Se analizaron 47 muestras de roca procedentes de la vertiente norte de Cordillera Darwin desde una perspectiva petrográfica y de geoquímica mineral. Por medio de estos procedimientos se concluye acerca de los grados metamórficos alcanzados y en especial de las trayectorias de presión-temperatura que siguieron las rocas del Complejo Metamórfico Cordillera Darwin (CMCD) y de las rocas volcano-sedimentarias mesozoicas que le sobreyacen. Tanto las observaciones petrográficas como los resultados de microsonda electrónica, son consistentes en indicar un metamorfismo regional prógrado, que varía desde el bajo grado hasta el grado medio en facie anfibolita en distintas zonas del CMCD. Los minerales diagnósticos de estos metamorfismos corresponden a clorita, mica blanca y epidota para el primer grupo, mientras que granate, anfíbola, mica blanca y biotita son minerales comunes para el segundo grupo de más alto grado metamórfico. Cálculos de presión y temperatura fueron realizados utilizando la química de minerales formados durante el peak metamórfico, así como de algunos minerales retrógrados, por medio de geotermobarómetros desarrollados por distintos autores. Estos resultados indican que el peak metamórfico se debió alcanzar al menos condiciones de 550 a 580°C y 5 a 5,4Kbar, mientras que cristales de clorita retrograda indican nuevas condiciones de metamorfismo alrededor de 370°C. Si bien estas condiciones son calculadas para un reducido grupo de rocas, es posible extender dichos resultados a otras localidades en base a consideraciones petrográficas y de química mineral. Muestras procedentes de la cobertura volcano-sedimentaria, en especial de Formación Tobífera (Jurásico superior), presentan rasgos petrográficos indicativos de un metamorfismo deformativo de bajo grado con temperaturas máximas cercanas a unos 300°C, mientras que por medio de termometría de clorita se obtienen valores de 270°C en una muestra representativa. Presiones de cristalización en hornblenda en rocas plutónicas cercanas indican valores de 5Kbar, muy cercanos a los estimados para el CMCD. Estos valores junto a relaciones de contacto en terreno, sugieren un emplazamiento y cristalización coetánea al peak metamórfico del complejo. En base a estos datos y considerando una corteza granítica con gradientes de presión promedio, se estima un gradiente de temperatura de 32°C/Km para la corteza Jurásica en esta zona.

El sector de la Cordillera Neuquina estudiado en la presente tesis doctoral, representa un área clave para el entendimiento de la construcción del margen sudoccidental del Supercontinente Gondwana en el período comprendido entre el final del Ciclo Orogénico Famatiniano (Paleozoico Medio) y el comienzo del Ciclo Andino (Jurásico Superior). En el sector de estudio afloran intrusivos ígneos pre-andinos y andinos emplazados en rocas metamórficas de edad paleozoica. El conjunto, caracterizado por complejas relaciones de campo y estructurales, ha sido definido como Complejo Ígneo-Metamórfico-Aluminé (CIMA). La profundización en el conocimiento de los procesos geológicos acaecidos en la región, requiere de estudios multidisciplinarios de detalle que aporten datos precisos para la reconstrucción de su vasta historia geológica. Por ello, los datos relevados en campo de la gran variedad de unidades magmáticas y de sus encajantes metamórficos, fueron complementados con minuciosos estudios de laboratorio consistentes en descripciones petrográfico-microestructurales detalladas, evaluación de las relaciones de fases, análisis de geoquímica mineral y roca total y estudios geotermobarométricos y geocronológicos. Las características petrológicas y estructurales y la geoquímica de elementos mayoritarios y traza sobre roca total, permitieron determinar que el basamento metamórfico de la región de estudio fue generado a partir de una secuencia sedimentaria constituida por psamíticas-pelíticas con intercalaciones de rocas máficas con afinidades oceánicas, transformada en esquistos, gneises, migmatitas y anfibolitas. La secuencia metasedimentaria descripta fue intruida por gabros, tonalitas y granodioritas tardíopaleozoicas correspondientes al magmatismo Gondwánico, luego por monzogranitos y granodioritas jurásicas correspondientes al Batolito Subcordillerano y más tarde por granodioritas, tonalitas y dioritas cretácicas pertenecientes al Batolito Patagónico. La compleja historia geológica de la región de estudio habría iniciado con la sedimentación en un margen pasivo orientado en dirección NO-SE, luego de la finalización de la Orogenia Famatiniana. La secuencia de rocas pre-andinas estudiadas conformó el prisma de acreción relacionado a la subducción, con hundimiento de la placa oceánica por debajo del margen sudoccidental de Gondwana en dirección NE. Las primeras etapas de deformación del prisma de acreción, produjeron delaminación de la placa oceánica y emplazamiento tectónico de las escamas (precursoras de las anfibolitas con signatura MORB) en la secuencia metasedimentaria. La compresión SO-NE generó lineamientos regionales y estructuras mesoscópicas asociadas (foliaciones, lineaciones, ejes de pliegues, etc.) con rumbo general NO-SE, subparalelo al rumbo del plano de subducción. Estas estructuras ejercieron el control estructural para el emplazamiento de los intrusivos magmáticos pre-andinos. Esta etapa se caracterizó por un metamorfismo de temperaturas intermedias a elevadas y bajas presiones. El apilamiento progresivo del prisma de acreción contra el margen continental y consecuente engrosamiento, dio lugar a retrocorrimientos con rumbo similar pero con vergencia opuesta, y a un evento de metamorfismo de temperaturas y presiones intermedias. Abundantes depósitos volcaniclásticos generados durante el Permo-Triásico yacientes sobre el prisma de acreción, pudieron haber contribuido también al incremento de la presión en las rocas subyacentes. El cese de la subducción, con persistencia del esfuerzo SO-SE, dió lugar a la generación de estructuras regionales discretas de rumbo general NE-SO que ejercieron el control para el emplazamiento de los granitoides jurásicos. Las edades Jurásico Medio a Tardío de estos granitoides, marcarían el amalgamamiento final del prisma de acreción al margen continental y la culminación del ciclo pre- Andino en la región. El Ciclo Andino en el CIMA se inicia con posterioridad a los 165 Ma. Se caracteriza por la intrusión de cuerpos ígneos cretácicos en respuesta a la subducción de la placa oceánica, con rumbo N-S y dirección de hundimiento al E, por debajo del margen O del prisma previamente acrecionado. Esta nueva dirección de esfuerzos provenientes del O da lugar a la reactivación de estructuras pre-andinas y a la generación de nuevas estructuras N-S que sirven de control para el emplazamiento de los cuerpos ígneos modernos. La orogénesis andina ha exhumado parte del prisma de acreción paleozoico y los cuerpos ígneos mesozoicos, conformando el escenario de gran complejidad litológica y estructural observado en el presente. La evolución tectonometamórfica y magmática observada en el CIMA, tiene grandes similitudes y es correlacionable con áreas aledañas, especialmente aquellas situadas y estudiadas en detalle por otros autores en territorio chileno. De modo que los resultados de la presente investigación tienen valor regional, y pueden significar un aporte importante para el entendimiento de la evolución geotectónica del margen sudoccidental de Gondwana en el período geológico que va desde la finalización de Ciclo Orogénico Famatiniano hasta el comienzo del Ciclo Andino. / The sector of the Neuquén Cordillera studied in the present Ph.D. thesis, represents a key area for the understanding of the construction of the southwestern margin of Gondwana Supercontinent, in the elapsed period between the end of the Famatinian Orogenic Cycle (Middle Paleozoic) and the beginning of the Andean Cycle (Late Jurassic). The area is characterized by the presence of pre-Andean and Andean igneous bodies intruded in metamorphic rocks of Paleozoic age. The set, defined by complex field and structural relations, has been named Aluminé Igneous-Metamorphic Complex (AIMC). The deepening in the knowledge of the geological processes that occurred in the region, requires of detailed multidisciplinary studies that provide precise data for the reconstruction of its vast geological history. For this reason, the data of the great variety of magmatic units and their metamorphic countryrocks obtained in the field, were complemented with detailed laboratory studies consisting of petrographic-microstructural descriptions, evaluation of phase relations, analysis of mineral and whole rock geochemistry and geotermobarometric and geochronologic studies. The petrological and structural characteristics and the whole-rock major and trace elements geochemistry, allowed to determine that the metamorphic basement of the study region was generated from a sedimentary sequence constituted by psammites-pelites with interbedded mafic rocks with oceanic affinities, transformed into schists, gneisses, migmatites, and amphibolites. The described metasedimentary sequence was intruded by Late Paleozoic gabbros, tonalites and granodiorites corresponding to the Gondwanic magmatism, then by Jurassic monzogranites and granodiorites corresponding to the Subcordilleran Batholith and later by Cretaceous tonalites and diorites belonging to the Patagonian Batholith. The complex geological history of the study area would have started with sedimentation in a passive margin oriented NW-SE, after the ending of the Famatiniana Orogeny. The sequence of pre- Andean studied rocks formed the accretionary prism related to NE subduction of the oceanic plate, below the southwestern Gondwana margin. The early stages of deformation of the accretionary prism promoted delamination of the subducting oceanic plate and the tectonic emplacement of mafic slices (precursors of amphibolites with MORB signatures) into the metasedimentary sequence. SW-NE compression generated regional linements and associated mesoscopic structures (foliations, lineations, fold axis, etc.) with a general NW-SE trend, subparallel to the strike of the subducting plane. These structures acted as a structural control for the emplacement of the pre-Andean magmatic intrusives. This stage is characterized by an intermediate to high temperature-low pressure metamorphism. The progressive stacking of the accretionary prism against the continental margin and the consequent thickening, resulted in backthrusting preserving a similar strike, but with opposite vergence, and in the overprinting of a metamorphic event characterized by intermediate temperatures and pressures. Abundant volcaniclastic deposits generated during the Permo-Triassic were deposited on the accretionary prism, and may have also contributed to the increase of pressure in the underlying rocks. The cessation of subduction, with persistence of the SW-NE stress, resulted in the generation of discrete regional structures with a general NE-SW trend, which exerted control for the location of the Jurassic granitoids. The Middle to Late Jurassic age of these granitoids, would mark the final docking of the accretionary prism the continental margin, and the culmination of the pre-Andean cycle in the region. The Andean Cycle in the AIMC starts after the 165 Ma. It is characterized by the intrusion of Cretaceous igneous bodies in response to the N-S trending and E directed subduction of the oceanic plate under the W margin of the previously accreted prism. This new W-directed stress gives rise to the reactivation of pre-Andean structures and the generation of new N-S trending structures that serve as a control for the location of modern igneous bodies. The Andean Orogeny has exhumed part of the Paleozoic accretionary prism and Mesozoic igneous bodies, forming the very complex lithological and structural scenary observed in the present. The magmatic and tectonometamorphic evolution observed in the AIMC has great similarities and can be correlated with surrounding areas, especially those located and studied in detail by other authors in Chilean territory. So, the results of this research have regional value, and can mean an important contribution to the understanding of the geotectonic evolution of southwestern Gondwana margin, in the geological period between the ending of the Famatinian Orogenic Cycle and the starting of the Andean Cycle.

Geólogo / La zona de estudio se encuentra a los 29ºS aproximadamente, en la transición entre la III y IV región, en el Norte Chico de Chile. Específicamente, este estudio abarca rocas pertenecientes al basamento metamórfico paleozoico costero que aflora entre el poblado de Punta de Choros y la localidad de Chañaral de Aceituno, 20 km hacia el Norte. El basamento metamórfico costero ha sido interpretado como relictos de un paleo prisma de acreción para la gran mayoría del margen chileno, con segmentos continuos y bien estudiados al sur de los 34ºS, lográndose aplicar en éstos el concepto de cinturón metamórfico pareado. Sin embargo, hacia el norte se pierde la continuidad de afloramientos, y la erosión por subducción termina por enmascarar la evidencia de un prisma. Las rocas estudiadas conforman el aquí llamado Complejo Metamórfico Punta de Choros, el cual está constituido principalmente por esquistos micáceos de albita y granate, intercalados tectónicamente con esquistos anfibólicos de titanita. En menor proporción aparecen metaturbiditas, de menor grado metamórfico y tamaño de grano. La disposición de las rocas está dada por una foliación de rumbo NE aproximado, manteando suavemente hacia el E en unos 30º. Se realiza un modelamiento termodinámico de dos muestras; un esquisto micáceo de granate y estaurolita (JN14), y una anfibolita de granate y albita (JN34), ésta última interpretada como parte de un bloque exótico dentro de la unidad de esquistos anfibólicos. Ambas muestras presentan granates zonados, de los cuales se obtuvieron mapas composicionales, y perfiles composicionales detallados. También se analizan las composiciones minerales de las otras fases mayores presentes, y para cada muestra se obtienen los porcentajes en óxidos de los elementos mayores de roca total. Combinando ambos análisis, se realiza un modelo utilizando PERPLE_X, un programa computacional que realiza cálculos termodinámicos del cual se desprenden puntos de equilibrio en el espacio P-T a los cuales se habrían generado las reacciones responsables de distintos arreglos o fases minerales observadas. Estos puntos sugieren una trayectoria horario para JN14, pasando por los 500ºC-0.4 GPa y los 530ºC-0.42 GPa, correspondientes al núcleo y borde del granate respectivamente. Por su parte, la muestra JN34 instiga una trayectoria antihoraria, donde los núcleos de granate entregan condiciones de 700ºC-0.8 GPa, con un recrecimiento a los 700ºC-0.95 GPa, interpretado como un enterramiento isotermal de unos 5 km. La paragénesis retrógrada apunta a condiciones metamórficas aproximadas de 500ºC-0.95 GPa, sugiriendo un enfriamiento isobárico de unos 200ºC. Circones detríticos entregan edades mínimas carboníferas. Esto indica un traslape entre el proceso de sedimentación y metamorfismo dentro del prisma, teniendo en cuenta que dataciones en anfíbolas metamórficas indican que el sistema habría estado activo, al menos, desde el Carbonífero Inferior. La trayectoria de JN14 concuerda con la serie de metamorfismo barroviano, similar a las reportadas previamente para las rocas del basamento metamórfico en el Norte Chico de Chile, sin embargo, la muestra JN34 toma otro camino. Estas rocas representarían estados iniciales de subducción, previo a la hidratación de la cuña astenosférica. La subducción de sedimentos posteriores causaría la hidratación y enfriamiento del manto y las rocas colindantes, desplazando las isotermas, lo cual permitiría generar tanto enterramiento isotermal como enfriamiento isobárico, dependiendo de la trayectoria física y temporal que tome la roca.