El rol de la geodinámica en la contaminación progresiva de los magmas de arco del Cretácico Superior hasta finales del Mioceno en el sur de los Andes Centrales

Un interesante estudio de las rocas magmáticas de los Andes Centrales de la provincia de San Juan ha sido publicada en Lithos recientemente. El estudio fue realizado por investigadores de la University of Edinburgh y la University of Oxford junto con geólogos argentinos con la activa participación de una investigadora de nuestro instituto.

Ubicación de la región analizada.

El marco tectónico de los Andes Centrales ha cambiado significativamente entre el Cretácico superior y el Mioceno superior, influyendo en su actividad magmática y su composición geoquímica. Estos cambios, que incluyen la variación de los ángulos de convergencia y subducción y las tasas de subducción de la losa oceánica, han influido en la contaminación de los magmas de arco con material de la corteza.

Circones representativos datados por U-Pb SIMS.

Se presentan datos geoquímicos de roca total para un conjunto de rocas del arco del Cretácico Superior hasta finales del Mioceno del segmento de subducción horizontal pampeano entre los 29º y 31°S de los Andes Centrales, junto con observaciones petrográficas y edades de alta resolución. Estas corresponden a fechados in situ U-Pb en circones magmáticos, combinadas con dataciones Ar-Ar en plagioclasa, las que han llevado a una mejora de la estratigrafía regional y a la vez proporcionan una restricción temporal precisa de los datos geoquímicos.

Diagramas de rocas intrusivas (a) y volcánicas (b).

Un contenido generalmente más alto de elementos traza incompatibles, por  ejemplo, en las relaciones de Nb/Zr de 0,019 a 0,083 y Nb/Yb de 1,5 a 16,4, se observa entre el Cretácico superior (~ 72 Ma), cuando se ha sugerido que el margen andino central sur pudo haber estado en extensión, y el Mioceno cuando el espesor de la corteza continental se incrementó y el ángulo de subducción de la placa de Nazca se somerizó notablemente.

Comparación entre rocas magmáticas de arco cretácicas-eocenas, miocenas y permo-triásicas.

La composición de los elementos traza y las tierras raras obtenida para las rocas magmáticas de arco de la Cordillera Principal de Chile desde el Cretácico hasta el Eoceno tardío, junto con la falta de herencia de los circones, sugieren una asimilación limitada de la corteza continental suprayacente por los magmas de arco derivados de la cuña asteosférica. Un aumento general de las relaciones de los elementos trazas incompatibles móvil-fluido/inmóvil (por ejemplo, Ba/Nb) e inmóvil-fluido/inmóvil (por ejemplo, Nb/Zr), se atribuye a la influencia de la losa subducida en la región fuente de fusión y/o al flujo de manto astenosférico.

Diagrama de Th/Yb vs. Nb/Yb para las distintas rocas magmáticas de la región.

Las rocas magmáticas de arco presentes en la Cordillera Frontal durante el Oligoceno tardío (~ 26 Ma) al Mioceno Temprano (~17 Ma), y el Mioceno Tardío (~ 6 Ma) muestran evidencia para una asimilación mayor del basamento permo- triásico, tanto sobre la base de los elementos traza y composiciones de tierras raras, como por la presencia de núcleos de circones heredados permo-triásicos. En la Precordillera argentina también se identifica retrabajo de la corteza; las rocas del arco magmático del Mioceno tardío (12-9 Ma) muestran firmas de elementos traza distintas (específicamente bajo Th, U y concentraciones de REE) y contienen núcleos de circón con edades heredadas proterozoicas y permo-triásicas, lo que sugiere la asimilación de un basamento inferior de edad del Grupo Choiyoi y rocas grenvillianas.

Esquema de la evolución geodinámica del arco magmático (75-20 Ma).

Esquema de la evolución geodinámica del arco magmático (20-6 Ma).

Sobre esta base se llega a la conclusión de que los cambios en la geodinámica de márgenes convergentes juegan un papel importante en la determinación de la evolución geoquímica de las rocas magmáticas y deben tenerse debidamente en cuenta cuando se evalúa la petrogénesis de los magmas de arco.
Para mayores detalles se remite al trabajo original publicado.
Jones, R.E., Kirstein, L.A., Kasemann, S.A., Litvak, V.D., Poma, S., Alonso, R.N., Hinton, R. y EIMF Edinburgh 2016. The role of changing geodynamics in the progressive contamination of Late Cretaceous to Late Miocene arc magmas in the southern Central Andes. Lithos (online).

Journal webpage:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0024493716301463