(U-Th)/He ages of Proterozoic-Paleozoic basement rocks from northern Chile (18-19° S) and implications on the Neogene uplift history of the Western Cordillera
Edades (U-Th)/He de rocas del basamento proterozoico-paleozoico del norte de Chile (18-19° S) e implicancias sobre la historia del alzamiento neógeno de la Cordillera Occidental
Author
García, Marcelo
Aguilar, Germán
Rodríguez, María Pía
Metcalf, James
Full text
http://www.andeangeology.cl/index.php/revista1/article/view/V49n3-340210.5027/andgeoV49n3-3477
Abstract
In the Western Cordillera of northern Chile, the Proterozoic-Paleozoic Belén Metamorphic Complex is covered by late Oligocene-early Miocene (25-18 Ma) rocks, and both units are involved in west-vergent contractional deformation, which results in exhumation. A Miocene age (18 to 6 Ma) for deformation has been previously constrained by stratigraphy and cross-cutting relationships. To understand the youngest exhumation event and reverse faulting, we obtained 21 (U-Th)/He ages from two samples of the metamorphic rocks and the associate inverse thermal modeling. Five zircon (U-Th)/He ages from one sample are 113 to 226 Ma, very scattered, while five zircon ages from the other, are 20 to 49 Ma. The high dispersion of zircon (U-Th)/He data prevents the geological interpretation of results. Apatite grains from both samples yielded 11 (U-Th)/He ages between 10.4 and 18.7 Ma, with 9 values from 12.0 to 15.5 Ma. A slight positive correlation between apatite single-grain dates and effective uranium for 4 crystals of one sample
suggests relatively slow cooling. The T-t model including these 4 apatite ages shows continuous cooling from 15 to 0 Ma with a relatively more marked cooling period at 11-7 Ma. The middle-late Miocene thermal signal agrees with the geologic evolution of the region and would permit to date the last activity of the Chapiquiña-Belén reverse fault, which
uplifted and exhumed the metamorphic rocks. This signal is relatively similar to that the eastern Altiplano, but differs considerably from that the forearc. En la Cordillera Occidental del norte de Chile, el Complejo Metamórfico de Belén del Proterozoico-Paleozoico está cubierto por rocas del
Oligoceno superior-Mioceno inferior (25-18 Ma), y ambas unidades están involucradas en un proceso de deformación contraccional con vergencia al oeste, que produce exhumación. Con base en la estratigrafía y las relaciones de corte se ha establecido previamente una edad miocena (18 a 6 Ma) para la deformación. Con la finalidad de entender el evento de exhumación más joven y de fallamiento inverso, obtuvimos 21 edades (U-Th)/He de dos muestras de las rocas metamórficas y realizamos el modelamiento termal asociado. Cinco edades (U-Th)/He en circones de una de las muestras resultaron muy dispersas (de 113 a 226 Ma), mientras que cinco edades en circones de la otra muestra varían entre 20 y 49 Ma. La alta dispersión de los datos (U-Th)/He en circón impide la interpretación geológica de los resultados. Los granos de apatito de las dos muestras permitieron la obtención de 11 edades (U-Th)/He entre 10,4 y 18,7 Ma, con 9 valores comprendidos entre 12,0 y 15,5 Ma. Una moderada correlación positiva entre las edades de granos individuales de apatito y el uranio efectivo para 4 cristales de una de las muestras estudiadas sugiere un enfriamiento relativamente lento. El modelo T-t, incluyendo estas 4 edades en apatito, muestra un enfriamiento continuo de 15 a 0 Ma, con un período de enfriamiento relativamente más marcado a los 11-7 Ma. La señal termal miocena media-tardía se corresponde con la evolución geológica de la región y permitiría datar la última actividad de la falla Chapiquiña-Belén, la que levantó y exhumó las rocas metamórficas. Esta señal es relativamente similar a aquella del Altiplano oriental, pero difiere considerablemente de la del antearco.