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Eocene tectono-thermal rejuvenation of an upper Paleozoic-lower Mesozoic terrane in the Cordillera de Carabaya, Puno, southeastern Peru, revealed by KAr and 40Ar/39Ar dating

1990; Elsevier BV; Volume: 3; Issue: 4 Linguagem: Espanhol

10.1016/0895-9811(90)90005-l

1873-0647

Daniel J. Kontak, Edward Farrar, Alan H. Clark, Douglas Archibald,

Geological and Tectonic Studies in Latin America

KAr dates for muscovites and biotites in granitoid rocks and hydrothermal ore deposits of the northeastern parts of the plutons making up the Triassic Carabaya batholith, underlying the axial Cordillera Oriental of northern Puno Department, southeastern Peru, are markedly variable and mutually discordant. Steep transverse gradients are defined in the apparent ages of both micas, which decrease systematically from SW to NE, delimiting a ca. 25-km-wide, longitudinal zone of anomalously young Mesozoic to Paleocene dates. Age minima of 37±1 Ma are attained in three of the four studied transects. 40Ar/39Ar step-heating analyses of selected micas confirm the occurrence of a thermal disturbance, and modeling of the spectra suggests that argon loss in muscovites attains at least ca. 75% in the northeastern part of the zone. A single K-feldspar spectrum yielded a minimum at 31 Ma, and apatite fission-track age cluster at ca. 31 and 18.5 Ma. The affected granitoid rocks generally display little megascopic evidence of tectonism, but microscopic deformational fabrics increase in intensity with apparent decreasing KAr age, paralleling a marked increase in alkali feldspar ordering. Secondary fluid inclusions trapped within the microfabrics reveal that the plutonic rocks were penetrated by a homogeneous H2OCO2CH4NaCl fluid at ca. 300–400°C and 0.7–2 kbar. This fluid is implicated in the degassing of the rocks. These diverse data are interpreted as evidence for a major, but moderate-temperature (400°C) and brief, tectono-thermal event at ca. 37±1 Ma (biotite closure temperature)—i.e., at the Eocene-Oligocene boundary. The K-feldspar 40Ar/39Ar data and the Oligocene fission-track dates may record the later stages in the event, whereas the Miocene fission-track dates are tentatively ascribed to a distinct Neogene episode. Essentially identical geochronological and petrological relationships have been documented in the Cordillera Real of northwestern Bolivia by McBride et al. (1987), permitting the delimination of a disturbed belt paralleling the South American plate boundary and more than 450 km long. The tectono-thermal domain, which we term the Zongo-San Gabán Zone, constituted the foreland boundary of the Andean orogen in the vicinity of the Arica Deflection during the late Eocene Incaic orogeny. This regional thermal event, which involved the basement, appears to have resulted from compressional or, in some segments, transpressional tectonics. Las edades de KAr de muscovitas y biotitas en rocas granitoides y menas hidrotermales de la porción nororiental de los plutones que conforman el batolito triásico de Carabaya, que subyace a la porción axial de la Cordillera Oriental del norte del Departamento de Puno, Peru suroriental, son marcadamente variables y mutuamente discordantes. Se definen altos gradientes transversos en las edades aparentes de ambas micas, que decrecen sistematicamente de SO a NE, delimitando una zona longitudinal de aproximadamente 25 km de ancho, de edades jóvenes Mesosoicas a Paleocenas. Edades mínimas de 37 ± 1 Ma se obtuvieron en tres de las cuatro transectas estudiadas. Análisis incrementales de 40Ar/39Ar de micas seleccionadas confirman la presencia de un disturbio térico, y el modelado del espectro sugiere que la pérdida de argón en las muscovitas alcanza al menos un 75% en la proción NE de la zona. Un único espectro de feldespato potásico arrojó un mínimo de 31 Ma, y las edades de traza de fisión en apatita se agrupan cerca de los 31 y los 18.5 Ma. Las rocas granitoides afectadas generalmente muestran pocas evidencias megascópicas de tectonismo, pero las fábricas deformacionales microscópias aumentan en intensidad con la aparente dismunución de edades KAr, en forma paralela a un marcado incremento del ordenamiento del feldespatoalcalino. Inclusiones secundarias de fluidos entrampados dentro de las microfábricas revelan que las rocas plutónicas fueron penetradas por un fluído homogeneo de H2OCO2CH4NaCl a aproximadamente 300–400°C y 0.7–2 kbar; este fluído es implicado en la degasificación de las rocas. Estos datos diversos sons interpretados como evidencias de un evento tectonotermal mayor, pero de temperatura moderada (≤ 400°C) y breve, cerca de 37 ± 1 Ma (temperatura de enfriamiento de biotita), es decir en el límite Eoceno-Oligoceno. Los datos de 40Ar/39Ar de feldespato pótasico y las edades oligocenas de trazas de fisión posiblemente registren etapas tardías de dicho evento, mientras que las edades de trazas de fisión posiblemente registren etapas tardías de dicho evento, mientras que las edades de trazas de fisión miocenas son tentativamente adjudicadas a un evento neogeno distinto. Relaciones geocronológicas y petrológicas esencialmente idénticas han sido documentadas en la Cordillera Real del NO de Bolivia por McBride et al. (1987), permitiendo la delimitación de un cinturón disturbado paralelo al margen de placa, y extendiéndose por sobre 450 kms. El dominio tectonotermal, que denominamos la zona de Zongo-San Gabán, constituyó el límite de antepaís del orógeno andino en la vecinidad de la Deflección de Arica durante la orogenia Incaica del Eoceno tardió. Este evento termal regional, que involucró al basamento, aparenta ser el resultado de tectónica compresional, o en algunos segmentos de tectónica transpresional.