Geometría, cinemática y cuantificación de la deformación en la porción interna de la faja plegada y corrida fueguina, Tierra del Fuego, Argentina

Abstract

La faja plegada y corrida interna de los Andes Fueguinos está formada por metapelitas del Cretácico y conglomerados del Paleoceno, que comprenden el relleno final de la cuenca Rocas Verdes e inicial de la cuenca de antepaís Austral-Magallanes. Esta zona se considera un dominio estructural intermedio donde puede estudiarse la transición hacia rocas metamórficas de bajo a mediano grado expuestas hacia el sur, en el núcleo orogénico de los Andes Fueguinos. A su vez, hacia el norte se encuentran estructuras más frágiles de la faja plegada y corrida externa, que comprende estructuras tectónicas más someras y donde no hay evidencia de deformación penetrativa. El presente trabajo mejora el conocimiento estratigráfico de la región y aporta nuevos datos en cuanto a la distribución, litofacies, petrografía y edad de las unidades. El estudio de detalle de las estructuras tectónicas permitió caracterizar la geometría y cinemática de la deformación. Asimismo, mediante el estudio de relaciones de corte entre las estructuras (pliegues, foliaciones y fallas) con intrusivos, se identificaron controles temporales en la cronología de la deformación penetrativa y metamorfismo de bajo grado asociado. De esta manera, fue posible reconstruir la cronología de la deformación de la faja plegada y corrida interna, en el marco evolutivo de los Andes Fueguinos. Las estructuras dúctiles reconocidas en unidades campanianas y más antiguas (pliegues con vergencia NE y foliaciones asociadas con rumbo NO-SE), se formaron bajo cizalla simple en condiciones metamórficas de muy bajo grado. Esta deformación está asociada a la fase de colisión arco-continente que produjo el cierre de la cuenca Rocas Verdes durante el inicio de Cretácico Temprano, y es previa al fallamiento frágil-dúctil de la faja. La estimación de acortamiento mediante balance de longitud de líneas y de strain markers, indica que los pliegues evidencian un acortamiento de 16-30 %. El acortamiento coetáneo asociado a la formación de foliación por disolución por presión es de 19-34 %. Las estructuras dúctiles son cortadas por intrusivos de 74 Ma, los cuales están a su vez deformados por corrimientos de naturaleza frágil-dúctil que atraviesan la sierra Beauvoir con rumbo NO-SE. Este sistema se enraiza en un despegue localizado en pizarras del Cretácico Inferior, y se emplazó a una profundidad entre 2,5-10 km, durante la segunda etapa de deformación relacionada al crecimiento orogénico de los Andes Fueguinos. La edad del sistema de corrimientos frágil-dúctil es acotada por la discordancia u1 y por la Formación Policarpo (Maastrichtiano-Daniano), que es la unidad más joven con deformación penetrativa. Los corrimientos permanecieron soterrados hasta el Eoceno, cuando la deformación se propagó hacia niveles estructurales más superficiales formando el sistema imbricado Apen-Malvinera, el cual se encuentra en el frente de la faja plegada y corrida interna. En base a una sección balanceada regional, se estimó un acortamiento por fallas de 35 km (48 %) en el basamento y de 16 km (35 %) en la cubierta cretácica durante esta etapa. Este trabajo tiene implicancias para la exploración petrolera en la región, ya que las pizarras que afloran en la sierra Beauvoir son correlacionables con rocas generadoras de la cuenca Austral. La presencia de beef veins y de fangolitas con materia orgánica dentro de las zonas de cizalla, sugiere migración de hidrocarburos durante la deformación contraccional.

The internal fold-thrust belt from the Fuegian Andes is formed by Cretacic metapelites and Paleocene conglomerates, comprising the final fill of the Rocas Verdes basin and the initial fill of the Austral-Magallanes foreland basin. This belt is regarded as an intermediate structural domain, where the transition to higher metamorphic grade rocks exposed in the orogenic core from the Fuegian Andes can be addressed. Furthermore, to the north lie more brittle structures of the external fold-thrust belt, where shallower tectonic structures arise and there is no evidence of penetrative deformation. This study enhaces the understanding of the region´s stratigraphy by providing new information on the distribution, lithofacies, petrography and age of the units. The detailed analysis of tectonic structures allowed the characterization of the geometry and kinematics of deformation. Additionally, by examining cross-cutting relationships among the structures (folds, foliation and faults) along with intrusives, temporal controls on the chronology of penetrative deformation and associated low-grade metamorphism were identified. This approach facilitated the reconstruction of the deformation chronology within the internal fold-thrust belt, contributing to our understanding of the evolutionary history of the Fuegian Andes. The ductile tectonic structures described in Campanian and older rocks comprise NE-vergent folds and associated foliation striking NW-SE. These structures where formed under simple shear and very low-grade metamorphism conditions. This deformation is associated with the collisional stage that led to the closure of the Rocas Verdes basin at the begging of the Early Cretaceous, and is younger than the brittle-ductile thrusting event. The analysis of folds using line-length balance and strain markers, reveals a shortening of 16-30 %. The coetaneous shortening associated with the formation of foliation by pressure solution amounts to 19-34 %. The ductile structures are cut by 74 Ma intrusives, which are in turn deformed by NW striking brittle-ductile shear zones. This thrust system is rooted in a detachment localized within Lower Cretaceous shales and was emplaced at a depth between 2,5-10 km, during the second stage of deformation related to the orogenic growth of the Fuegian Andes. The youngest age of the thrusting event is constrained by the u1 unconformity and the age of the Policarpo Formation (Maastrichtian-Danian), which represents the youngest unit exhibiting penetrative deformation. The brittle-ductile thrusts remained buried until the Eocene, when deformation progressed towards shallower structural levels, forming the Apen-Malvinera thrust system. A regional balanced cross-section constrained by field data, reveals that fault related shortening during this stage is 35 km (48 %) in the basement and 16 km (35 %) in the cretaceous cover. This work has implications for petroleum exploration in the region, since the shales that crop out at Beauvoir range correlate with source rocks from Austral Basin. The presence of beef veins and organic mudstones within shear zones, suggests oil migration during contractional deformation.