Procesos de empobrecimiento y refertilización del manto superior oceánico del Tethys identificados en la ofiolita Refahiye del Jurásico temprano del nordeste de Anatolia, Turquía

La prestigiosa revista Gondwana Research ha presentado en su último número un interesante trabajo sobre ofiolitas de Turquía realizado con la participación de investigadores del instituto. En este trabajo se presentan nuevos datos químicos de elementos mayoritarios y trazas, y datos químicos de minerales, junto a datos isotópicos de Re-Os, de la ofiolita Rehafiye localizada en el nordeste de Anatolia en Turquía. Se analiza sobre esta completa y novedosa  base de datos el significado de estas ofiolitas en la evolución del manto del Neotethys.

Ubicación de las ofiolitas estudiadas. 

Las peridotitas Refahiye incluyen harzburgitas ricas (CPX-rich) y pobres (CPX-poor) en clinopiroxeno. Asumiendo una composición del manto fértil inicial, las harzburgitas CPX-rich tienen una limitada gama de Cr-espinelos (# Cr: 33-38), lo que implica 14-18% de extracción en estado fundido. Sin embargo, el contenido en estas rocas de TiO2 del Cr-spl es muy alto (hasta 0,24wt %) para explicar sus concentraciones de Ti con un modelo simple de extracción por fusión en un ambiente de dorsal centro oceánica (mid ocean ridge, MOR), y sugiere  recristalización a partir de un fundido fértil  con una conspicua impregnación.

Peridotitas y rocas máficas del complejo ofiolítico del manto superior.

Las fases intersticiales de cpx en estas muestras tienen contenidos altos de TiO2 (hasta 0,40 wt%) y Na2O (hasta 0,25 %). Estas fases contienen también anfíboles pargasíticos intersticiales con un contenido de TiO2 que varía entre 0,69 y 0,88 wt%. Estas texturas y los datos de la química mineral indican refertilización de peridotitas del tipo MOR previamente empobrecidas, por percolación de fundidos hidratados. El modelado por fusión parcial de tierras raras (REE) en roca total es consistente con un  grado de fusión del manto un poco menor (~ 12-14 %) en comparación con el grado de fusión obtenido  por extracción basada en las composiciones de los Cr-spl (~ 15%).

Cortes petrográficos representativos de las muestras analizadas.

Las fases de espinelos ricos en cromo (Cr-spl) en las harzburgitas CPX-poor muestran una  variación más amplia del  #Cr, que varía entre 57 y 75, y reflejan un 30-40% de fusión parcial. Por el contrario, la geoquímica en roca total de estas rocas representa grados de fusión parcial ligeramente más bajos, variando entre 30 y 35%. El enriquecimiento del  contenido de TiO2 de los Cr-spl (hasta 0,20 wt %) en algunas de las harzburgitas CPX-poor puede explicarse por su interacción con fundidos hidratados  ricos en Ti formados en un ambiente tectónico de supra-subducción (SSZ).

Variaciones del número de Cr en relación al contenido de TiO2.

La composición isotópica del Os altamente no-radiogénica  (0,11956) de una muestra de harzburgita CPX –poor sugiere un evento antiguo de empobrecimiento por fusión experimentado por estas rocas, mientras que su alto contenido Re es una manifestación de enriquecimiento mediante subducción.

Diagrama tectónico que ilustra los procesos identificados.

Las unidades máficas de la ofiolita Refahiye muestran firmas geoquímicas tipo MORB similares a las toleítas de arco de islas (IAT), típicas de corteza oceánica del tipo SSZ. Se obtuvo una edad isotópica U-Pb en circones de una muestra de roca ígnea de 183 ± 1 Ma que sugiere que la cristalización de las unidades máficas de tipo SSZ en la ofiolita Refahiye es tan antigua como del Jurásico temprano.
Para mayores detalles se remite al lector al trabajo publicado.
Uysal, I., Yalçın Ersoy, E., Dilek, Y., Escayola, M., Sarıfakıoğlu , E., Saka, S. e Hirataf, T. 2015.  Depletion and refertilization of the Tethyan oceanic upper mantle as revealed by the early Jurassic Refahiye ophiolite, NE Anatolia-Turkey. Gondwana Research 27(2): 594–611.

Journal webpage:www.elsevier.com/locate/gr

TAGS:  Neotetyhan ophiolite, HSE and Re–Os isotope geochemistry, U–Pb zircon dating, mantle refertilization, partial melting of upper mantle.