ARTÍCULOS

Influencia de la tectónica preandina sobre la tectónica andina: el caso de la falla de Sierra Chica, Sierras Pampeanas de Córdoba

 

Roberto D. Martino¹, Alina B. Guereschi¹ y Claudio C. Carignano¹

¹ Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra (CICTERRA, CONICET-UNC) y Departamento de Geología Básica, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba. E-mail: rdmartino@com.uncor.edu

 

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RESUMEN

La falla de la Sierra Chica es una de las fallas inversas terciarias más importantes de las Sierras Pampeanas de Córdoba. La deformación frágil andina habría sido controlada parcialmente por estructuras previas como la foliación regional del basamento metamórfico proterozoico tardío-cámbrico. Otro control importante está dado por la tectónica extensional cretácica que produjo la apertura del océano Atlántico. La traza actual de la falla presenta tramos rectos, de alto ángulo (~50º-60°) y vinculados con depósitos cretácicos, que son interpretados como resultado de la reactivación de fallas directas previas, y tramos curvos de bajo ángulo (~30°), que no se asocian a ningún depósito en particular, que serían nuevas fallas inversas originadas por la tectónica terciaria. Una serie de fajas miloníticas antiguas, oblicuas al rumbo general, denominadas lineamientos Carapé, Quebrada Honda y Soconcho, producen la segmentación general de la falla de la Sierra Chica en tres grandes láminas de corrimiento. Durante la compresión terciaria, dichos lineamientos fueron reactivados como fallas de deslizamiento de rumbo dextral, que actuaron como rampas laterales mientras las láminas de corrimiento se desplazaban en sentido NNO (~N 330°). La forma convexa hacia el oeste se debería al efecto del fallamiento inverso de bajo ángulo asociado a la expansión de la parte frontal de la lámina de corrimiento. Las diferencias geobarométricas actuales (~5000 m) entre los bloques exhumados a ambos lados de la falla de la Sierra Chica, a la latitud de Alta Gracia (31º 36' S), todavía reflejarían los efectos de la tectónica extensional cretácica, no compensados por la inversión terciaria.

Palabras clave: Fallamiento; Gneises; Geobarometría; Cretácico; Terciario.

ABSTRACT

Infuence of the pre-Andean tectonics on the Andean tectonics: the case of the Sierra Chica fault, Sierras Pampeanas of Córdoba, Argentina.

The Sierra Chica fault is one of the most important Tertiary reverse faults of the Sierras Pampeanas of Córdoba. The Andean fragile deformation would have been partially controlled by previous structures as the regional foliation of the late Proterozoic-Cambrian metamorphic basement. Another important control is given by the Cretaceous extensional tectonics that produced the opening of the Atlantic Ocean. The present-day trace of the fault shows straight tracts of high angle (~50º-60°) linked with Cretaceous deposits, which are interpreted as reactivation of previous normal faults, and curved tracts of low angle (~30°) that do not associate in particular with any specific deposit, which would be new reverse faults originated by the Tertiary tectonics. A series of ancient shear belts, oblique to the main direction, named the Carapé, Quebrada Honda and Soconcho lineaments, produce the segmentation of the Sierra Chica fault in three large thrust sheets. During the Tertiary compression, these lineaments were reactivated as dextral slip faults, which acted as lateral ramps while the thrust sheets moved towards NNW (~N 330°). The west-directed convex form would be due to the effect of the low angle inverse faulting together with the expansion of the frontal part of the thrust sheet. The present-day geobarometric difference (~5000 m) between the blocks exhumed at both sides of the Sierra Chica fault, at the latitude of Alta Gracia (31º 36 ' S), would still refect the effects of the Cretaceous extensional tectonics that were not compensated by the Tertiary inversion.

Keywords: Faulting; Gneisses; Geobarometry; Cretaceous; Tertiary.

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INTRODUCCIÓN

La litósfera continental del sudoeste de Gondwana fue estructurada hacia el final del Proterozoico. Esta estructuración introdujo anisotropías planares en el basamento que controlaron el desarrollo de las cuencas fanerozoicas. La acreción de terrenos en el margen pacífico de Gondwana durante el Paleozoico temprano reactivó esas anisotropías y creó otras, principalmente durante la orogenia Oclóyica. Las cuencas mesozoicas, con dos estilos extensionales conocidos, fueron acomodadas por fábricas estructurales planares de rumbos noreste y noroeste que afectaron al basamento metamórfico en el ámbito pampeano y en el extrapampeano, tanto hacia el margen continental atlántico como pacífico. El ámbito extrapampeano ha sido denominado aquí Rioplatense (Fig. 1) para separarlo claramente del Pampeano. En el ámbito pampeano, se reconocen dos grandes lineamientos que controlaron las cuencas cretácicas en la parte continental de Argentina central: el lineamiento de Valle Fértil y el lineamiento Pampeano Oriental, hoy reactivado y que conforma la actual falla de la Sierra Chica en las sierras de Córdoba (Uliana et al. 1989, Rossello y Mozetic 1999, Chebli et al. 2005, Richardson et al. 2009). Estos dos lineamientos serían zonas de sutura: el lineamiento de Valle Fértil sería la sutura paleozoica de la acreción de la Precordillera argentina al margen gondwánico pacífico y el lineamiento Pampeano Oriental sería la expresión superficial de la sutura del ensamble del cratón del Río de la Plata con el terreno Pampia en tiempos precámbricos (Booker et al. 2004, Gilbert et al. 2010). La falla de la Sierra Chica es una de las fallas más importantes de las Sierras Pampeanas de Córdoba (Fig. 2). La actual falla es una estructura inversa producida durante la orogenia Andina pero que registra una larga historia deformacional, ya que ha sido controlada por estructuras previas a la tectónica contraccional terciaria.

Figura 1: Mapa esquemático general de la parte continental de Argentina central que muestra las cuencas extensionales mesozoicas (modificado de Uliana et al. 1989, Rossello y Mozetic 1999, Chebli et al. 2005), amoldadas por fábricas estructurales planares de rumbos noroeste y noreste, que afectan al basamento metamórfico en los ámbitos pampeano y rioplatense, separados aquí por la línea de puntos. En el ámbito pampeano, se reconocen dos grandes lineamientos que controlaron estas cuencas: el lineamiento Valle Fértil (LVF) y el lineamiento Pampeano Oriental (LPO), hoy reactivado y que conforma la actual falla de la Sierra Chica. Pc: Precordillera, SL: Cuenca de San Luis, SCh: Cuenca de la Sierra Chica, L: Cuenca de General Levalle, M: Cuenca de Macachín, C: Cuenca del Colorado.

Figura 2: Mapa geológico de las sierras de Córdoba, donde se ubica la Sierra Chica al este. El rectángulo corresponde al área del mapa estructural de la figura 3a.

Los principales controles fueron ejercidos por la foliación regional (denominada S₂) penetrativa en todo el basamento metamórfico proterozoico tardío-cámbrico (orogenia Pampeana) y por el fallamiento directo producido por la tectónica extensional cretácica, parcialmente invertido durante la tectónica terciaria. Los objetivos de este trabajo son: (1) describir e interpretar el fallamiento frágil de la Sierra Chica ocurrido durante la orogenia Andina, principalmente la falla de la Sierra Chica, y (2) evaluar la infuencia de la tectónica preandina en la estructuración andina a partir de la reintepretación de datos geobarométricos (Martino et al. 2010) de gneises que aforan en los bloques del techo y del piso de la falla de la Sierra Chica en una transecta localizada a los 31º 36' S (latitud de Alta Gracia). La metodología empleada consistió en cartografía estructural convencional por medio de fotografías aéreas e imágenes satelitales, toma de muestras para petrografía y relevamiento de estructuras en el campo, tales como clivajes, foliaciones, lineaciones, estrías de falla y pliegues, cuyos datos fueron proyectados en la red de Schmidt (hemisferio inferior).

MARCO GEOLÓGICO REGIONAL

Las sierras de Córdoba constituyen el grupo de sierras más oriental de la provincia geológica argentina de Sierras Pampeanas (Fig. 2). Están constituidas por una serie de cordones montañosos formados por un basamento metamórfico polideformado en el Proterozoico tardío-Paleozoico temprano, imbricados por zonas de cizalla dúctil contraccionales de probables edades del Paleozoico medio (Ordovícico-Silúrico) y tardío (Devónico-Carbonífero), e intruidas por granitoides paleozoicos. En el margen oeste de las sierras, al pie de la sierra de Pocho, aparecen pequeños aforamientos de sedimentitas continenales carboníferas-pérmicas. Hacia el este de las sierras, en la Sierra Chica, se encuentran importantes aforamientos de sedimentitas rojas continentales asociadas a diques y coladas basálticas de edad cretácica. Los cordones tienen orientación meridiana y están limitados por fallas inversas terciarias vergentes al oeste. Se encuentran separados por sedimentos intermontanos mesozoicos y cenozoicos; a su vez, emergen como un conjunto de la llanura Chaco-Pampeana de edad cuaternaria. En el sector centro-oeste se destaca, además, un grupo importante de volcanitas traquiandesíticas y depósitos piroclásticos neógenos que se sobreponen al paisaje de bloques basculados mayoritariamente al este por las fallas mencionadas.

El complejo metamórfico está organizado en una serie de dominios litológicos y estructurales separados por zonas de cizalla dúctil y por rocas máficas y ultramáficas. Esta disposición permite esbozar una evolución general que se habría iniciado en el Proterozoico tardío con el desarrollo de una cuenca de margen pasivo, instalada en el margen gondwánico, luego de la dispersión del supercontinente Rodinia. Dicha cuenca habría tenido sedimentación psamítico-pelítica, con intercalaciones de rocas calcáreas-margosas y emplazamiento de rocas básicas y ácidas. La petrología, el análisis estructural y las dataciones radimétricas disponibles permiten establecer que los dominios mencionados formaron parte de un complejo polimetamórfico que evolucionó fundamentalmente entre los 800 (?) y 520-530 Ma durante el ciclo orogénico Pampeano. Edades de 900-1200 Ma no permiten descartar la presencia de núcleos más antiguos prepampeanos. La exhumación y cierre definitivo se produjo durante la fase Oclóyica del ciclo orogénico Famatiniano. Esta tectónica contraccional está caracterizada por el desarrollo de importantes fajas de deformación dúctil y es coincidente con la colisión y acreción del terreno Cuyania al margen pacífico de Gondwana.

Los dominios litológicos y estructurales han sido interpretados: (a) en un contexto de una faja móvil ensiálica (Dalla Salda 1987); (b) como parte de orógenos acrecionales por colisión de terrenos alóctonos sobre un margen convergente de disposición occidental al cratón del Río de La Plata (Ramos 1988, 1995, Kraemer et al. 1995, 1996, Demange et al. 1993, Escayola et al. 1996, Rapela et al. 1998); (c) como componentes de un arco continental y un prisma de acreción (Nothrup et al. 1998); (d) como un ambiente extensional producido por subducción de una dorsal y advección de calor por yuxtaposición de la astenósfera sobre la base de un prisma de acreción (Simpson et al. 2001, Gromet et al. 2005). Martino y Guereschi (2006), usando el modelo (d) pero considerando la ocurrencia de ciclos de contracción-extensión, propusieron un orógeno tipo "pull-push" (Lister et al. 2001, Forster y Lister 2006).

Durante el Devónico temprano y asociados con procesos convergentes en el margen de Gondwana, tuvo lugar una deformación compresiva general que reactivó y generó fajas de deformación dúctil. Durante esta etapa, se produjo la intrusión de importantes batolitos graníticos como el de Achala (Fig. 2).

Durante el Carbonífero-Triásico, las Sierras Pampeanas fueron un retroarco con una tectónica extensional que generó cuencas en las cuales se depositó el Grupo Paganzo. En las sierras de Córdoba, está representado por escasos sedimentos continentales a lo largo del margen occidental de la sierra de Pocho (Fig. 2). Durante el Cretácico temprano y asociado con la fragmentación inicial de Gondwana, se desarrolló un rifting general en la placa Sudamericana. Esto produjo un fallamiento extensional penetrativo y la reactivación de rasgos estructurales previos a lo largo del margen oriental de las Sierras Pampeanas. Se formaron una serie de hemigrábenes asimétricos hacia el este (Schmidt et al. 1995), que fueron rellenados por sedimentitas continentales rojas, asociadas a derrames y diques de composición basáltica del Cretácico temprano (Gordillo y Lencinas 1979, Poiré et al. 1988, Sánchez et al. 1990, Kay y Ramos 1996). El sistema de rift habría sido controlado por fallas directas, parcialmente coincidentes con las actuales fallas de la Elevación Pampeana y de la Sierra Chica (Fig. 3a).

Figura 3: a) Mapa compilatorio e interpretativo de la estructura frágil de la Sierra Chica que muestra las áreas de aforamientos de la falla de la Sierra Chica (FSC). Flechas DTT: dirección de transporte tectónico. Recuadros: indican las áreas de las figuras 3d (área Carlos Paz) y 3f (área Potrero de Garay). b) Sección geológica de la Sierra Chica a la latitud de Alta Gracia (31º 36' S) que abarca los bloques del techo y del piso de la falla de la Sierra Chica, con ubicación de las muestras analizadas para geobarometría (modificada de Martino et al. 2010). c) Direcciones de acortamiento y alargamiento deducidas para los eventos de deformación A y B en el área de Cosquín (tomado de Kraemer y Martino 1993). d) Mapa de detalle de la estructura y diagrama de datos estructurales (hemisferio inferior de la red de Schmidt) para el área de Villa Carlos Paz. e) Direcciones de acortamiento y alargamiento deducidas para los eventos de deformación A y B en el área de Santa Rosa (tomado de Kraemer et al. 1988). f) Mapa de detalle de la estructura y diagrama de datos estructurales en el área de Potrero de Garay. g) Relación de corte de la foliación metamórfica S₂ con los planos de falla en las áreas de Villa Carlos Paz y Potrero de Garay. h) Esquema de la expansión de la parte frontal de la lámina de corrimiento de basamento de la falla de la Sierra Chica, con fracturamiento menor asociado (no marcado en el mapa), como ocurre entre los lineamientos Quebrada Honda y Soconcho, los que habrían actuado como rampas laterales.

La compresión andina terciaria, al momento del arribo de la placa Nazca subducida con bajo ángulo, produjo la inversión de las cuencas cretácicas (Schmidt et al. 1995), el fallamiento en bloques y su basculamiento horario (mirando hacia el norte). Así quedó configurado el paisaje actual que llamó la atención de los primeros geólogos que estudiaron las Sierras Pampeanas (Stelzner 1875). El alzamiento de los bloques del basamento habría comenzado hace unos 10 Ma (Jordan y Allmendinger 1986), a través de: (a) fallas inversas de bajo ángulo (corrimientos, Kraemer et al. 1988, 1995), modificadas localmente a ángulos mayores por apilamiento de cuña bajocorrida (Kraemer y Martino 1993), y (b) reactivación por inversión de fallas directas de alto ángulo del rift cretácico. Otras fallas más antiguas, oblicuas al rumbo dominante actual, también habrían sido reactivadas. Para el fallamiento descripto, se establecieron dos eventos deformacionales importantes (Martino et al. 1995) que habrían ocurrido a los 2 Ma (evento B) y a los 0,8 Ma (evento A). Asociado al ciclo Andino, se produjo un magmatismo representado por las volcanitas de Pocho (7,9-4,5 Ma), en el margen occidental-central de las sierras de Córdoba (Fig. 2), y por volcanitas de la Sierra de San Luis, como por ejemplo en la Sierra del Morro (2,6 ± 0,7 y Ma 1,9 ± 0,2 Ma; Ramos et al. 1991).

GEOLOGÍA DE LA SIERRA CHICA

La Sierra Chica es el cordón más oriental de las denominadas Sierras Pampeanas de Córdoba. Se extiende desde el extremo norte de las sierras del Pajarillo, Copacabana y Masa (30º 36' S) hasta el sur de la Sierra de Las Peñas (32º 38' S), ocupando una franja meridional entre los 64º 38' O y 64º 13' O (Fig. 2). La mayor elevación es el cerro Uritorco (1.950 m s.n.m.). La Sierra Chica está conformada por un bloque de basamento ígneo-metamórfico de sección asimétrica, con pendiente pronunciada al oeste y suave al este, alargado en dirección norte-sur. Dicho bloque está limitado al oeste por la falla de la Sierra Chica, que lo levanta por encima de los valles de Punilla y Calamuchita, que contienen rellenos sedimentarios del Terciario (Eoceno-Mioceno) y Cuaternario (Pastore 1932, Lencinas y Timonieri 1968, Gordillo y Lencinas 1979). Hacia el este, se adosan al fanco tendido del bloque, sedimentitas continentales cretácicas y pliocenas, las que se hunden suavemente bajo los sedimentos del Holoceno pertenecientes a la llanura Chaco-Pampeana. Este fanco tendido se ve interrumpido por un pequeño cordón denominado Elevación Pampeana (Bodenbender 1929). Otra característica del bloque levantado la constituye una serie de estructuras oblicuas al rumbo general, que lo segmentan en dirección norte-sur, como los lineamientos Carapé, Quebrada Honda y Soconcho, entre los más importantes (Fig. 3a). La secuencia estratigráfica es difícil de establecer, ya que no hay fósiles ni indicadores relícticos de polaridad y las litologías aforantes han sido intensamente afectadas por el metamorfismo y la deformación. Sin embargo, las unidades litológicas que conforman los distintos aforamientos pueden ser ordenadas en una columna estratigráfica representada por: (a) metamorfitas del Proterozoico tardío-Paleozoico temprano (migmatitas y gneises con venas de cuarzo, aplíticas y pegmatíticas ácidas, intercalaciones de mármoles y anfibolitas, ortogneises de distintos tipos y granitoides epidóticos foliados); (b) granitoides del Paleozoico temprano, (c) un complejo sedimentario-volcánico del Cretácico; y (d) sedimentitas de piedemonte y relleno de valles del Terciario, y sedimentos limoarcillosos y loéssicos del Cuaternario. La estructura interna del basamento de la Sierra Chica ha sido caracterizada con cierto detalle en su sector central a lo largo de la quebrada del río Suquía (ex Primero) por Dalla Salda (1984), Demange et al. (1993) y Martino et al. (2010). Hacia el sur, a lo largo de la quebrada del río Anisacate por Garzón (1992) y Zuásquita (1992), y entre Santa Rosa, Calmayo y la Sierra de Las Peñas por Martino et al. (1995) y Bonalumi et al. (2005). Al norte, la foliación de los granitoides y las fajas de cizalla asociadas han sido descriptas por Pérez et al. (1996). Martino (2003) realiza una descripción detallada de las fajas de deformación de las sierras de Córdoba. Las estructuras, sedimentación y volcanismo cretácicos fueron estudiados por Gordillo y Lencinas (1967, 1979), Poiré et al. (1988), Sánchez et al. (1990), Sisto et al. (1993, 1994), Schmidt et al. (1995) y Kay y Ramos (1996).

El basamento metamórfico de la Sierra Chica a los 31° 36' de latitud sur

El basamento metamórfico cámbrico a esta latitud está afectado por la falla terciaria de la Sierra Chica, de rumbo norte-sur, donde el bloque del techo de la falla se encuentra en el margen oriental y corresponde a la Sierra Chica propiamente dicha, mientras que el bloque del piso se ubica en el margen occidental. Anzil (2009) y Martino et al. (2010) realizan un estudio detallado de la petrología y estructura de esta área, a lo largo de una sección geológica ubicada entre los 31º 33'-31º 40' de latitud sur y los 64º 27'-64º 37' de longitud oeste (Fig. 3b), al noroeste de la ciudad de Alta Gracia. Las rocas metamórficas que aforan en el bloque del techo de la falla en este sector están dominadas por gneises granatíferos sillimaníticos, con manifestaciones menores de gneises granatíferos leucocráticos. Hay intercalaciones de cuerpos tabulares de anfibolitas y mármoles, y aforan los cuerpos ultramáficos Loma Negra y La Cocha. También hay intrusiones leucocráticas menores y cuerpos de pegmatitas. A escala del aforamiento, se reconocen localmente fajas de cizalla decimétricas.

En el bloque del piso de la falla, se encuentra el cuerpo ultramáfico Bosque Alegre y las rocas metamórficas están dominadas por ortogneises granatíferos, gneises granatíferos y gneises granatíferos leucocráticos. Los mármoles son litologías abundantes, en aforamientos de gran potencia, y hay escasas intercalaciones de cuerpos tabulares menores de anfibolitas y de gneises calcosilicáticos. El basamento está intruido por pegmatitas verticales discordantes, generalmente de grandes dimensiones.

Geobarometría de los gneises de alto grado a los 31° 36' de latitud sur

Anzil (2009) y Martino et al. (2010) realizaron análisis de química mineral y termobarometría en muestras seleccionadas de gneises granatíferos sillimaníticos y gneises granatíferos leucocráticos. Estas rocas desarrollan texturas de reacción metamórficas y las paragénesis de más alto grado reconocidas en el área estudiada son: cuarzo + plagioclasa + biotita + granate + sillimanita (± cianita) ± feldespato potásico + rutilo. Tomando como referencia la falla de la Sierra Chica, las muestras BE-13, BE-15 y CO-126 pertenecen al bloque del techo y la CO-194 al bloque del piso de la falla (ver ubicación en Fig. 3b).

Estos autores emplearon el programa Thermobarometry (versión 2.1) para computadoras Macintosh de Spear y Kohn (1999). Para los cálculos de la presión, utilizaron el barómetro granate-plagioclasa-silicato de aluminio-cuarzo (GASP), con sillimanita con la calibración de Koziol (1989), y el barómetro granate-rutilo-silicato de aluminio-ilmenita-cuarzo (GRAIL) calibrado por Bohlen et al. (1983). Para la muestra CO-194 que sólo contiene escasa sillimanita incluida en granate, emplearon el barómetro granate-rutilo-ilmenita-plagioclasa-cuarzo (GRIPS) calibrado por Bohlen y Liotta (1986). Dado que todas las muestras analizadas poseen rutilo en la matriz en equilibrio con biotita y granate, los valores obtenidos con los barómetros GRAIL y GRIPS serían indicadores de presión mínima. Considerando el conjunto de datos publicados por Martino et al. (2010) con los distintos geobarómetros utilizados, a fin de minimizar los errores, se calcularon los valores medios de presión para las distintas muestras de cada bloque para cada evento metamórfico. Se obtuvieron valores medios de presión de 7,4 kb durante el pico metamórfico M2 para los gneises pertenecientes al bloque del techo de la falla de la Sierra Chica, con temperaturas de 765-840 ºC. Para la muestra ubicada en el bloque del piso, se obtuvo una presión de 7,8 kb para el evento M2, con temperaturas de 775-781 ºC. Para el evento retrógrado M3, los valores medios de presión para las tres muestras ubicadas en el bloque del techo de la falla de la Sierra Chica son de 6,0 kb, con temperaturas de 598-710 ºC. Para la muestra situada en el bloque del piso, se obtuvo una presión de 7,3 kb para el evento M3, con temperaturas de 693-707 ºC.

ESTRUCTURA FRÁGIL DE LA SIERRA CHICA

Se describirán brevemente las principales estructuras cartografadas en la región como la falla Elevación Pampeana y los lineamientos oblicuos a la Sierra Chica, ordenados de norte a sur (Fig. 3a). Luego se hará una descripción detallada de la falla de la Sierra Chica y de sus principales aforamientos.

Falla Elevación Pampeana

Se trataría de una falla directa de rumbo meridiano, probablemente invertida durante la orogenia terciaria. Da lugar a la formación de una pequeña cadena de cerros denominada Elevación Pampeana (Bodenbender 1929, Gordillo y Lencinas 1979), entre las localidades de Salsipuedes, La Calera, Malagueño y Despeñaderos (Fig. 3a). Se percibe aquí, casi localmente, el estilo predominante de pendiente occidental empinado y pendiente oriental suave que presentan las Sierras Pampeanas. También se aprecia su hundimiento hacia el sur, desde los 700 m s.n.m. (La Calera) hasta los 590 m s.n.m. (Alta Gracia-Anisacate). Esta pequeña cadena está compuesta esencialmente por gneises biotíticos, anfibolitas y mármoles cálcicos intruidos por material ácido aplítico y pegmatítico. En La Calera, se reconoce un espesor de 50 m de gneises triturados que pasan a materiales más finos hasta hacerse una harina de falla color pardo, que presenta inclusiones redondeadas y pulidas de rocas de distinto tamaño. En algunas canteras se observan bloques rotados de mármol, intensamente brechados y con extensos espejos de fricción.

El movimiento de la falla ha permitido el basculamiento del bloque oriental hacia el ESE, con un valor de 10º a 12° en las cercanías de la fractura para disminuir a 4º a 5° en la zona de la quebrada Martinolli (entrada de la quebrada: 31º 20' 44,04" S; 64º 17' 24,04" O), valor que se mantiene hasta la ciudad de Córdoba. La inclinación regional del basamento determina la pendiente topográfica general de la región anteserrana a la altura de la ciudad de Córdoba, siguiendo una dirección más o menos paralela al recorrido del río Suquía (ex Primero) desde la sierra a la ciudad (ESE). Esta fractura, al igual que las restantes fracturas morfogenéticas de las Sierras Pampeanas, es una falla inversa que buza al este. Según Gross (1948), en este sector aparecen dos fallas, la ya mencionada de La Calera-Salsipuedes y otra más oriental, no marcada en el mapa de la figura 3a (esta última carece de importancia regional).

Fallamiento oblicuo a la Sierra Chica

Falla Quebrada de Luna: Esta falla tiene rumbo noreste (Fig. 3a) y buza hacia el noroeste con alto ángulo (~80º NO). Se trataría de una falla directa que habría sido reactivada durante la compresión terciaria. Levanta el basamento ígneo metamórfico de la Sierra Chica por encima de la cuenca cretácica, quedando los relictos de esta última protegidos en el bloque bajo. Esta falla directa podría haberse nucleado en la no concordancia del contacto de las sedimentitas con el basamento. Lineamiento Carapé: Se asocia a la faja de deformación dúctil Carapé, que separa los granitoides del sector austral de la Sierra Norte de las metamorfitas de la Sierra Chica, afectando a ambas rocas (Pérez et al. 1996, Lyons et al. 1997, Martino 2003). Esta faja se extiende con rumbo noroeste por ~40 km de largo, con un espesor de 0,5 a 2 km. El límite noreste es transicional mientras que el límite suroeste es neto, donde se nuclea el lineamiento Carapé de naturaleza frágil. Este lineamiento y la faja de deformación dúctil se extenderían hacia el noroeste conformando la falla de Pajarillo, Copacabana y Masa (Fig. 3a), continuación norte de la falla de la Sierra Chica.

Lineamiento Quebrada Honda: En el lugar por donde se ha construido la autopista Córdoba-Villa Carlos Paz, se encuentra la quebrada Honda. Se reconoce aquí una falla transversal a la Sierra Chica (Fig. 3a), con rumbo NNO y traza vertical, que ha elevado el bloque norte con respecto al bloque sur. Probablemente esté asociada a fajas de milonitas con reactivaciones frágiles posteriores como ocurre con los otros lineamientos de la Sierra Chica. A la altura de la entrada de la autopista a Villa Carlos Paz, se reconoce una franja de filonitas y rocas verdes con aspecto de esquistos, posiblemente retrabajadas por la actividad de la falla de la Sierra Chica. La foliación de estas rocas está orientada N 10º/50º E y poseen la geometría de un caballo de falla. Se reconoce un arrastre y rotación de la fábrica S2, la que pasa a N 35º/70º SE. En general, esta zona se encuentra muy cubierta, lo que impide realizar mejores observaciones. Lineamiento Soconcho: Es una extensa faja con deformación frágil penetrativa que atraviesa la Sierra Chica con rumbo N 320°-350º (Fig. 3a) y buzamiento de 52°-54º E, que se sobrepone a la faja de deformación dúctil previa (Martino et al. 1995, Martino 2003). El nombre lo da su límite noreste, donde se nuclea una fractura que se interna en la llanura Chaco-Pampeana, controlando el curso del arroyo del mismo nombre (Martino y Fagiano 1982). Hacia el oeste del lineamiento y abarcando en su extensión hasta la mitad oriental del cuerpo de la tonalita Calmayo, se sobrepone un clivaje de fractura en una faja de ~3 km de ancho. La orientación general de este clivaje es N 350° y buza 60° O a subvertical. Sobre el arroyo Calmayo, en el borde noreste del plutón, se reconocen pequeñas fajas centimétricas de pseudo-taquilitas (Martino y Fagiano 1982) que indicarían una reactivación de la faja en un régimen sismogénico. Se desconoce la relación temporal del último movimiento de este lineamiento, pero es probable que constituya una fase relacionada con la falla de la Sierra Chica. Lineamientos Ctalamochita y Los Cóndores: Se trata de dos lineamientos con rumbo general noreste (Fig. 3a). El primero de ellos controla el drenaje a la altura del río Ctalamochita y el segundo, de bloque hundido hacia el sudeste, hace de límite entre la Sierra Chica y la sierra de Las Peñas al sur. Probablemente sean estructuras tensionales antiguas, completamente erosionadas, de las que sólo queda su expresión morfológica.

La falla de la Sierra Chica

La falla de la Sierra Chica es una de las fallas inversas más extensas de las sierras de Córdoba (Fig. 2), ya que su escarpa de falla puede reconocerse por más de 200 km de largo (Figs. 3a y 4a). Hacia el norte, a la latitud de Capilla del Monte, se continúa en la falla de Pajarillo, Copacabana y Masa. Hacia el sur, llega hasta el lineamiento Los Cóndores, a partir del cual se ramifica en una serie de lineamientos. Entre éstos se destaca el lineamiento Elena (de traza curva) que afecta a la sierra de Las Peñas en su margen occidental y que sería la continuación sur de la falla de la Sierra Chica.

Figura 4: a) Perfil norte-sur de la escarpa de la falla de la Sierra Chica a la latitud de la quebrada Honda. En primer plano, la localidad de Tanti y al fondo, al pie de la escarpa, Villa Carlos Paz. b,c,d) Principales aforamientos de la falla de la Sierra Chica: b) Canteras El Tanque, área Villa Carlos Paz, perfil este-oeste (diámetro tanque: 5 m); c) Potrero de Garay, perfil oeste-este (largo piqueta: 30 cm); y d) Santa Rosa de Calamuchita, perfil este-oeste. Ver descripciones en el texto.

En sentido regional, esta falla ha sido mencionada con distintos nombres en parte de la literatura geológica, como falla occidental de la Sierra Chica (Gordillo y Lencinas 1979) o falla Punilla (o zona de falla Punilla, Schmidt et al. 1995). También ha recibido distintos nombres en los tramos locales en los que se ha estudiado con mayor detalle, como falla Cosquín (Gross 1948, Lencinas y Timonieri 1968, Massabie 1976, 1987, Massabie y Szlafstein 1991), falla Carlos Paz (Massabie y Szlafstein 1991), falla Potrero de Garay (Schlagintweit 1954, Massabie 1987) y falla Santa Rosa (Massabie 1987, Wagner-Manslau 1988, Kraemer et al. 1988, Massabie y Szlafstein 1991). En general, estos segmentos o tramos locales de la falla de la Sierra Chica se encuentran delimitados por los lineamientos oblicuos oportunamente descriptos en este trabajo. El rumbo predominante de la falla es meridiano, si bien localmente la traza presenta inflexiones con tramos rectos y curvos. Los tramos rectos (R en Fig. 3a) tienen orientación NNO, altos ángulos de buzamiento (50-60°) y se vinculan a depósitos cretácicos (Painceyra 1998), como por ejemplo en la falla de Pajarillo, Copacabana y Masa, y desde Santa Rosa hasta el lineamiento Los Cóndores. Los tramos curvos son cóncavos y convexos (salientes S y entrantes E en Fig. 3a), tienen bajos ángulos de buzamiento (~30°) y no se asocian a ningún depósito en particular. Estos últimos tramos fueron definidos como corrimientos de basamento (basement thrusts) por Martino et al. (1995). Asociadas a la zona de falla, se reconocen rocas cataclásticas con un ancho afectado que alcanza la decena a centena de metros, representadas por brechas y microbrechas con harina de falla de color rojo y verde, y rocas de aspecto filonítico, intensamente cloritizadas y muscovitizadas. También se observa una fuerte fracturación del bloque cabalgado, en un ancho del orden de los centenares de metros, con desferrización de biotita y generación de clorita-sericita.

En su recorrido, la falla de la Sierra Chica cabalga a conglomerados rojos cretácicos en la zona de La Cumbre, a los estratos terciarios del valle de Punilla en la zona de Cosquín y parcialmente a los fanglomerados pleistocénicos en Bialet Massé y Villa Carlos Paz. En la zona de Potrero de Garay, cabalga a sedimentos aluviales cuaternarios con edafización, y en la zona de Santa Rosa, cabalga a cenoglomerados cuaternarios (Castellanos 1944, 1951, Gross 1948, Schlagintweit 1954, Lencinas y Timonieri 1968, Massabie 1976, 1987, Gordillo y Lencinas 1979, Kraemer et al. 1988, Massabie y Szlafstein 1991, Kraemer y Martino 1993, Martino et al. 1995, Schmidt et al. 1995).

Principales aforamientos de la falla de la Sierra Chica

Se describirán los principales aforamientos donde se ha reconocido la falla de la Sierra Chica, considerando las rocas de falla, geometría, datos estructurales y cinemática, de acuerdo con la información disponible de trabajos previos más los datos nuevos aportados en este trabajo, principalmente para las áreas de Villa Carlos Paz y de Potrero de Garay. De norte a sur, las principales áreas de aforamiento son las siguientes: Área Cosquín (Figs. 3a, c): En el valle de Punilla, a la latitud de Cosquín, se observa que el basamento proterozoico cabalga sobre una cuña sedimentaria imbricada (Gross 1948, Lencinas y Timonieri 1968, Massabie 1976, 1987, Massabie y Szlafstein 1991). Si bien éste ha sido el ejemplo típico de fallamiento de alto ángulo para las sierras de Córdoba (56º-60º), el ángulo de corte de los sedimentos es de 15º a 20º (Kraemer y Martino 1993). Dicho ángulo es similar al observado en aforamientos donde el basamento cabalga sedimentitas no deformadas con ángulos entre 20º y 40º (Santa Rosa, Villa Carlos Paz, etc.). El análisis cinemático de fallas menores en el bloque del techo de la falla de la Sierra Chica (Fig. 3c, Kraemer y Martino 1993) muestra dos poblaciones de fallas, una bien desarrollada de tipo inverso, con una dirección de acortamiento oeste a NNO (evento A), y otra escasamente representada con componente de rumbo y dirección de acortamiento noreste (evento B). Se reconoce claramente un episodio de deformación posterior a los depósitos de piedemonte. Además, el registro sedimentario permite establecer al menos otros dos episodios de deformación previos, aún sin una ubicación temporal definida, lo que indica la compleja historia de esta estructura (Kraemer y Martino 1993).

Área Villa Carlos Paz: en Quebrada Honda (Figs. 3a, d y 4a), se reconocen cataclasitas asociadas a la zona de falla de la Sierra Chica, 2-4 m de microbrechas con harina de falla de color rojo y verde, seguida hacia arriba por 10-30 m de brechas. Hacia el este, en una faja de 200-400 m de espesor, la falla retrabaja las metamorfitas regionales, principalmente la foliación S₂ de los gneises, retrogradando la biotita a clorita ± muscovita. A la salida oeste de la quebrada Honda, se ha reconocido un caballo de falla (horse) de centenares de metros de largo y decenas de metros de ancho, actualmente en estudio. Está compuesto por milonitas clorítico-sericíticas, con el plano de foliación S₂ orientado N 10º/50º E y una lineación N 80°/30°, ligadas posiblemente a un evento anterior de deformación dúctil, posiblemente retrabajado durante el Terciario.

Hacia el sur de Quebrada Honda, a la latitud de Villa Carlos Paz, en la zona de falla aforan rocas de aspecto filonítico, intensamente cloritizadas y muscovitizadas, con una fuerte orientación que define una lineación (N 70°/45°) sobre el plano de foliación S₂ (N 345º/30º E). Se intercala material ígneo ácido con tres patrones: (a) deformado, paralelo al plano S₂, con formas de lentes; (b) formando pliegues asimétricos, y (c) pegmatitas desplazadas de modo directo. Hacia el oeste de la faja infuenciada por la deformación, aforan gneises de dos micas con granate. El análisis cinemático y dinámico de fallas menores asociadas al fallamiento principal de la Sierra Chica permitió establecer dos eventos compresivos mutuamente ortogonales. Para el evento A, el eje de acortamiento es Z = N 106°/11° y para el evento B es Z = N 15°/3° (Painceyra 1998). Estos eventos son correlacionables con los establecidos por Martino et al. (1995). En el sector del cementerio de Villa Carlos Paz (Figs. 3a, d), el bloque del techo de la falla de la Sierra Chica está compuesto por ortogneises graníticos, muy cloritizados y fracturados, con plano de foliación S₂ = N 74°/55° NO. Se reconocen intercalaciones de granitos boudinados y venas de cuarzo lechoso (espesor < 10 cm), orientadas N 140°/35° NE. Un plano transgresivo al resto, orientado N 350°/80° O, está relleno con venillas milimétricas de calcita. Otro plano poco desarrollado, de geometría C' con respecto a la foliación de los ortogneises, corta a todo el conjunto. Otro rasgo que presentan los ortogneises deformados es un plegamiento asimétrico tipo S, combinado localmente con pliegues en caja, con eje N 10°/15° y plano axial paralelo a la falla orientada aquí N 310°/30° NE (Fig. 3d). En el bloque del piso de la falla se observa un cenoglomerado fango-soportado, poco consolidado, de material cuaternario con un plano sedimentario grosero subhorizontal (Massabie y Szlafsztein 1991).

En las dos canteras de áridos El Tanque (Fig. 3d), situadas unas cuadras al sur del cementerio de Villa Carlos Paz, el bloque del techo de la falla de la Sierra Chica está compuesto por un granitoide de textura pegmatítica, con lentes de gneises, completamente triturados. Este bloque sobreyace, luego de conectarse a través de una zona cataclástica de color rojo, al bloque del piso de la falla compuesto por areniscas poco consolidadas de color gris, de abanico aluvial cuaternario (Fig. 4b). La orientación de la falla en ambas canteras es variable (Fig. 3d): en la cantera 1 (aforamiento norte) es N 58º-60°/25º-50° SE, con estrías N 138º-150°/25º-50°; en la cantera 2 (aforamiento sur) es N 308º-330°/15º-35° SO, con estrías N 234°/30°. En conjunto, el plano de falla es curvo localmente y el bloque del techo está plegado suavemente alrededor de un eje N 202°/25°, con plano axial subvertical (ver esquema en Fig. 3d). En la cantera 1, se reconocen también pliegues asimétricos tipo Z, con ejes orientados N 130°/50°, con plano axial N 4°/50° E. La foliación metamórfica S₂ del basamento cabalgado (N 74°/55° NO) es cortada con un ángulo de 30° por la falla de la Sierra Chica a la latitud del cementerio de Villa Carlos Paz (Fig. 3g). Los pliegues de arrastre, clastos rotados y estrías permiten deducir movimientos inversos de la falla hacia ~N 330°.

Área Potrero de Garay (Figs. 3a, f): al norte del lago Los Molinos, la falla de la Sierra Chica fue denominada Potrero de Garay por Schlagintweit (1954) y estudiada también por Costa et al. (2001). En un corte del camino con rumbo N 70°, se observa una lámina triturada de basamento metamórfico intruido por material granitoide (Fig. 4c), que cabalga sobre sedimentos aluviales del Pleistoceno medio-tardío con edafización (edades según Castellanos 1944, 1951). Un suelo representado por un horizonte B textural está totalmente desmembrado en el bloque del piso de la falla, y en el paisaje, en general, se ve una fuerte disturbación del horizonte mencionado en el resto de los suelos. En el contacto, se identifica una capa de espesor decimétrico de gouge foliado y con estrías bien marcadas orientadas N 0°/35°. El plano de falla está orientado N 302º-310°/45º-50° NE (Fig. 3f). La foliación metamórfica S₂ del basamento cabalgado tiene una orientación variable N 10º-30°/45º-60° SE y estaría seccionada por la falla con un ángulo de ~56° (Fig. 3g). Los estrías permiten deducir movimientos inversos de la falla hacia ~N 180° (Fig. 3f).

Área Santa Rosa: Particularmente de interés es la falla de la Sierra Chica a la latitud de la localidad de Santa Rosa de Calamuchita, en el corte de la ruta provincial Nº 5. Aquí se observa claramente cómo el basamento metamórfico cabalga sobre sedimentitas cuaternarias con un plano buzante al este (Fig. 4d). Esta estructura, denominada localmente falla de Santa Rosa, fue descripta por primera vez por Massabie (1987) y Wagner-Manslau (1988), en tanto Kraemer et al. (1988) realizan el primer estudio cinemático y dinámico. La foliación S₂ actuó aquí como plano principal de la falla de la Sierra Chica. El rumbo general de la falla es N 340º, con buzamientos variables entre 30º y 40º al este. El bloque del techo de la falla está constituido por gneises cuarzo-feldespáticos fuertemente alterados, de tono verdoso oscuro. La textura brechosa y fracturación divide la roca en poliedros irregulares, habiéndose perdido en general la estructura metamórfica primaria. El bloque del piso de la falla está constituido por una roca sedimentaria de tonos amarillentos blanquecinos, con estratificación grosera, compuesta por clastos de rocas metamórficas de tamaño variable (de 13 a 120 cm de diámetro), sostenidos por una matriz arenosa a conglomerádica. Esta roca es interpretada como ceno-glomerados (depósitos por remoción en masa) de piedemonte producidos por flujo de detritos procedentes del este. Sobre el plano de falla se encuentra un nivel de arcilla rojiza, con espesores variables entre 10 y 80 cm. Se reconoce una foliación cataclástica con estrías y marcas de punzamiento que permiten establecer claramente el movimiento relativo inverso entre los bloques. Por encima del plano de falla, el basamento se encuentra intensamente fracturado y con abundantes fallas menores e indicadores cinemáticos como estrías de falla. La roca sedimentaria por debajo del plano de falla está escasamente deformada, en un espesor de no más de 20 cm, con cemento carbonático, donde los clastos se reorientan haciéndose paralelos al plano de falla. El análisis de fallas menores permitió determinar dos eventos de deformación (Fig. 3e, Kraemer et al. 1988): el evento A, con dirección Z de acortamiento noroeste (N 288º) y dirección X de alargamiento subvertical, y el evento B, con dirección Z de acortamiento noreste (N 53º) y dirección X de alargamiento cercana a la horizontal.

INTERPRETACIÓN REGIONAL DE LA FALLA DE LA SIERRA CHICA

La deformación frágil en la Sierra Chica produjo una serie de fallas y lineamientos de relaciones complejas entre sí (Fig. 3a). Esta complejidad se debe al control ejercido por las fábricas previas como la foliación S₂, y a la presencia de dos tectónicas frágiles superpuestas: la tectónica extensional cretácica y la tectónica compresional terciaria.

La deformación frágil afectó a un conjunto de metamorfitas de edad proterozoica tardía-cámbrica (Rapela et al. 1998, Siegesmund et al. 2010), con una fuerte anisotropía planar muy penetrativa a nivel regional (foliación metamórfica principal S₂). La foliación S₂ posee una orientación general N 310º-340º/30º-50º NE dentro del ámbito de la Sierra Chica. La foliación S₂ es un plano de debilidad que, en algunos casos, actuó como plano principal de la falla de la Sierra Chica (área Santa Rosa, Figs. 3a, e). El fuerte control de la fábrica S₂ de las metamorfitas en la orientación de las estructuras frágiles terciarias en el borde más oriental de las Sierras Pampeanas ha sido destacado por numerosos autores (Gordillo y Lencinas 1979, Kraemer et al. 1988, Massabie y Szlafsztein 1991, Kraemer y Martino 1993, Simpson et al. 2001). Schmidt et al. (1995) extienden ese control hasta las serranías occidentales en la provincia de San Luis. Sin embargo, en otros casos se reconoce que el plano S₂ es cortado con bajo ángulo por la falla de la Sierra Chica (por ejemplo, áreas de Villa Carlos Paz y Potrero de Garay, Fig. 3g). En la Sierra Chica, la fábrica S₂ está cortada por tres lineamientos principales de rumbo N 330º denominados Carapé, Quebrada Honda y Soconcho (Fig. 3a). Éstos son subverticales, de traza recta en planta, e internamente se reconocen una fábrica milonítica antigua y una fábrica frágil sobrepuesta. La fábrica milonítica podría ser de edad devónica y se habría reactivado frágilmente durante el Cretácico y el Terciario. Cuando se produjo la compresión terciaria, dichos lineamientos fueron reactivados como fallas de deslizamiento de rumbo dextral, con componente extensional (cizalla oblicua divergente = transtensiva), generando arrastre y rotación de la fábrica S₂ en el lineamiento Quebrada Honda y formación de clivaje sobrepuesto a S₂ en los linea-mientos Carapé y Soconcho. El extremo norte de la actual falla de la Sierra Chica se habría nucleado a lo largo de la prolongación noroeste del lineamiento y la faja de deformación Carapé, formando la falla de Pajarillo, Copacabana y Masa (Fig. 3a). Esta última habría sido uno de los principales controles de la cuenca cretácica, ya que se interpreta como la falla directa lístrica de despegue (detachment o sole fault), luego invertida durante la tectónica terciaria. La faja Carapé junto con la faja de deformación Guacha Corral-Pachango (Fig. 2) conformarían los dos límites corticales de mayor relevancia en las sierras de Córdoba, posteriores al pico metamórfico y al comienzo de la exhumación del orógeno Pampeano a esta latitud (Martino 2003). Los altos ángulos de la falla de la Sierra Chica observados en algunos sectores, que se manifestan como trazas rectas (como a la latitud de Cosquín, Fig. 3a), son consecuencia de un fenómeno de traslación y rotación progresivas del basamento a medida que se producía la imbricación de la cuña sedimentaria por debajo, lo que implicaría un comportamiento del basamento esencialmente no rígido y fuertemente condicionado por la geometría del bloque inferior (Kraemer y Martino 1993). Otros tramos rectos, tales como la continuación norte en la falla de Pajarillo, Copacabana y Masa y el tramo al sudoeste de Santa Rosa (latitud del embalse de Río Tercero, Fig. 3a), representarían fallas directas cretácicas hoy invertidas por la tectónica terciaria. En este sentido, los tramos curvos serían nuevas fallas inversas originadas por la tectónica terciaria, mientras que los tramos rectos serían reactivaciones inversas de fallas directas previas. En conjunto, todos los tramos estarían interconectados conformando la actual falla de la Sierra Chica. En los tramos entre los lineamientos oblicuos, la actual falla de la Sierra Chica tiene una traza curva convexa hacia el oeste (salientes: S en Fig. 3a), mientras que, a la latitud de los lineamientos, la falla invierte su curvatura adquiriendo una forma cóncava (entrantes: E en Fig. 3a). Los tramos convexos, limitados por los lineamientos oblicuos, producen la segmentación general de la falla de la Sierra Chica en al menos tres grandes láminas de corrimiento. Durante la compresión terciaria, esas láminas de corrimiento se habrían desplazado principalmente en sentido NNO (~N 330°), mientras los lineamientos actuaban como rampas laterales. La forma convexa se debería al efecto del fallamiento inverso de bajo ángulo asociado a la expansión de la parte frontal de la lámina de corrimiento, mecanismo análogo al que se reconoce en las nappes (spreading nappes, Fig. 3h). Como ejemplo de este último proceso y geometría, puede tomarse el tramo central entre los lineamientos Quebrada Honda y Soconcho. Aquí el plano del corrimiento es ligeramente ondulado, por lo que localmente la dirección de transporte tectónico (fechas DTT en Fig. 3a) se aparta de la dirección principal NNO y se dirige localmente hacia el oeste y sudoeste. Esta suave ondulación del plano de falla se observa también a la latitud de Villa Carlos Paz, donde puede interpretarse como un plano de falla plegado suavemente, con plano axial subvertical (Fig. 3d). La ondulación del plano de falla es otro factor que explica las distintas relaciones de corte observadas respecto del plano de foliación S₂ (Fig. 3g).

El análisis cinemático de fallas menores para las áreas de Cosquín, Villa Carlos Paz y Santa Rosa (Kraemer et al. 1988, Kraemer y Martino 1993, Painceyra 1998) indica que hay dos direcciones de acortamiento que son comunes y que pertenecerían a eventos de deformación diferentes: noroeste y noreste, correspondientes a los eventos A y B respectivamente (Figs. 3c, e). Es importante resaltar que mecanismos focales recientes, deducidos mediante ondas P y S, son coincidentes con el evento A: se determina una componente de acortamiento noroeste y alargamiento subvertical (Richardson et al. 2009). Esta dinámica coincide también con la dirección principal de transporte tectónico (fechas DTT, Fig. 3a) determinada para los distintos bloques de la Sierra Chica limitados por los lineamientos Carapé, Quebrada Honda y Soconcho. La falla inversa terciaria de la Sierra Chica se nuclea, reactiva e invierte una falla directa cretácica relacionada con la deformación que condujo a la apertura del océano Atlántico (Schmidt et al. 1995), coincidente con el lineamiento Pampeano Oriental (Fig. 1) que sería la sutura del ensamble del cratón del Río de la Plata con el terreno Pampia en tiempos precámbricos. Probablemente este último lineamiento y la falla actual sean la expresión superficial de la verdadera sutura que estaría en niveles estructurales más bajos de la litósfera, detectada geofísicamente (Booker et al. 2004, Gilbert et al. 2010).

CONSIDERACIONES ACERCA DE LA EDAD DEL FALLAMIENTO

La edad de la última deformación andina en la falla de la Sierra Chica depende de la edad que se asigne a los cenoglomerados cabalgados por el basamento. Por correlación con rocas similares de las cercanías del dique Los Molinos (Castellanos 1944, 1951) y del valle de San Alberto (31º 43' 10,64" S; 65º 00' 15,77" O), la edad sería Pleistoceno medio a tardío. No obstante, mediante observaciones geomorfológicas y por los horizontes de suelos que afecta en Potrero de Garay, se puede considerar que esta falla tendría desplazamientos muy recientes (Holoceno?). Dado que el evento de deformación A se reconoce claramente en los niveles arcillosos del plano de falla en Santa Rosa, Kraemer et al. (1988) sugieren que sería el último episodio de movimiento de la estructura, por lo que su edad sería post Plioceno (Pleistoceno temprano?). El evento B aparece representado en el basamento cabalgante relativamente alejado del plano de falla y se considera como un evento previo de edad incierta (pre Plioceno tardío?). Según Schmidt et al. (1995) la actividad se habría desarrollado desde el Plioceno. Martino et al. (1995) propusieron que estos dos eventos deformacionales habrían ocurrido a los ~0,8 Ma (evento A) y a los ~2 Ma (evento B). A escala más regional, la intercepción de drenajes provenientes de la Sierra Grande (Fig. 2), por la Sierra Chica, ya sea desviándose o seccionándose (ríos antecedentes, p. ej.: Suquía y Anisacate), implica que el alzamiento de la Sierra Chica es posterior al alzamiento de la Sierra Grande (Gordillo y Lencinas 1979) y que la propagación de la deformación es hacia el este (backward fault propagation). Si bien se desconoce la edad del último movimiento de la Elevación Pampeana, se estima que su formación es un episodio que ha sido más reciente que la falla de la Sierra Chica. Otros autores (Costa y Vita Finzi 1996, Costa et al. 2001) opinan que se trataría de un levantamiento sincrónico holoceno pero con diferentes tasas de levantamiento. Por otro lado, tomando en cuenta las diferentes edades que presentan los depósitos del bloque del piso de la falla de la Sierra Chica, que se hacen más jóvenes hacia el sur, se sugeriría una cierta propagación de la falla también en ese sentido. Sin embargo, es una cuestión abierta dado que en algunos lugares podrían estar erosionados los depósitos más nuevos, a lo que se suma una gran imprecisión en el fechado disponible para las unidades sedimentarias afectadas por la falla.

DISCUSIÓN E INTERPRETACIÓN DE LA SECCIÓN GEOBAROMÉTRICA DE LA SIERRA CHICA A LOS 31º 36' DE LATITUD SUR

A la latitud de Alta Gracia (31º 36' S, Fig. 3a), la traza de la falla de la Sierra Chica presenta una inflexión convexa hacia el oeste (saliente) que se continúa hacia el sur en un tramo que puede considerarse recto hasta el área de Potrero de Garay. En este sector, se interpreta que la dirección de transporte tectónico habría sido hacia el oeste y prácticamente ortogonal al plano de falla (Fig. 3a), por lo que las componentes de desplazamiento de rumbo serían despreciables. Los aforamientos de rocas sedimentarias cretácicas más cercanos se encuentran hacia el este, en los alrededores de Despeñaderos. El basamento metamórfico aforante en los bloques exhumados a ambos lados de la falla de la Sierra Chica, a la latitud considerada, está compuesto por litologías similares y con el mismo estilo estructural, como se muestra en la sección geológica A-A' (Fig. 3b, Martino et al. 2010). Los valores medios de presión metamórfica calculados para los gneises de alto grado que aforan en ese sector son de 7,8 y 7,4 kb al oeste y este de la falla respectivamente para el pico metamórfico M2 (Fig. 5a) y de 7,3 y 6,0 kb respectivamente para el evento retrógrado M3 (Martino et al. 2010). El evento M2 se asigna regionalmente a una edad cámbrica temprana (Rapela et al. 1998, Siegesmund et al. 2010). Se desconoce la edad del evento M3, pero puede estimarse que la descompresión y enfriamiento hasta condiciones de grado medio habrían ocurrido inmediatamente después del pico metamórfico (post cámbrico temprano). Los valores de presión calculados para los eventos M2 y M3 indican que la sección actualmente expuesta del bloque oriental se habría encontrado a menor profundidad cortical que aquélla correspondiente al bloque occidental, alcanzando ~5 km de diferencia para M3. El rechazo vertical (throw) actual de la falla de la Sierra Chica a la latitud considerada es de ~200 m (Fig. 5b). Aproximadamente esa misma diferencia de altura se encuentra entre las distintas muestras consideradas en la sección (± 250 m, Fig. 3b). Por efectos únicamente de la compresión andina, sería esperable que el desplazamiento terciario de la falla de la Sierra Chica hubiera exhumado, en el techo de la falla, bloques con valores de presión mayor o igual a los del bloque del piso (Fig. 5c). Este sería el caso si no se consideraran los efectos de la tectónica extensional preandina.

Figura 5: Esquemas interpretativos. a) Posición cortical calculada para el evento metamórfico M3 post-cámbrico. b) Posición actual de los bloques exhumados a ambos lados de la falla de la Sierra Chica a la latitud de 31º36'S. c) Desplazamiento esperable de los bloques del piso y del techo de la falla por efectos de la tectónica compresional andina, sin considerar los efectos de la tectónica extensional previa. d) Desplazamiento estimado por efecto de la tectónica extensional cretácica. Ver explicación en el texto.

En el área de la sección estudiada, luego de los eventos metamórficos, los efectos de deformación más importantes habrían sido producidos por la tectónica extensional cretácica. En las sierras de Córdoba, la deformación Oclóyica habría invertido el sistema metamórfico poniendo bloques de mayor grado sobre bloques de menor grado (Martino 2003). Luego, se habría producido un largo proceso de exhumación iniciado en el Ordovícico tardío - Silúrico temprano (Steenken et al. 2010). Sin embargo, en el área de la sección estudiada, no se encuentran fajas de deformación dúctil o frágil que puedan asignarse al Paleozoico temprano a medio. En cuanto a la tectónica extensional del Carbonífero-Triásico, ésta solamente habría afectado el margen occidental de las sierras de Córdoba. Por estas razones, entre los efectos de la tectónica preandina, en este trabajo se han considerado primordialmente los producidos por la extensión cretácica.

Teniendo en cuenta que la cuenca cretácica habría estado formada por una serie de hemigrábenes abiertos hacia el este y que algunos tramos de la falla de la Sierra Chica habrían constituido la falla directa principal que controló dichos hemigrábenes (detatchment fault), puede deducirse que la tectónica extensional preandina habría desplazado relativamente bloques más profundos al oeste, dejando los menos profundos hacia el este (Fig. 5d). Según los datos geobarométricos de los bloques exhumados, habría valores de rechazo vertical de entre ~5 km (latitud de Alta Gracia, 31º 36' S) y ~10 km (latitud de La Calera, 31º 21' S, datos no publicados). Actualmente, a la latitud de Alta Gracia, a pesar de estar conectados los bloques del techo y del piso por la falla inversa de la Sierra Chica, todavía se mantiene una diferencia geobarométrica entre ambos bloques de ~5 km. Se interpreta que esa diferencia sería un efecto de la deformación extensional cretácica (Martino et al. 2011, Fig. 5d), no compensado por la contracción andina. Los valores de rechazo calculados permiten estimar espesores sedimentarios cretácicos de ~5000 m, valores similares a los encontrados a través de perforaciones en cuencas aledañas (Chebli et al. 2005, Webster et al. 2004). Esta es una estimación con los datos geológicos que se disponen hasta el momento.

CONCLUSIONES

La deformación frágil andina que produjo la falla de la Sierra Chica habría sido controlada parcialmente por estructuras previas como la foliación metamórfica pampeana S₂, penetrativa a escala regional en todos los bloques del basamento. La fábrica S₂ actuó en algunos lugares como plano principal de la falla, mientras que en otros, S₂ es cortada con bajo ángulo por la falla.

Otro control importante sobre la configuración de la falla de la Sierra Chica está dado por la tectónica extensional cretácica que produjo la apertura del océano Atlántico, ya que algunos tramos de la falla se nuclean, reactivan e invierten una falla directa previa.

La traza actual de la falla de la Sierra Chica presenta tramos rectos, de alto ángulo de buzamiento (~50º-60°) y vinculados con depósitos cretácicos, que son interpretados como el resultado de la reactivación de fallas directas previas, y tramos curvos de bajo ángulo (~30°), que no se asocian a ningún depósito en particular, que serían nuevas fallas inversas originadas por la tectónica terciaria. La falla de la Sierra Chica está afectada por una serie de fajas miloníticas antiguas, oblicuas al rumbo general. Cuando se produjo la compresión terciaria, dichas fajas fueron reactivadas como fallas de deslizamiento de rumbo dextral, con componente extensional (cizalla oblicua divergente = transtensiva) formando los lineamientos Carapé, Quebrada Honda y Soconcho.

Los tramos curvos, limitados por los lineamientos oblicuos, producen la segmentación general de la falla de la Sierra Chica en al menos tres grandes láminas de corrimiento. Durante la compresión terciaria, esas láminas de corrimiento se habrían desplazado en sentido NNO (~N 330°), mientras los lineamientos oblicuos actuaban como rampas laterales. La forma convexa se debería al efecto del fallamiento inverso de bajo ángulo asociado a la expansión de la parte frontal de la lámina de corrimiento.

Las diferencias geobarométricas actuales (~5000 m) entre los bloques exhumados a ambos lados de la falla de la Sierra Chica, a la latitud de Alta Gracia (31º 36' S), todavía reflejarían los efectos de la tectónica extensional cretácica, que no fueron compensados por la inversión terciaria.

AGRADECIMIENTOS

El presente trabajo fue financiado con aportes de los proyectos PICT-R Nº 179 (FONCyT), PIP 6310 (CONICET) y I500 (SECyT-UNC). Los autores agradecen a Antonio Castro (Departamento de Geología, Universidad de Huelva, España) por facilitar el acceso a la microsonda de electrones. Se agradece también al árbitro Dr. Alejandro Demichelis y la revisión editorial de la Dra. Silvia Japas, por los valiosos comentarios y sugerencias que permitieron enriquecer y mejorar este trabajo.

TRABAJOS CITADOS EN EL TEXTO

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Recibido: 20 de octubre, 2011
Aceptado: 17 de febrero, 2012