapas Geológicos, 9, Santiago [3] Mann, P (2007) Global catalogue, classification and tectonic origins of restraining and releasing bends on active and ancient strike-slip fault systems. Geological Society of London, Special Publication, 290, 13-142 [4] Cembrano, J. (2008). Estudio Estructural de la Faja Tesoro-Polo Sur, Resultados Primera fase, Antofagasta Minerals, Informe Interno, 13 p, Santiago [5] Münchmeyer, C., Valenzuela, D. (2009) El Yacimiento Telégrafo: Un pórfido cuprífero en etapa de exploración avanzada en el Distrito Centinela, (este Congreso)

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[6] Galland, O, Bremond d’Ars, J., Cobbold, P., Hallot, E. (2003) Physical models of magmatic intrusion during thrusting, Terra Nova 15 (6), 405–409

Figura 1: Principales elementos estructurales en la región de Esperanza-Caracoles, Distrito Centinela

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