Paleogeografía del Subgrupo Santa Bárbara a partir de datos paleomagnéticos y de anisotropía de susceptibilidad magnética, en la Subcuenca de Metán – Alemanía, Noroeste Argentino

La Cuenca del Grupo Salta es una cuenca de rift intracontinental, cuyo desarrollo está asociado a la apertura del océano Atlántico Sur desde el Cretácico Inferior. Estratigráficamente, la cuenca está subdividida en tres subgrupos, donde cada uno representa el relleno sedimentario en las distintas etapas del desarrollo del Rift (subgrupo Pirgua, Balbuena y Santa Bárbara). Morfológicamente, la cuenca se encuentra subdivida en diferentes depocentros, separados por un alto estructural llamado Dorsal Salto-Jujeña. El depocentro de Tres Cruces se encuentra hacia el norte, el depocentro de Lomas de Olmedo se extiende hacia el este y el depocentro de Metán-Alemanía se desarrolla hacia el sur.
El intervalo de interés para este estudio es el correspondiente al subgrupo Santa Bárbara, que se desarrolla desde el Paleoceno temprano hasta el Eoceno tardío y representa un estadío de post-rift, que posteriormente evoluciona a un ambiente de antepaís, producto del comienzo de la estructuración andina desarrollada desde el oeste. Una de las teorías vigentes propone que la estructuración andina se dio de manera paulatina, en el contexto de un ambiente de antepaís fragmentado.
La anisotropía de susceptibilidad magnética tiene un vínculo estrecho entre los ejes constitutivos de su elipsoide y las direcciones de esfuerzos y/o deformación presente en las rocas. Es por lo tanto un método útil, práctico y confiable para llevar a cabo estudios de evolución estructural en una zona, ya que permite determinar los esfuerzos actuantes que dieron origen a tal deformación.
Es así como en este trabajo se buscó caracterizar la evolución estructural y sedimentaria del subgrupo Santa Bárbara en la zona de la subcuenca de Metán Alemanía, a partir de información paleomagnética y de anisotropía de susceptibilidad magnética de las rocas estudiadas. Para ello, se realizaron muestreos sistemáticos específicos para estos tipos de estudios, en tres localidades pertenecientes a la subcuenca de Metán-Alemanía, que se complementaron con estudios de mineralogía magnética para determinar el portador magnético. A su vez, se pudieron aislar direcciones paleomagnéticas de cada uno de los sitios de interés.
En casi todos los sitios de muestreo analizados fue posible aislar magnetizaciones medias características con polaridades normales y reversas. Los cambios de polaridad en el registro geológico estarían indicando un origen primario de estas magnetizaciones. A partir de la evaluación de rotaciones según ejes verticales, se observó que la localidad Chuñapampa Oeste (2CH) estaría rotada 15° en sentido horario en comparación con el polo paleomagnético de referencia de 50 Ma de la Curva de Desplazamiento Polar Aparente (CDPA) realizada por Torsvik et al., (2012) en coordenadas de Sudamérica (Declinación: 359.7°; Inclinación: -53.2°; A95: 2.4). En las otras dos localidades (Chuñapampa Este y Arroyo Pablo) no se encontraron rotaciones según ejes verticales.
Del estudio de anisotropía de susceptibilidad magnética surge que la dirección media regional del eje kmin (paralelo al esfuerzo principal regional sigma 1) para el lapso de tiempo comprendido entre los 60 a 40 Ma es de 300º (Paleoceno – Eoceno). Esta dirección difiere de la dirección de convergencia actual de la placa de Nazca con el continente Sudamericano. Se evaluaron diferentes propuestas paleogeográficas para poder explicar esta anomalía, entre las cuales se cuentan el control morfológico de los bordes de las placas involucradas en esta subducción, heterogeneidades propias de la placa subductada, o bien el condicionamiento por la presencia de estructuras previas locales.

El comportamiento distinto de los especímenes aún dentro del mismo sitio de muestreo y en algunas ocasiones dentro de las mismas muestras, fue un hecho constante en todas las localidades, que se vio reflejado en las direcciones o polaridades aleatorias obtenidas. Esto podría deberse al poco contenido de material ferromagnético intrínseco de estas litologías o bien a la inestabilidad propia del campo magnético terrestre (CMT) durante el lapso de tiempo abarcado en este trabajo (Paleoceno – Oligoceno). A partir de los resultados aquí obtenidos, podemos concluir que estas rocas no actuaron cómo memorias del todo eficientes del CMT en el tiempo geológico.
Las muestras analizadas corresponden a un agregado de magnetita, hematita y titanohematita, donde prevalecería la hematita/titanohematita como mineralogía portadora de la magnetización, y la magnetita se encontraría como un mineral portador secundario.
Los sedimentos adquirieron magnetizaciones normales y reversas según el campo magnético terrestre del momento de la sedimentación.
La presencia de reversiones de polaridad a lo largo de toda la secuencia sedimentaria en las tres localidades (polaridades normales y reversa) indica el carácter primario de la magnetización.
La adquisición de la fábrica magnética ocurrió en los primeros estadíos de la deformación, representando un acortamiento paralelo a la estratificación. (APE; LPS: Layer Parallel Shortening).
La fábrica magnética obtenida en las tres localidades de estudio (Chuñapampa Oeste, Chuñapampa Este y Arroyo Pablo) corresponde a fábricas de tipo sedimentaria basculada. Los elipsoides de ASM son triaxiales, con los ejes Kmáx contenidos en los planos de estratificación y paralelos al rumbo de las estructuras, mientras que los ejes Kmín se ubican perpendiculares a los planos de estratificación, o sea paralelo a los polos de dichos planos.
En la sección Chuñapampa Oeste, hay mayor absorción de la deformación evidenciado por la mayor inclinación de los bancos respecto a Chuñapampa Este, llegando a estar rebatidos. Esto está reflejado en la imbricación de los ejes Kmáx en los planos de estratificación, por lo que no están del todo en la horizontal.
Al restituir y aplicar la corrección por rotación en los ejes de ASM de la localidad Chuñapampa Oeste, los mismos se asemejan a la disposición de los ejes de ASM de la localidad aledaña Chuñapampa Este (CH).
La dirección del esfuerzo actuante para la formación de las estructuras cenozoicas en las tres localidades es NO-SE. Esta dirección estaría siendo determinada por la posición de heterogeneidades del basamento previas, condicionando de manera local el desarrollo de las mismas.
La dirección del vector de esfuerzo sería entonces el producto de una descomposición local de los esfuerzos regionales debido al condicionamiento de las estructuras previas y del paisaje.
A partir del estudio paleomagnético en las tres localidades, se obtuvo en el Subgrupo Santa Bárbara el siguiente Polo Paleomagnético: Latitud = 84.2º S, Longitud = 41.7º E, A95 = 6.3º, N = 3.
A partir de la evaluación de rotaciones según ejes verticales, se observó que la localidad Chuñapampa Oeste (2CH) estaría rotada 15° en sentido horario en comparación con el polo paleomagnético de referencia de 50 Ma. de la Curva de Desplazamiento Polar Aparente (CDPA) realizada por Torsvik et al., (2012) en coordenadas de Sudamérica (Declinación: 359.7°; Inclinación: -53.2°; A95: 2.4). En las otras dos localidades (Chuñapampa Este y Arroyo Pablo) no se encontraron rotaciones según ejes verticales.
La evolución del bloque donde se encuentra la localidad Chuñapampa Oeste (2CH) habría sido condicionada en su desarrollo por las principales fallas regionales entre las que se encuentra (Falla Chuñapampa y Falla Alto Viñaco) y por heterogeneidades del basamento.
La distinta historia evolutiva y deformacional de los sitios de estudio mostraría una deformación condicionada por heterogeneidades del basamento o bien por rasgos morfoestructurales previos al paisaje actual.