Integrated U-Pb and Hf zircon and whole-rock Nd isotopes studies of Devonian granitic rocks from Sierra de San Luis (Sierras Pampeanas, Argentina): Petrogenetic implications

Abstract

Datos geocronológicos previos indican que una prolongada actividad magmática devónica se desarrolló en la Sierra de San Luis, Sierras Pampeanas de Argentina, con tres eventos de cristalización importantes: 393±3, 384±2 y 377±2 Ma. Datos previos de isótopos de Sm-Nd en roca total definen dos valores promedio distintivos de εNdt : -1,37 y -3,47, los cuales son consistentes con los nuevos datos presentados aquí. La primera signatura es asumida para un magma parental derivado de una dominante fuente de manto litosférico subcontinental metasomatizado (SCLM), mientras que la segunda signatura podría representar un magma parental derivado de una corteza continental inferior hibridado con un magma con la primera signatura. Notablemente, los nuevos datos de isótopos de Hf realizados en los mismos dominios de circón que se dataron previamente, indican que la contribución de la fuente fue variable a lo largo del tiempo. Los valores de Hf in situ en circón son relevantes para evaluar la evolución composicional de los magmas graníticos del Devónico en la Sierra de San Luis, ya que la alta variabilidad de los valores de εHft registrados en los circones, indica que los valores de εNdt calculados para las muestras solo pueden ser interpretados como una imagen final del proceso petrogenético. Los datos de isótopos de Hf en circón sugieren que este mineral cristalizó a partir de un magma con composición variable, con dos eventos principales, que produjeron dos signaturas de εHft : (1) -3,54 y (2) -6,85. Una tercera composición arroja un valor de εHft menos representativo de -5,44, y equivale a una signatura de εHft (3).

Previous geochronological data indicate a protracted Devonian magmatic activity developed in the Sierra de San Luis, Sierras Pampeanas of Argentina, with three major crystallization events: 393 ± 3, 384 ± 2, and 377 ± 2 Ma. Previous whole-rock Sm-Nd isotopes define two average distinctive εNdt values: -1.37 and -3.47, and they are consistent with new data presented here. The first signature is assumed for a parental magma with dominant metasomatized subcontinental lithospheric mantle (SCLM) source, whereas the second signature could represent a parental magma derived of a lower continental crust source hybridized with magmas of the first signature. Notably, the new zircon Hf isotopes performed on the same zircon domains that were previously dated, indicate that the contribution of the source was variable over time. In situ Hf in zircon is relevant to evaluate the compositional evolution of the Devonian granitic magmas in the Sierra de San Luis, since the high variability of the εHft values recorded in zircons indicate that the calculated εNdt values for the samples can only be interpreted as a final picture of the petrogenetic process. Zircon Hf isotopes data suggest that the zircon crystallized from a magma with variable composition, recording two major events, yielding two εHft signatures: (1) -3.54 and (2) -6.85. A third composition, yield a less representative εHft value of -5.44, and represent a εHft signature (3).