Las Cuencas Cenozoicas de Tupiza, Nazareno y Estarca
Las cuencas de Tupiza, Nazareno y Estarca, conforman estrechas franjas de dirección N-S rellenas con sedimentos continentales de edad cenozoica; están restringidas al sector sur de la Cordillera y abarcan desde la localidad de Tupiza por el norte hasta la frontera con la Argentina por el sur, algunas de ellas ingresan a territorio argentino.
The Cenozoic Tupiza, Nazareno and Estarca Basins
The Tupiza, Nazareno and Estarca basins make up narrow N-S trend strips filled with Cenozoic continental sediments; they are restricted in the southern sector of the Cordillera, and range from the locality of Tupiza in the north, to the border of the Republic of Argentina, to the south. Some of them extend into Argentine territory.
La cuenca de Tupiza fue generada durante un período que comenzó al final del Oligoceno, cerca de los 29 Ma y finaliza en el Mioceno tardío entre 10 y 9 Ma. Durante 29 y 21 Ma la cuenca se abre como una cuenca pull-apart, relacionada a fallas N-S de desgarre sinestral. El cambio del marco tectónico coincide con el gran aumento en la velocidad de convergencia entre la placa de Nazca y Sudamérica produciendo cabalgamientos y fallamientos. Estos fenómenos producen las geometrías de las cuencas de Estarca y Nazareno que se desarrollan como cuencas de piggy-
back, mientras que la cuenca de Tupiza adquiere una geometría
característica con cabalgamiento marginal de vergencia centrípeta.
The Tupiza basin was generated during a period beginning at the end of the Oligocene, ca. 29 Ma, and ending during the Late Miocene, between 10 and 9 Ma. During 29 and 21 Ma, the basin opened up as a Pull-Apart related to N-S sinistral wrench faults. The change in tectonic framework coincides with the great increase in the convergence velocity between the Nazca Plate and South America, producing thrustings and faultings. These phenomena produce the geometric Estarca and Nazareno basins, which develop as piggy back basins, while the Tupiza basin acquires a typical characteristic with centripetal-verging marginal thrusting.
El relleno sedimentario en las tres cuencas es un tanto distinto, en Tupiza se inicia con el depósito de brechas rojas de conos aluviales que pasan gradualmente a facies de arcillas rojas con yeso Formación Palala/Catati, (Blanco,1990; Herail,1991) estas últimas están restringidas únicamente a las partes más profundas de la cubeta; es frecuente encontrar también por sectores facies arenosas de ríos entrelazados. Todo este conjunto tiene un espesor de 50 a 100 m, descansa discordantemente sobre las lutitas negras ordovícicas de las formaciones Obispo y Cieneguillas y/o sobre sedimentos del Cretácico (Formación Chaunaca).
La Formación Palala/Catati está recubierta por una espesa serie de conglomerados rojos de origen aluvial con cantos rodados de rocas ordovícicas y en menor proporción de calizas cretácicas correspon-dientes a la Formación Tupiza (Montaño 1966). Dentro de estos sedimentos se ha detectado una colada de lava ácida (Formación Rondal) la misma que a sido datada en 22,7 ± 0,6 Ma. La Formación Tupiza alcanza un espesor de 500 a 1000 m.
The sedimentary infill of the three basins is quite different; in Tupiza, it starts with the deposition of red breccia from alluvial cones which gradually shift to red clay facies with gypsum
Palala/Catati Formation (Blanco, 1990; Herail, 1991). The latter
are restricted only in the deepest areas of the trough; braided river arenaceous facies are frequently found by sectors. This whole set has a thickness of 50 to 100 m, and it rests in unconformity upon Ordovician black shale of the Obispo and Cienaguillas formations and/or over Cretaceous sediments (Chaunaca Formation).
The Palala/Catati Formation is covered by a thick series of red alluvial conglomerates with Ordovician rock boulders, and in lesser proportion, with Cretaceous limestones pertain to Tupiza Formation (Montaño, 1966). An acid lava flow (Rondal Formation) stands out within these sediments, having been dated at an age of 22.7 ± 0.6 Ma. The Tupiza Formation reaches a thickness ranging from 500 to 1000 m.
La Formación Nazareno (Montaño, 1966), con un espesor no mayor a 1000 m, se sobrepone a la Formación Tupiza en una relación discordante. En las cuencas de Nazareno y Estarca apoya directamente sobre sedimentos ordovícicos; esta unidad se inicia con niveles conglomerádicos gradando hacia arriba a facies areno- arcillosas típicas de esta formación. Las facies proximales conglo- merádicas están compuestas por clastos de rocas ordovícicas y corresponden a depósitos de abanicos aluviales. Hacia los ejes de cuenca las facies más distales están compuestas por areniscas rosadas y blancas interestratificadas con depósitos arcillosos de ambientes fluviales medio a distal. Esta litofacies contiene niveles de tobas y conglomerados tufiticos con clastos de dacita probable- mente asociado al evento volcánico Choroma, una muestra de toba dacítica de cerca la base de esta formación dio una edad (K-Ar) de 18 ± 0,5 Ma.
With a thickness not exceeding 1000 m, the Nazareno Formation (Montaño, 1966) lies in unconformity over the Tupiza Formation. At the Nazareno and Estarca basins, it is supported directly by Ordovician sediments; this unit starts with conglomeradic levels that shift to arenaceous-argillaceous facies which are typical of this formation. The conglomeradic proximal facies are made up by Ordovician rock clasts and pertain to alluvial fan deposits. Towards the basin’s axis, the most distal facies are made up by pink and white sandstones interbedded with argillaceous deposits of medium to distal fluvial environments. This lithofacies contains tuffite levels and tuffitic conglomerates with dacite clasts, which are probably associated to the Choroma volcanic event. A dacitic tuffite sample from near the base of this formation gave an age (K-Ar) of 18 ± 0.5 Ma.
La Formación Oploca (Montaño, 1966) corresponde al relleno final de la cuenca de Tupiza, sobreyace a la Formación Nazareno, lateral y localmente lo hace directamente sobre rocas ordovícicas en una relación discordante angular. Los sedimentos de esta unidad alcanzan algo más de 600 m de espesor; está constituida por conglomerados con matriz arenosa y niveles de areniscas subor-dinadas, los conglomerados son clasto soportados, muy bien redondeados, son abundantes aquellos de origen volcánico (lavas y tobas dacíticas). También es frecuente encontrar niveles tufiticos retrabajados. Un nivel de toba que no contiene material retrabajado, de cerca del tope de esta formación, dio una edad de 8,25 ± 0,74 Ma. Estos sedimentos han sido depositados en un sistema de ríos entrelazados, las direcciones de paleocorrientes indican un transporte paralelo al eje de cuenca, mientras que para las formaciones más viejas el transporte se produjo desde los bordes hacia el centro de cuenca.
Corresponding to the final infill of the Tupiza basin, the Oploca Formation (Montaño, 1066) lies over the Nazareno Formation, laterally and locally directly over Ordovician rocks in an unconfor- ming angular relation. This unit’s sediments reach up to a thickness of a little more than 600 m. It is made up by arenaceous matrix conglomerates and subordinate sandstone levels. The conglomerates are clast-supported, very well rounded, and those of volcanic origin (lavas and dacitic tuffites) are abundant. Frequen-tly, overworked tuffitic levels can be found. Near the top of this formation, a single tuffite level not containing any overworked material gave an age of 8.25 ± 0.74 Ma. These sediments were deposited in a braide river system. The paleocanal directions indicate a transportation parallel to the basin’s axis, while, for the older formations the transportation occured from the edges to the center of the basin.
La Cuenca Pleistocena de Tarija
Hasta hace poco, los geólogos del Cuaternario utilizaron el nombre de “Tarija” para referirse a la cuenca pleistocena de los alrededores de esa ciudad, pero en vista de que dos unidades no deben tener el mismo nombre, y respetando las normas del Código de Nomenclatura Estratigráfica sobre prioridad, por cuanto el nombre de “Formación Tarija” es aplicado desde los años veinte para rocas del Carbonífero del Subandino Sur, se propuso reactualizar y convalidar el término informal ya utilizado por geólogos del área de Tarija como Formación Tolomosa (Suárez & Díaz, 1996). En el cuadro cronoestratigráfico de Oller (1992) esta secuencia fue referida como Formación Orozas. Esta rocas pleistocenas están constituidas por sedimentos continentales fluviales y lacustres, que rellenaron la cuenca cuaternaria de piggy
back de la Cordillera Oriental. Las características litológicas, y
otras referencias de la abundante fauna de vertebrados ensenadenses, como Cuvieronius tarijensis y Megatherium
tarijense, encontrada en estos sedimentos puede ser consultada en
la veintena de publicaciones sobre el particular. Un resumen de ellas está consignada en Marshall & Sempere (1991).
The Pleistocene Basin of Tarija
Up until the recent, the Quaternary geologists used the name of “Tarija” to refer to the Pleistocene basin in the surrounding area of such city; however, since two units can not have the same name, and the name “Tarija Formation” is applied to the South Subandean Carboniferous rocks since the 20’s, in observance of the norms on priority of the Stratigraphic Nomenclature Code, a proposal was made to update and validate the informal term which geologists in the Tarija area had already been using; that is, Tolomosa Forma- tion Suárez & Díaz, 1996). In Oller’s (1992) chronostratigraphic chart, this sequence is referred to as the Orozas Formation. These Pleistocene rocks are made up by fluvial and lacustrine continental sediments that infilled the Quaternary piggy back basin of the Eastern Cordillera. The lithological features, and other references on the abundant Ensenadean vertebrate fauna found in these sediments, such as Cuvieronius tarijensis and Megatherium tarijense, may be consulted in a score of publications on the topic. A summary thereof can be found in Marshall & Sempere (1991).
Síntesis estructural
Durante el Arqueozoico y Proterozoico, el Escudo Brasilero que constituía el borde occidental del Continente de Gondwana, experimentó una serie de modificaciones consistentes en la acreción de nuevos terrenos, formación de algunas cuencas intracratónicas, y el desarrollo de importantes cinturones orogénicos como los de San Ignacio, Sunsás y Aguapei (Litherland et al., 1986). Posteriormente, hacia finales del Proterozoico o inicios del Paleozoico, mientras los supercontientes de Laurentia y Gondwana se desplazaban en posiciones contrarias, como consecuencia de una fuerte tensión cortical en el borde occidental del Gondwana, se inició un proceso de triple fractura en territorio boliviano. Esta triple factura originó la separación de la microplaca denominada Macizo de Arequipa-Huarina y la formación del rift intracratónico del Paleozoico inferior boliviano “Rift Contaya-Tacsara” (Suárez-Soruco, 1989) véase p. 5.
Structural Synthesis
During the Archeozoic and Proterozoic, the Brazilian Shield that made up the western border of the Gondwana Continent experienced a series of modifications, which consisted of the accretion of new terranes, formation of some intracratonal basins, and the development of important orogenic belts, such as the those of San Ignacio, Sunsás and Aguapei (Litherland et al., 1986). Later on, towards the end of the Proterozoic or beginning of the Paleozoic, a triple fracture process started in Bolivian territory, while the Laurentia and Gondwana supercontinents displaced in opposite positions as consequence of a strong crustal stress in the western border of Gondwana. This triple junction gave place to the separation of the microplate called Arequipa-Huarina Massif and the formation of the intracratonic rift of the Bolivian Lower Paleozoic “Contaya-Tacsara Rift” (Suárez-Soruco, 1989). See p. 5.
El centro de esta triple factura estuvo localizado aproximadamente en la región del Chapare (Cochabamba) y consistió de los siguientes brazos: el primero con orientación W-E con
The center of this triple junction was located approximately in the Chapare region (Cochabamba), and consisted of the following branches: the first branch with a W-E trend and an extension
prolongación hacia la región de Chiquitos; un segundo brazo con dirección N-S, desde el Chapare hasta el norte argentino, y un tercer brazo, con orientación SE-NW, desde el Chapare hacia el Perú y posiblemente afectando también territorio ecuatoriano. El desarrollo extensional de las fracturas N-S y SE-NW causó la formación de un amplio rift y la consiguiente separación de la Microplaca de Arequipa-Huarina. La apertura de estas fracturas posiblemente siguió un orden rotacional de formación, siguiendo el siguiente orden destrógiro: Cuenca Chiquitana (principalmente proterozoica), Cuenca de Tacsara (abierta a fines del Proterozoico), y Cuenca de Contaya (en el Ordovícico medio) [Erdtmann & Suarez-Soruco, 1999].
towards the Chiquitos region; a second branch with N-S trend, from Chapare to northern Argentina; and the third branch, with SE-NW trend from Chapare to Peru, and which probably also affects Equatorian territory. The extensional development of the N-S and SE-NW fractures caused the formation of a wide rift, and the consequent separation of the Arequipa-Huarina Microplate. The opening of these fractures probably followed a rotational formation order, according to the following clockwise order: Chiquitos Basin (mainly Proterozoic), Tacsara Basin (opened at the end of the Proterozoic), and Contaya Basin (in the Middle Ordovician) [Erdtmann & Suárez-Soruco, 1999].
Durante los ciclos Brasiliano y Tacsariano, la cuenca, inicialmente pequeña, se rellenó con sedimentos clásticos y carbonatos marinos, gruesos y no fosilíferos durante el Cámbrico, y paulatinamente más finos en el Ordovícico inferior (facies con graptolites). A partir del Ordovícico medio se producen coladas submarinas de rocas básicas y ultrabásicas, y al final del Ordovícico, la inyección de grandes cuerpos plutónicos localizados en el norte argentino, produce el solevantamiento de una protocordillera oclóyica. Durante el Ciclo Cordillerano, la cuenca se amplió considerablemente, aunque las facies son más someras.
During the Brazilian and Tacsarian cycles, the initially small basin was infilled with clastic sediments and marine carbonates, which were coarse and non-fossiliferous during the Cambrian, and gradually became thinner during the Ordovician (facies with graptolites). Starting with the Middle Ordovician, submarine flows basic and ultramafic rocks were produced, and at the end of the Ordovician, the injection of large plutonic bodies located in northern Argentina produce the uplift of an ocloyic proto-range. During the Cordilleran Cycle, the basin was considerably expanded, although the facies are shallower.
A fines del Ciclo Cordillerano se produjo una deformación tectónica importante, que involucra a las secuencias tacsarianas y cordilleranas, la Fase Chiriguana (o Eohercínica). Estos movimientos fueron ampliamante discutidos por Megard, Martinez, Tomasi y otros geólogos de ORSTOM, en una extensa serie de publicaciones. Estos movimientos compresivos, producidos a nivel continental, ocasionaron el plegamiento de las rocas previas y la formación de una cordillera hercínica, desde el norte de sudamérica, pasando por las sierras australes de Buenos Aires, hasta Sudáfrica. La edad aproximada del metamorfismo de esta deformación en la Cordillera Oriental Sur, fue medida por Tawackoli et al. (1996) entre 374 y 317 millones de años.
At the end of the Cordilleran cycle, an important tectonic deformation occured, the Chiriguano (or Eo-hercynic) Phase, involving the Tacsarian and Cordilleran sequences. In a series of extensive publications, these movements were widely discussed by Megard, Martinez, Tomasi and other ORSTOM geologists. Produced at continental level, these compressive movements caused the folding of the previous rocks and the formation of a hercynic range, embracing from the north of South America, passing by the austral ranges if Buenos Aires, up to South Africa. The approximate age of this deformation’s metamorphism in the South Eastern Cordillera was measured by Tawackoli et al. (1996) to be between 374 and 317 millions of years.
La cuenca del Ciclo Subandino se desarrolló inicialmente con cañones submarinos al este (grupos Macharetí-Mandiyutí), y poste-riormente, en el oeste, con facies de plataformas marinas carbonáticas al oeste (Grupo Titicaca). Este ciclo concluye con la Fase Kolla, con coladas basálticas durante el Triásico superior y Jurásico inferior en el borde oriental, e intrusiones plutonicas en el sector noroccidental [225-202 Ma] (Cordillera Real).
The Subandean Cycle basin developed initially with submarine canyons to the east (Macharetí-Mandiyutí groups), and later on, with carbonatic marine shelf facies to the west (Titicaca Group). This cycle ends during the Upper Triassic and Lower Jurassic with the Kolla Phase, with basaltic flows at the eastern border, and plutonic intrusions in the northwester sector [225-202 Ma] (Cordillera Real).
Durante el Ciclo Andino, a partir del Jurásico inferior, las secuencias se continentalizan, se forman cuencas de rift de trasarco con llanuras aluviales, eólicas, fluviales y lagunares. Durante el Mesozoico el arco volcánico provee de cenizas y materiales que se intercalan en las secuencias clásticas. Algunas transgresiones marinas (Miraflores, El Molino) interrumpen el depósito contínuo continental.
During the Andean Cycle, starting at the Lower Jurassic, the sequences become continental, forming back-arc rift basins with alluvial, aeolian, fluvial and pond plains. During the Mesozoic, the volcanic arc provides ashes and other materials that interbed with the clastic sequences. Some marine transgressions (Miraflores, El Molino) interrupt the continuous continental deposit.
Según muchos autores (Martínez, 1980; Sempere et al., 1990; Tawackoli et al. 1996), una importante deformación en la Cordillera Oriental Sur se produjo en el Oligoceno inferior, causando la erosión de la cobertura cretácico-paleocena. La cuenca neógena comenzó con un pulso tectónico mayor alrededor de los 22 a 24 Ma, y dentro de las cuencas, la deformación compresiva
According to several authors (Martínez, 1980; Sempere et al., 1990; Tawackoli et al. 1996), an important deformation of the South Eastern Cordillera took place during the Lower Oligocene, causing the erosion of the Cretaceous-Paleocene cover. The Neogene basin started with a major tectonic pulse aroung 22 to 24 Ma, and within the basins, the compressive deformation is of different ages. At the
tiene distintas edades, en la cuenca de Nazareno se registró desde 22 a 12 Ma, y en las cuencas de Tupiza-Estarca se activaron alrededor de los 17 Ma.
Nazareno basin, ages from 22 to 12 Ma were registered, while the Tupiza-Estarca basins got activated aroung 17 Ma.
De forma coincidente, los últimos datos demuestran que la etapa más importante del plegamiento andino se produjo alrededor de los 20 Ma (Oligoceno tardío - Mioceno temprano) (Hérail et al., 1994; Sempere et al., 1990) Esta acción está ligada a movimientos de la placa pacífica.
Coincidentally, the latest data show that the most important Andean folding stage occured around 20 Ma (late Oligocene – Early Miocene) (Hérail et al., 1994; Sempere et al., 1990). This action is linked to the pacific plate motion.
Magmatismo
Paleozoico
La actividad magmática producida durante el Ordovícico en la Cordillera Oriental de Bolivia refleja el rifting de la corteza continental. El volcanismo submarino intercala la secuencia sedimentaria marina: en el Arenigiano se interestratifican en el sur del país tobas cineríticas y flujos dacíticos. Durante el Llanvirniano, en la parte central de la Cordillera Oriental y mayormente relacionadas a la Formación Capinota y equivalentes, se interestratifican flujos de basaltos submarinos, doleritas amigdaloides. En el Caradociano intercalan con la Formación Amutara, en la región central y norte de la Cordillera Oriental, lavas almohadilla de andesita basáltica y traquiandesitas espilitizadas (Avila Salinas, 1996).
Magmatism
Paleozoic
In the Eastern Cordillera of Bolivia, the magmatic activity that occured during the Ordovician reflects a rifting of the continental crust. The submarine volcanism interbeds with the sedimentary marine sequence: During the Arenigian, in the southern part of the country, kyneritic tuffs and dacitic flows interbed. During the Llanvirnian, in the central part of the Eastern Cordillera, the submarine basalt flows, and amigdaloid dolerites, equivalent and mostly related to the Capinota Formation, interbed with one another. During the Caradocian, basaltic andesite pillow lavas and spitilized trachy-andesite interbed with the Amutara Formation in the central and northern regions of the Eastern Cordillera (Avila Salinas, 1996).
La actividad magmática a fines del Ordovícico está relacionada a la Fase Oclóyica, que como se indicó líneas arriba, produjo la intrusión de plutones en el norte argentino.
At the end of the Ordovician, the magmatic activity is related to the
Ocloyic Phase which, as indicated above, produced the intrusion of