Evolução geoquímica de peridotitos e piroxenitos do Manto Litosférico Subcontinental do vulcão Agua Poca, Terreno Cuyania, Argentina

Abstract

O manto litosférico subcontinental (MLSC) do terreno Cuyania está representado em xenólitos peridotíticos e piroxeníticos anidros da fácies espinélio hospedados em basaltos alcalinos pleistocênicos do vulcão Agua Poca, Província Basáltica Andino-Cuyana, Argentina. Os xenólitos mantélicos do vulcão Agua Poca são depletados, mas é possível identificar a influência de processos metassomáticos através do enriquecimento em elementos incompatíveis devido à interação com fluidos aquosos em um ambiente de extra back-arc continental. A composição geoquímica das amostras estudadas mostra correlação negativa entre os principais óxidos vs. #Mg, e padrão empobrecido em elementos incompatíveis em relação ao Manto Primitivo (MP). Com base em cálculos de fusão parcial em equilíbrio não modal é possível atribuir ao MLSC abaixo do terreno Cuyania taxas de fusão de 1 a 10% a partir do Manto do tipo MORB depletado e de 8 a 17% a partir do Manto Primitivo. Curvas de mistura calculadas para o resíduo de fusão do MP/MMD com a composição de fluidos/sedimentos derivados de ambientes de subducção indicam interação do manto com até 3% de fluidos/sedimentos. As razões 87Sr/86Sr (0,702874 - 0,704999, com média de 0,704035) são muito similares àquelas definidas para peridotitos com fonte tipo OIB e estão próximas às definidas para o Manto Depletado (DM; 87Sr/86Sr = 0.7023 to 0.7032). Os xenólitos mantélicos do vulcão Agua Poca têm razões 87Sr/86Sr inferiores àquelas definidas para peridotitos metassomatizados (usualmente >0,705). As razões de Nb/Ta sugerem a presença de um reservatório eclogítico refratário subductado, que por fusão parcial gerou líquidos alcalinos/carbonatíticos com razões Nb/Ta supercondríticas.

Anhydrous spinel-bearing peridotite and pyroxenite xenoliths in Pleistocene alkali basalts from the Agua Poca volcano, Argentina, were sampled for this study and represent the Cuyania Subcontinental Lithospheric Mantle (Cuyania SCLM). Agua Poca mantle xenoliths are depleted, but is possible to identify metasomatic event through the incompatible elements enrichment, due the interaction of the mantle lithosphere with aqueous fluid derived from slab subduction in a continental extra back-arc tectonic setting. Geochemical signatures of the studied samples show negative correlation for main oxides against Mg#, and depletion of incompatible elements compared to the Primitive Mantle (PM). Considering non-modal batch melting model, it is possible to attribute to SCLM below Cuyania Terrane 1 to 10% of partial melting DMM or 8 to 17% of partial melting Primitive Mantle. According to geochemical models considering mixing between end members (melting residue from PM/DMM and fluid or sediment compositions related to subduction tectonic setting) it is possible to suggest up to 3% of metasomatic enrichment in the Agua 87 86 Poca SCLM. Sr/ Sr ratios (0.702874 - 0.704999, with average of 0.704035) are similar to those 87 86 defined to OIB sources peridotites ( Sr/ Sr = 0.70244 to 0.70502) and are close to Depleted Mantle 87 86 87 86 ratios (DM; Sr/ Sr = 0.7023 to 0.7032). Agua Poca mantle xenoliths show Sr/ Sr lower than those defined to metasomatized peridotites (usually > 0.705). Nb/Ta ratios suggest a refractory eclogitic reservoir, which by partial melting generated alkaline/carbonatitic magmas with superchondritic Nb/Ta ratios