Tectonothermal evolution and exhumation history of the Paleozoic Proto-Andean Gondwana margin crust: the Famatinian Belt in NW Argentina

We studied the P-T-t evolution of a mid-crustal igneous-metamorphic segment of the Famatinian Belt in the eastern sector of the Sierra de Velasco during its exhumation to the upper crust. Thermobarometrical and geochronological methods combined with field observations permit us to distinguish three tectonic levels. The deepest Level I is represented by metasedimentary xenoliths and characterized by prograde isobaric heating at 20-25 km depth. Early/Middle Ordovician granites that contain xenoliths of Level I intruded in the shallower Level II. The latter is characterized by migmatization coeval with granitic intrusions and a retrograde isobaric cooling P-T path at 14-18 km depth. Level II was exhumed to the shallowest supracrustal Level III, where it was intruded by cordierite-bearing granites during the Middle/Late Ordovician and its host-rock was locally affected by high temperature-low pressure HT/LP metamorphism at 8-10 km depth. Level III was eventually intruded by Early Carboniferous granites after long-term slow exhumation to 6-7 km depth. Early/Middle Ordovician exhumation of Level II to Level III (Exhumation Period I, 0.25-0.78 mm/yr) was faster than exhumation of Level III from the Middle/Late Ordovician to the Lower Carboniferous (Exhumation Period II, 0.01-0.09 mm/yr). Slow exhumation rates and the lack of regional evidence of tectonic exhumation suggest that erosion was the main exhumation mechanism of the Famatinian Belt. Widespread slow exhumation associated with crustal thickening under a HT regime suggests that the Famatinian Belt represents the middle crust of an ancient Altiplano- Puna-like orogen. This thermally-weakened over-thickened Famatinian crust was slowly exhumed mainly by erosion during ~180 Myr.Fil: de Los Hoyos, Camilo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Correlación Geológica. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo. Departamento de Geología. Cátedra Geología Estructural. Instituto Superior de Correlación Geológica; ArgentinaFil: Willner, Arne P.. Ruhr-universität; AlemaniaFil: Larrovere, Mariano Alexis. Universidad Nacional de La Rioja; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de Catamarca. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Secretaría de Industria y Minería. Servicio Geológico Minero Argentino. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Provincia de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja; ArgentinaFil: Rossi, Juana Norma. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de Catamarca. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Secretaría de Industria y Minería. Servicio Geológico Minero Argentino. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Provincia de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja; ArgentinaFil: Toselli, Alejandro Jose. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Correlación Geológica. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo. Departamento de Geología. Cátedra Geología Estructural. Instituto Superior de Correlación Geológica; ArgentinaFil: Stipp Basei, Miguel Angelo. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo; Argentin