The Ordovician Quebrada Grande Formation, Cordón de Lila (Antofagasta Region, northern Chile): stratigraphicand paleogeographic significance Translated title: La Formación QuebradaGrande, del Ordovícico, Cordón de Lila (Región de Antofagasta, norte de Chile): significado estratigráfico y paleogeográfico

Abstract

The Cordón de Lila is located immediately to the south of the Salar de Atacama, in northern Chile. The geology of the Cordón de Lila is characterized by extensive outcrops of Early Paleozoic volcanic and sedimentary rocks (Cordón de Lila Igneous and Sedimentary Complex; CISL) that form the 'Arco magmático occidental' (AMO) which is intruded by a multiple suite of Middle Ordovician to Lower Silurian granitoids. In this contribution we report the results of a sedimentological and paleontological study of a recently discovered 1,600 m thick marine Ordovician sedimentary sequence (Quebrada Grande Formation) which unconformably overlies the CISL. The Quebrada Grande Formation comprises three mayor facies associations. In stratigrafic order, these facies associations are: matrix-supported conglomerates (1), interbedded sandstones and siltstones (2) and clast-supported conglomerates (3). Facies association (1) is interpreted as debris flow deposits accumulated in a proximal marine fan-delta setting while the overlying sandstones and siltstones facies (2) represent open-marine platform deposits. Clast-supported conglomerates (3) are the record of high-energy sedimentary episodes during which coarse sediments reached the distal part of the fan-delta. The detrital fraction of the Quebrada Grande Formation is derived from the erosion of the Cambrian?-Lower Ordovician? CISL volcanic arc, the plutonio roots of the arc and its continental basement. The age of this formation is well constrained by the occurrence of brachiopods (Paralenorthis sp., Monorthis transversa Benedetto, and Mollesella? sp.) near the base and graptolites (Tetragraptus sp. and Cryptograptus? sp.) towards the middle of the succession. Both brachiopods and graptolites indicate an Arenigian to early Llanvirnian (Darriwilian) age. The brachiopod assemblage from Cordón de Lila displays affinities with the Famatina basin fauna of western Argentina. The absence of taxa in common between the AMO and the nearby 'Faja Eruptiva de la Puna Occidental' (FEPO) of NW Argentina may result from some kind of environmental barrier or some geographic separation from the Gondwana margin. According to the latter hypothesis, the Quebrada Grande succession developed on the allochtonous Arequipa-Antofalla Terrane

Translated abstract

En el Cordón de Lila, ubicado al sur del Salar de Atacama, en la Región de Antofagasta, aflora una sucesión volcánica y sedimentaria del Paleozoico más temprano (Complejo ígneo y Sedimentario del Cordón de Lila; CISL) que forma el 'Arco magmático occidental' (AMO), intruida por granitoides del Ordovícico medio-Silúrico inferior. En esta contribución se presenta un análisis sedimentológico y paleontológico de la recientemente reconocida Formación Quebrada Grande, una secuencia marina de ca. 1.600 m de espesor, que cubre, mediante discordancia angular, al CISL, y en la cual es posible definir tres asociaciones de facies que, en orden estratigráfico, son: 1) conglomerados matriz soportados, 2) intercalaciones de areniscas con lutitas y 3) conglomerados clastosoportados. La fracción detrítica deriva principalmente de la erosión del arco volcánico representado por el CISL (¿Cámbrico-Ordovícico inferior?), además de rocas plutónicas que formaron la raíz del arco, y de rocas metamórficas provenientes de su basamento continental. La facies (1), que constituye la parte inferior de la formación, se interpreta como el producto de flujos de detritos en posición proximal de un 'fan delta' marino. Las areniscas y lutitas (2), de la parte media de la formación, representan un ambiente de plataforma marina abierta. Los conglomerados clasto-soportados (3) corresponderían a flujos de alta energía que alcanzaron las partes más distales del delta. La edad de la Formación Quebrada Grande se puede precisar por la presencia de braquiópodos (Paralenorthis sp., Monorthis transversa Benedetto y Mollesella? sp.) en la base y de graptolitos (Tetragraptus sp. y Cryptograptus? sp.) en el medio de la sucesión, que indican el lapso Arenigiano-Llanvirniano inferior (Darriwiliano). La asociación de braquiópodos del Cordón de Lila presenta afinidades con las faunas de la cuenca de Famatina del oeste de Argentina. La ausencia de taxones comunes entre el AMO y la 'Faja Eruptiva de la Puna Occidental' (FEPO) del noroeste de Argentina podría deberse a algún tipo de barrera ambiental o a una separación geográfica respecto del margen de Gondwana. De acuerdo a la última hipótesis, la sucesión de Quebrada Grande podría haberse desarrollado sobre el Terrane alóctono de Arequipa-Antofalla