magmatismo alcalino intra-placaen la cuenca .magmatismo alcalino intra-placaen la cuenca cretcica

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  • MAGMATISMO ALCALINO INTRA-PLACA EN LACUENCA CRETCICA ORIENTE, ECUADOR:

    EVIDENCIAS GEOQUMICAS, GEOCRONOLGICASy TECTNICAS

    Roberto B A RRAG N I ' r. J,Patrice BAB Y 1/ 2" )

    Resumen

    Varios cuerpos gneos alcalino-baslticos han sido identificadosen laseccin sedimentar iacretcica de la cuenca ecuatoriana Oriente (= I 10-30 Ma). Los mismos estn caracterizados porvalores bajos en los radios LILE/HFS E y en los radios isotpicos de Sr y Nd, todos dentro delrango observado en las signatu ras composicionales de basaltos de isla ocen ica o punto caliente("hot-spot"), consistentes con una fuente astenosfrica. Ssmica de reflexin muestra que laubicacinde los distintos centros eruptivos es controlada por las estructuras pre-existentes del riftTrisico-Jur sico invertido en un rgimen transpresivo a partir del Cret cico Superior. Edadesradiomtricas y el registro biostratigrfico de los sedimentos crer cicos sugieren una variacindiacrnica de la posicin geogrfica de este volcanisrno alcalino, ocurrido al menos a partir delAlbiano (4Ar/J9K, 1065 Ma) en la parte septentrional de la Cuenca Oriente, y hasta elCampaniano ('OArP9Ar, 342 Ma y 820,5 Ma) en la parte occidental-central (zona subandina).

    Se propone un mecanismo de "slab roll-back", originado a partir de la cesacin de losprocesos de subduccin en el Cretcico Inferior (=130-120 Ma), como el modelo geodinmicoms probable para explicar la generacin de este rnagrnatisrno. El mismo est asociado con lamigracin lateral y vertical de material astenosfrico hacia zonas previamente adelgazadas de lacorteza o "thin-spots" litosfricos. Por lo tanto, el paleo-rift Trisico-Jur sico ejerci un controlfundamental en la gener acin de estos magmas alcalinos, facilitando la fusin parcial de una

    lil LMTG , IRD/CNRS/UPS, 38 rue des 36 pont s, 3 1400 Toul ou se, France.r Direccin actual: Sociedad Internacional Petrolera S. A, Repblica 396, Edif. Forum 300,Svo piso, Quito, Ecuador (rbarragan@sipec.com.ec )].

    oc' Convenio PETROPRODUCCIN-[RD, P. O. Box, 17 12 857, Quito, Ecuador.t Direccin actual: [RO Per, Casilla /8-1209, Lima 18- Per (Patrice.Baby@ird,fr)].

  • 70 Roberto BARRA (; N. Patri ce BABY

    fuente astenosfrica no afectada por procesos ele subducc in. Finalmente. la inversin tectnicadel Cretcico Superior da lugar a la reactivacin de las estructuras extensivas pre-existentes enun rgimen transpresiva. lo que origin la migracin del magrnatismo hacia el sur-suroesteprincipalmente a lo largo del Corredor Sacha-Sushufindi de la Cuenca Oriente.

    Palabras claves: Mag inatismo alcalino . elementos inco mpcuibles, is tapos Sr-Nd, "tliin-spo t "."roll-back:", Cret cico. Cuen ca Orien te.

    INTRODll CCI N

    Magmatismo intra-placa de tipo alcalino-b asltic o ha sido identi ficado en variassecuencias Mesozo icas y Cenozoicas a 10 largo de la marge n occidental de las Amric asy de la Pen nsula Antrtica . Dependiendo del ambiente tectnico imperante, diversosson los procesos magmticos que pueden exp lica r su ocurrenci a y gene racin. Estosmecanismos incluyen:

    11) Plumas mantl icas o "m antle piumes" presentes debajo de la corteza continenta lcon temperaturas anormalmente altas (Ca mpbell & Gri ffith s, 1992; Kerr el al.,1995 : Gibson el al., 1995; Hill, 1993), (e.g. Columbia River Basalts. noroeste delos Estados Unidos [Thomp son & Gibson, 1991]);

    ( 2 ) fusin parcial de mater ial astenosf rico por descompres in adiabt ica debido aextensin litosfrica de gran esca la (Mc Kenzie & Bickle, 1988) y asoc iada a lapropagacin de zona s de rift (e .g. cuencas Trisico-Jursicas andin as de " back-are" entre 2Y'S y 0 [Romeuf et al., 1997 );

    ( 3 ) desarrollo de "s lab windows" relac ionados con procesos de subduccin a lolargo de mrg enes continentales activas (Thorkelson & Taylor, 1989; Hole elal. . 1991 ) despu s de la colisin y subduccin de dorsales mid-oce nicas (e.g.Baja Cali fornia [Storey el al. , 1989 ]. Patagoni a meridion al [Ramos & Kay,1992; Stern el al ., 1990] y Pennsula Antrti ca [Hole et al ., 1993 ; 1995]) ;

    (4 1"s lab roll back" , debid o a la migr acin lateral y vertical de material magmticoastenosfrico en zonas litos fricas previamente adelgazadas o "thin-spots" (e.g .La Ant rtica-James Ross Island [Hole el al .. 1995]) .

    La Cuenca Oriente de Ecuador. local izada aJ este de la cordillera andina actual(fig. 1), proporciona nuevas evidencias de un magrnatismo continental alcalino-baslticointra-placa, asociado con la evolucin del margen noroccidental de la placa continentalsudamericana durante elCretcico. El mismo se desarrolla sobre una seccin sedimentari aFanerozoicadurantecondicionesmarinosomerasestablesque correspondan aladepositaci nde las Fms, Cret cicas Holln y Napo (Barragn el (/1. , en este libro). La distribucingeogrfica de estos eventos gneos alcalinos se confina en gran parte a [as estructuras pre-extensivas invertidas durante el Cret cico, alineadas a lo largo del Corredor Sacha-Sushufindi en una direccin NNE-SS\V en la parte central de [a Cuenca.

    A continuacin, se pone en evidenci a los resultados de un estudio geoqumico,geocronolgico y tectn ico, dir igidos a entender la evolucin geod inmica de estapequea provincia gnea rnfica, denomin ada "Volcanismo Baslti co Cretcico de [a

  • EC ADOR: MAGMATISMO ALCALINO lNTRA-PLACA EN LA CUENCA CRETC1 CA 71

    ,;' votcao.smo Basltico cre iaoco Oriente( 88 )

    Corridor Sacha Sushufindi@ Volcanes Actuales Activos

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    Terrenos ExotlcoSCrstaccos

    Cordil lera Andina

    Cuen cas Cret c easMata fJon-Qriente-Puluma yo

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    Cuencas de Fcr eenc acluak}s

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    Sistema Subandino

    CUENCA MARAON(PERU)

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    @ Cuerpos Igneos Cretccos

    1_1 Sistema CapironTiputini

    Figura 1 - Mapa tectnico sinttico de la Cuenca Oriente (modificado a partir de Bab y el al.,1999) y su relacin con la distribucin de los eventos volcnicos.

    Cuenca Oriente (OBB = Oriente Basin Basalts)" , y a establecer su relacin con laevolucin de la margen noroccident al activa de Sudamrica.

    1. CUADRO GEOLGICO YCONTROL TECTNICO DEL MAGMATISMOCRETCICO

    La Cuenca Oriente de Ecuador forma parte del sistema actual de cuencassubandinas de ante-pas o cuencas de foreJand (Marksteiner & Alemn, 1997)desarrolladas entre el escudo Precmbrico Brasileo-Guyan s, al este, y el arcomagmti co andino actual al oeste (Dashwood & Abbotts, 1990) (fig. 1). Susconfiguraciones estructural y estratigrafa han sido descritas en varias publicaciones(Tschopp, 1953; Baldock, 1982; Dashwood & Abbotts, 1990; Balkwill el a l. , 1995;White el al., 1995; Jaillard, 1997; Baby el al., 1999; Rivadeneira & Baby, 1999). Unresumen del contexto estratigrfico, estructural y de la evo lucin geodinmica de laCuenca Oriente se presenta en el captulo 1 de este libro.

  • 72 Roberto BARRAGN. Patric e BABY

    Ssmica de reflexin muestra que la localizacin y ocurrencia del volcanismoalcalino-cret cico estn restringidas principalmente al Corredor Sacha-Shushufindisiguiendo una direccin NNE-SSW, siendo controlado su emplazamiento por estructuraspre-Cret cicas exten sivas, particularmente falla s normales de escala cortical quelimitan semi-grabenes Tri sico-Jursicos (figs. 3 y 4, vase fig. 2 para ubicacin),invertidos en contexto transpresivo dextral a partir del Cret cico Superior (= 90 Ma) .Esta relacin entre tectnica y volcani smo se ve reflejada en la distribucin de loscuerpos magmticos a escala regional de la cuenca (figs. I y 2), sugiriendo que lasestructuras pre-existentes ejercieron un control fundamental para la generacin delmagmati smo cretcico alcalino durante la evolucin de la cuenca cratnica Oriente. Porlo tanto, el ascenso de material magmtico a la superficie estuvo posiblemente limitadoa lasdiscontinuidades estructu rales pre-existentes. Dicha s zonas litosfricas previamenteadelgazadas, corre spondientes en la Cuenca Oriente a zonas afectadas por el sistema deRift pre-Cretcico Tetyano, han sido definidas previamente por Thompson & Gibson(1991 ) como "thin-spots litosfricos" .

    2. ACTIVIDAD MAGMTICA EN LA CUENCA CRETCICA ORIENTE

    La distribucin regional de los cuerpos extru sivos e intrusivos cretcicosreconocidos dentro del ciclo sedimentario Holln-Napo de la Cuenca Oriente sesumariza en la figura 2. Aunque el volumen de volcani smo generado es relativamentepequeo , el OBB es un evento regional alineado y desarrollado a lo largo de una zonaorientada NNE compuesta de por al menos 40 centros eruptivos aislados. Los mismosestn caracterizados por depsitos hyaloclstiticos, diques baslticos y cuerpos intrusivo ssomeros gabricos (sills), el ms grande de estos con un espesor de 150 a 200 m,cubriendo un rea de 20 km"(reas Yuralpa-Dayuno, vase figur a 2 para localizacin).Sus caractersticas princip ales son sumarizadas en la tabla l.

    Las facies extrusivas estn caracterizadas dominantemente por cono s de tobas ymaars formando centros volcnicos monogenticos (Walker, 1993), definidos en variassecciones ssmic as (figs . 3 y 4), Yconfirmados a travs de varios ncleos de perforaciny del anlisis de registros elctricos de pozos que atravi esan los mencionados cuerposgneos, adems de la descripcin de afloramientos espec ialmente en la zona subandina.Los componentes volcanoclsticos, identificados en estas sucesiones volcnicas,consisten principalmente en capas finas de tobas baslticas estratificadas, ceniza fina ,fragmentos de lapilli, vidrio baslti co y minerales mficos. Es muy comn la presenciade lapilli acrecion al y sideromelano que evidencia condiciones depositacionales hmeda sy un enfriamiento rpido. La mayora de los productos volcnicos estn palagonitizados.Por lo tanto, estos dep sito s volcanoclsticos recono cidos en la seccin cretci casugieren eventos freatom agmticos con tpico estilo eruptivo Surtseyano (Cas &Wright, 1988)