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Thermochronometric data on the development of the basement peneplain in the Sierras Pampeanas, Argentina

1989; Elsevier BV; Volume: 2; Issue: 3 Linguagem: Espanhol

10.1016/0895-9811(89)90030-8

1873-0647

Teresa E. Jordan, Peter K. Zeitler, Víctor A. Ramos, Andrew Gleadow,

Hydrocarbon exploration and reservoir analysis

In the Sierras Pampeanas geomorphic province of central Argentina there are regions where exposed crystalline basement has had no sedimentary cover older than Neogene strata, and other areas where upper Paleozoic and Mesozoic strata overlie the basement. Both types of areas are characterized by a smooth upper basement surface, which has been interpreted as a peneplain that has been deformed and exhumed during the Neogene. The history of generation of the basement peneplain can be determined from thermochronometric and stratigraphic data. This reconnaissance study produced new data on the cooling history of rocks from seven sites in the Sierras Pampeanas. Fission-track cooling ages of apatite crystals, the 40Ar/39Ar age of potassium feldspar, and the KAr age of a muscovite have been determined from the basement rocks at sites which do not have the cover strata. The dating shows that what is now the smooth upper surface of basement at those sites was near the depth of the 100° iotherm during the Triassic. Samples from sites located at deeper structural levels yield younger Mesozoic ages. The fission-track ages, fission-track lengths, and 40Ar/39Ar ages are best interpreted to demonstrate slow cooling of the crust since the end of the Paleozoic, which implies continued slow denudation. At the sites studied, the smooth basement surface formed as the cooling and unroofing progressed and is not a relict of the late Paleozoic or early Mesozoic. The chronological data for sites not overlain by strata can be reconciled with the stratigraphic data if the surface is diachronous. In that case, the sampled sites were covered during the Triassic by thick columns (a maximum of 2.8 to 4.2 km cover estimated for 20–30°C/km geothermal gradient) of basement (possibly capped by sedimentary) rocks. This implies that there has been a large amount of vertical motion between the Paganzo basins and the contemporaneous highlands since the late Paleozoic, and that the region was mountainous at the time that the upper Paleozoic and Triassic strata accumulated. En la provincia geomórfica de las Sierras Pampeanas de Argentina existen regiones en las cuales aflora basamento cristalino y otras en las cuales estratos paleozoicos y mesozoicos sobreyacen al basamento. En ambas áreas hay una suave superficie en el techo de este basamento. Esto ha sido interpretado como una peneplanicie que fué deformada y exhumada durante el Neógeno. El desarrollo de esta peneplanicie se puede determinar mediante la utilización de datos termocronométricos y estratigráficos. Este estudio preliminar produjo nuevos dats con respecto a la historia de enfriamiento en rocas de siete sitios en las Sierras Pampeanas. Se determinaron edades de enfriamiento en trazas de fisión en cristales de apatita, edades 40Ar/39Ar de feldespato potásico en rocas del basamento, y una edad de KAr en moscovita en sitios sin cubierta sedimentaria. Según estas edades, la suave superficie del techo de este basamento estaba a una profundidad correspondiente a la isoterma de 100°C durante el Triásico. Rocas que se encuentran en niveles estructurales por debajo de esta suave superficie tienen edades mesozoicas más jóvenes que triásicas. Se interpreta que las edades absolutas y las longitudes de las trazas de fisión indican que la corteza se enfrió desde el fin del Paleozoico muy lentamente, lo que sugiere una erosión lenta para la región entre el Paleozoico y el Neógeno. Los datos termoctermocronológicos para zonas sin cubierta sedimentaria, pueden ser reconciliados con la información estrátigráfica, si la superficie es diacrónica. En este caso, durante el Triásico los sitios muestreados estuvieron cubiertos por columnas espesas (un máximo de 2.8 a 4.2 km de cubierta, estimada sobre la base de un gradiente geotérmico de 20–30°C/km) de rocas de basamento (posiblemente con cubierta sedimentaria). Esto implica que habrían existido importantes movimientos verticales entre las cuencas de Paganzo y sus márgenes desde el Paleozoico tardío, y que la región fué montañosa durante la depositación de los sedimentos del Grupo Paganzo.