Buenas!

Para empezar, hay algunos errores en ese documento XML cómo para poder parsearlo.

1. El CDATA de tu documento XML lo tienes mal cerrado en </detalles>]> sería así: </detalles>]]>

2. Los elementos <infoTributaria> y <factura> no los cierras en la expresión literal.

Una vez hayas corregido esos fallos ...y de paso no te vendría nada mal formatear/indentar el código para hacerlo minimanete legible al ojo humano y así además evitar en el futuro ese tipo de errores que he mencionado,
te quedaía más o menos un documento así:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<autorizacion>
	<estado>AUTORIZADO</estado>
	<numeroAutorizacion>1703201515411617921521270013730687438</numeroAutorizacion>
	<fechaAutorizacion>2015-03-17T15:41:16.486-05:00</fechaAutorizacion>
	<comprobante>
		<![CDATA[
		<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
		<factura id="comprobante" version="1.0.0">
			<infoTributaria>
				<ambiente>2</ambiente>
				<tipoEmision>1</tipoEmision>
				<razonSocial>UNNOCYCLES CIA. LTDA.</razonSocial>
				<nombreComercial>UNNOCYCLES CIA. LTDA.</nombreComercial>
				<ruc>1792152127001</ruc>
				<detalles>
				 	<detalle>
				 		<codigoPrincipal>5132</codigoPrincipal>
				 		<codigoAuxiliar>FX150FM-BLA</codigoAuxiliar>
				 		<descripcion> MOTO  FX 150  FORTE BLANCO  MOTOR UNO</descripcion>
				 		<cantidad>2</cantidad>
				 		<precioUnitario>1887.11</precioUnitario>
				 		<descuento>1889.76</descuento>
				 		<precioTotalSinImpuesto>1884.46</precioTotalSinImpuesto>
				 		<impuestos>
				 			<impuesto>
				 				<codigo>2</codigo>
				 				<codigoPorcentaje>2</codigoPorcentaje>
				 				<tarifa>12.00</tarifa>
				 				<baseImponible>1884.46</baseImponible>
				 				<valor>226.14</valor>
				 			</impuesto>
				 		</impuestos>
				 	</detalle>
				 </detalles>
			</infoTributaria>
		</factura>
		]]>
	</comprobante>
</autorizacion>

Ahora, solo debes cargar el documento corregido, y cargar la expresión literal cómo si fuese un documento XML adicional, y ya podrás parsear sus nodos/elementos cómo en este ejemplo:

        ' Valor literal.
        Dim cdataValue As String = XDocument.Load("C:\Doc.xml").
                                   <autorizacion>.<comprobante>.First.Value.
                                   Trim({" "c, ControlChars.Lf, ControlChars.Tab})
 
        ' Documento XML desde un valor literal.
        Dim xDoc As XDocument = XDocument.Parse(cdataValue)
 
        Dim sb As New System.Text.StringBuilder
        With sb
            .AppendFormat("Ambiente....: {0}", xDoc.<factura>.<infoTributaria>.<ambiente>.Value)
            .AppendLine()
 
            .AppendFormat("Razón.Social: {0}", xDoc.<factura>.<infoTributaria>.<razonSocial>.Value)
            .AppendLine()
 
            .AppendFormat("Descripción.: {0}", xDoc.<factura>.<infoTributaria>.<detalles>.<detalle>.<descripcion>.Value.Trim(" "c))
        End With
 
        Trace.WriteLine(sb.ToString)

Saludos