Conodont geothermometry of the lower Paleozoic from the Precordillera (Cuyania terrane), northwestern Argentina

The thermal history of the Precordillera terrane of northwestern Argentina has been constrained by the conodont colour alteration index (CAI) in combination with previously published paleothermal data (e.g., illite crystallinity and clay mineral assemblages). The pattern of paleotemperatures displays an increase in paleotemperatures to the west and south of the basin. This configuration shows a gradual and continuous transition from diagenesis to low-grade metamorphism, which is apparently not controlled by any of the morpho-structural subdivisions of the Precordillera (i.e., Western, Central, or Eastern). According to our results, the lower Paleozoic sedimentary burial played a secondary role in the heating of the Precordillera. Instead, the predominant component was loading by thrust sheets, which reflects the effects of the Devonian collision of Chilenia, particularly, in the Western Precordillera. Conversely, our paleothermometric data from the easternmost exposures of the Precordillera do not evidence anomalies referable to any of the accretionary events that contributed to the early Paleozoic building of the southern proto-Andean margin of Gondwana. Instead, the expected thermally altered conodonts from the Cuyania accretion are represented by metamorphosed conodont elements transported to the deeper settings of the west. The CAI data also suggest that overburden depth varied from ca. 3.6 km in the shelf region of the Eastern Precordillera to ca. 12 km in the slope to rise deposits of the Western Precordillera, thus providing constrains for the palinspastic restoration across the orogen. On the other hand, the smooth increase of peak paleotemperatures to the south of the Precordillera is associated with the exposure of deeper crustal levels at that sector, probably related to larger shortening due to stronger collisional effects, or alternatively, a weaker mechanical response of its elastic lithosphere.

ResumenLa historia térmica del terreno de la Precordillera del noroeste de Argentina se ha analizado mediante el Índice de Alteración del Color (CAI) de conodontes en combinación con otros parámetros paleotermométricos publicados con anterioridad (e.g., cristalinidad de illita y asociaciones paragenéticas de arcillas). El patrón de paleotemperaturas exhibe un incremento hacia sur y oeste de la cuenca. Esta configuración muestra una transición gradual y continua desde la diagénesis al metamórfismo de bajo grado, la cual aparentemente no esta controlada por las subdivisiones morfoestructurales de la Precordillera (i.e., Occidental, Central, u Oriental). De acuerdo a nuestros resultados, la cubierta sedimentaria del Paleozoico inferior constituyó un control secundario en el calentamiento de la Precordillera, a diferencia de la carga tectónica que representa el componente principal. Esta refleja los efectos de la colisión devónica de Chilenia que se concentran, particularmente, en la Precordillera Occidental. La información paleotermométrica de los afloramientos más orientales de la Precordillera no presenta anomalías térmicas que puedan referirse a procesos de acreción. No obstante, se reconocen conodontes con alteración térmica, procedentes de paleoambientes orientales y transportados a los sectores occidentales más profundos de la cuenca como resultado de la colisión de Cuyania con el margen proto-Andino de Gondwana en el Paleozoico inferior. Los datos CAI también sugieren que la profundidad de soterramiento varía desde ca. 3.6 km en el sector de la plataforma carbonática de la Precordillera Oriental a ca. 12 km en los depósitos de talud a pie de talud de la Precordillera Occidental. Por otra parte, el leve incremento de paleotemperaturas hacia el sur de la Precordillera se relacionaría con la exposición de niveles corticales más profundos en ese sector. Esto, a su vez, podría vincularse a un mayor acortamiento debido a efectos colisionales importantes o a una respuesta mecánica más débil de la litósfera elástica, entre otras causas posibles.