Detrital zircons U-Pb SHRIMP ages and provenance of La Modesta Formation, Patagonia Argentina

Abstract

This paper summarizes the geology of the Paleozoic La Modesta Formation in Patagonia, Argentina, and presents new SHRIMP U-Pb dating of detrital zircons from muscovite-chlorite schist and tourmalinite. Also complementary geochemical and lead isotopic data are presented, indicating that the protoliths were formed from upper crustal rocks by the contribution of a large input from recycled (or felsic) sources. The maximum age of sedimentation of La Modesta Formation is about 446±6Ma. The basin closure (or eventually a paleocurrent shift) occurs at Lower Devonian before the exhumation of the Middle-Devonian granitoids of the Rio Deseado Complex (Deseado Massif). Many of the detrital zircons are igneous and record Ordovician ages, with a prominent Lower Ordovician-age peak at approximately 473Ma. Most favourable candidates to provide the younger zircons in the basin would Ordovician granites of the Rio Deseado Complex (Deseado Massif) and Punta Sierra Plutonic Complex (Somun Cura Massif). Older zircons have peaks of different importance (including Brasiliano and Grenvillian ages) between 530 and 700, 750-1500, 1750-2000 and 2550-2700Ma. La Modesta Formation is also a potential area of materials (detrital zircon) to the basin where the rocks of the Eastern Andean Metamorphic Complex and equivalent formations of the Andean region were generated.

Este trabajo resume las caracterisiticas geológicas de la Formación La Modesta de edad paleozoica en la Patagonia Argentina, y reporta nuevas edades SHRIMP U–Pb de circones detríticos procedentes de esquistos clorítico-muscovíticos y turmalinitas. Además se presentan los resultados geoquímicos y de isótopos de plomo, que indican que los protolitos se formaron a partir de rocas de la corteza superior por el aporte de variadas fuentes principalmente de rocas recicladas o félsicas. La edad máxima de sedimentación de la Formación La Modesta es de 446 ± 6 Ma. La colmatación de la cuenca (o un cambio en las paleocorrientes) tuvo lugar en el Devónico inferior, antes de la exumación de los granitoides del Devónico medio del Complejo Rio Deseado (Macizo del Deseado). Gran parte de los circones detríticos son de origen ígneo y muestran edades ordovícicas, con una edad pico predominante en el Ordovícico Inferior a aproximadamente los 473 Ma. La fuente de aporte probable de los circones más jóvenes fueron los granitoides ordovícicos del Complejo Río Deseado y del Complejo Plutónico Punta Sierra (Macizo de Somún Cura. Los circones más antiguos presentan picos de distinta importancia (que incluyen edades brasilianas y grenvillianas) entre 530–700, 750–1500, 1750–2000 y 2550–2700 Ma. Las rocas de la Formación La Modesta pueden haber aportado materiales a las cuencas donde se generaron las rocas del Complejo Metamórfico Andino Oriental y formaciones equivalentes de la región andina.