Institut für Mineralogie und Kristallchemie der Universität Stuttgart

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Chile-Exkursion 2002

19.03.2002 - Taltal-Antofagasta

Führung durch Prof.GONZALES, Universidad Catolica del Norte, Antofagasta

 

Abb.1: Geographischer Überblick über das Untersuchungsgebiet Taltal-

Antofagasta

 

Im Bereich zwischen Taltal und Antofagasta existieren entlang des Atacama-Störungssystems Scherzonen, wo wir Mylonite und Ultramylonite mit magmatischen und metamorphen Ausgangsgesteinen vorfinden, die einige hundert Meter östlich und westlich des Störungssystems ausstreichen. Anhand des Deformationsverhaltens von Feldspäten in den Myloniten lassen sich erste Rückschlüsse auf Druck- und Temperaturbedingungen während der Duktildeformation ziehen.

Das Atacama-Störungssystem selbst war seit der Kreide und bis zum Miozän aktiv und bildet ein Blattverschiebungs-System, welches wohl auf die schiefwinklige Subduktion der Nazca-Platte unter die Südamerikanische Platte zurückzuführen ist. Es handelt sich dabei um eine sinistrale Blattverschiebung mit einem Vertikalversatz von lokal bis zu 15 km.

 

Abb.2: Das Atacama-Störungssystem östlich Antofagasta.

(Satellitenbild, Quelle Internet)

 

In der Küstenkordillere im Westen dominieren intermediäre Vulkanite und Subvulkanite. Hier liegt die Typuslokalität der La Negra-Formation, die in ihrem Gesteinsbestand im Wesentlichen Andesite, basal Tuffe sowie ferner Sedimente aufweist. Blasenreiche Andesite können sekundär epidotisiert sein und zeigen häufig Epidot-Korona- und Mandelgefüge.

Etwas weiter östlich stehen jurassische Diorite und Gabbros an, die die erste magmatische Aktivität im Andinen Bogen anzeigen. Außerdem stehen im Hinterland von Antofagasta deformierte Plutonite der Unterkreide an, die heute mylonitisches Gefüge aufweisen.

Im Untersuchungsgebiet wurden explizit drei Aufschlussbereiche besucht. Südlich des Cerro Paranál im Bereich der Mina Jumbes stehen relativ niedriggradig deformierte, günschieferfazielle lower-strain-Mylonite in einer 200m breiten Zone an (S24°49.82‘ W70°23.20‘), die eine granodioritische Zusammensetzung haben. Der sinistrale Schersinn kann anhand von S-C-Gefügen und Streckungslinearen ermittelt werden. Das Streckungslinear ist subhorizontal. Im Allgemeinen sind die Mylonite eher grobkörnig und können einem granitoiden Gneis ähneln. Ar-Ar-Alter von neugebildeten hellglimmern liegen bei 124 Ma, der deformierte Granodiorit hat hingegen ein Alter von 185 Ma.

Im Gebiet des Plutons Cerro Cristales finden wir im Wesentlichen hochgradig deformierte, amphibolit- bis granulitfazielle Mylonite (S24°10.82‘ W70°23.71‘). Im Mineralbestand dominieren hier Hornblende und Plagioklas. Die Mylonite gehören zur Caleta Caloso-Störung, einer NNW-SSE gerichtete Zweig des Atacama-Störungssystems. Das Streckungslinear in der Störungszone steht steil, der östliche Block ist abgeschoben.

Der Pluton Cerro Cristales wurde radiometrisch auf mitteljurassisches Alter datiert (~145 Ma) und intrudierte in Vulkanite und Subvulkanite der La Negra-Formation. Die Caleta Caloso Störung hat ein ähnliches Alter.

 

Abb.3: Mylonit aus der Mylonitzone westlich

Cerro Cristales

Westlich des Cerro Cristales und südlich des Cerro Mulato finden wir eine etwa 500 m breite Scherzone mit hochgradig deformierten Myloniten und Ultramyloniten (Aufschlüsse bei S24°07.59‘ W70°28.21‘und S24°07.49‘ W70°28.24‘, Standort der Fahrzeuge bei S24°08.28‘ W 70°27.74‘). Unmittelbar westlich der Mylonitzone stehen undeformierte Vulkanite der La Negra-Formation an, östlich davon sind Gabbros mit einen Mineralgehalt von Plagioklas, Orthopyroxen sowie Klinopyroxen.

Bei den Protolithen der Mylonite handelt es sich um Vulkanite und Plutonite. In der Mylonitzone wechselt die Lithologie von Feldspatreichen Myloniten und Feldspatarmen Ultramyloniten mit über 90% mafischer Matrix. Der Übergang von undeformierten Gabbros zu Myloniten und Ultramyloniten erfolgt im Bereich mehrerer Meter allmählich (Straingradient).

Letztere wurden in einem Temperaturbereich von über 500°C deformiert, da deformierte Feldspäte ebenso wie die Pyroxene rekristallisieren (Hochtemperaturmylonite). Vereinzelt finden wir in den Klinopyroxen-Orthopyroxen-Granat-Myloniten synkinematisch gewachsene Granate, welche als s-Klasten den Schersinn der Deformation nachzeichnen können.

Die Deformation lag aufgrund der Mineralzusammensetzung und der Mylonitgefüge wohl nah an einer Migmatisierung und hat nach geothermobarometrischen Untersuchungen in einer Tiefe von 12 bis 15 km bei etwa 650-750°C Temperatur und 3-4 Kilobar Druck stattgefunden.

 

 

Abb.4: Schematische Skizze der Mylonitzone von

Cerro Cristales

Exkursionsbericht

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