Reconstrucción de la estructura cortical del Orógeno Paleozoico inferior: fuente, migración y niveles de emplazamiento del magmatismo silíceo del borde Oriental de la Puna entre los 23°30’ y los 25°30’

Abstract

La evolución de las rocas del orógeno del Palezoico Inferior de la Puna, en el margen suroccidental de Gondwana, ha sido debatido ampliamente. En particular, la escasa cantidad de datos geológicos y geoquímicos disponibles de la Faja Magmática Oriental de la Puna, hace necesario el avance del conocimiento a partir de nuevos estudios que proporcionen nuevas evidencias sobre las fuentes, procesos magmáticos y el emplazamiento de los magmas, para poder entender de mejor manera la evolución crustal de los granitoides en el mencionado escenario. En esta contribución, presentamos nuevos y combinados datos de isótopos de U-Pb y Hf en circón por el método LA-MC-ICP-MS, e isótopos de Sr-Nd en roca total, del Complejo Intrusivo Diablillos, Complejo Ígneo Metamórfico Pachamama, Complejo Metamórfico Río Blanco, en la Faja Magmática Suroriental y del Complejo Plutónico Volcánico Sey, Faja Magmática Nororiental. Luego del análisis de los datos obtenidos de U-Pb, se definió el emplazamiento de los complejos Intrusivo Diablillos, Ígneo Metamórfico Pachamama, Metamórfico Río Blanco, a partir de los ~540 Ma hasta los ~490 Ma (representando un evento magmático de ca. 50 Ma), con el pico de la actividad magmática a los ~510-520 Ma, en la Faja Magmática Suroriental. En cambio, el emplazamiento del Complejo Plutónico Volcánico Sey, Faja Magmática Nororiental, sucedió entre los ~520 Ma hasta los ~445 Ma. Los datos de elementos mayoritarios y traza, relaciones iniciales de 87Sr/86Sr que varían desde 0,70446 a 0,71278, valores ɛNd(t) positivos y negativos entre +2,5 y -4, así como los valores ɛHf(t) en circón entre +2 y -3, indican que los complejos analizados representan magmas contaminados. Los valores ɛHf(t) y ɛNd(t) para las rocas estudiadas especifican que las mismas derivaron de la interacción de una fuente crustal dominante mesoproterozoica y magmas juveniles derivados del manto, con edades TDM modelo entre ~1,3-1,6 Ga, con un posterior retrabajamiento durante periodos del Paleozico Inferior. Los datos combinados obtenidos en este trabajo, sumado a los datos de la bibliografía, nos permiten sugerir que la evolución de la Faja Magmática Oriental de la Puna, fue parte de un evento magmático de larga duración durante el Paleozoico Inferior. Los granitoides de dicha Faja se formaron a través de un reciclado intra-crustal en un margen continental activo, con contribuciones menores de material juvenil en un ambiente de tras arco. A su vez, los datos combinados de ɛNd(t) y ɛHf(t) obtenidos en esta contribución y de otros tomados de la bibliografía reciente, demuestran que la interacción de una fuente crustal dominante Mesoproterozoica con edades TDM modelo de ~1,5 Ga, y magmas juveniles derivados del manto en la Faja Magmática Oriental, están relacionados a procesos evolutivos similares a los de la Faja Magmática Occidental de la Puna, Cordillera Oriental y las Sierras Pampeanas Norte. Esto apoya fuertemente la idea que el proceso de retrabajamiento crustal durante tiempos del Paleozoico Inferior, fue un episodio regional.

The evolution of the rocks of the Lower Paleozoic Orogen in the Puna region, at the Southwestern Gondwana margin, has been widely debated. In particular, the scarce amount of geological and geochemical data available for the Eastern Magmatic Belt, Puna, require a further study for new evidence towards the understanding of sources, magmatic processes and emplacement of magmas, in order to better comprehend the crustal evolution in this setting. In this contribution, we present new combined U–Pb and Hf isotope analyses on zircon by LA-MC-ICP-MS, and whole rock Sr-Nd isotopes from the Diablillos Intrusive Complex, Pachamama Igneous Metamorphic Complex, Rio Blanco Metamorphic Complex, in the Southeastern Magmatic Belt and the Sey Plutonic Volcanic Complex in the Northeastern Magmatic Belt. After analyzing the obtained U-Pb data, we defined the emplacement age for the Diablillos Intrusive Complex, Pachamama Igneous Metamorphic Complex, and Rio Blanco Metamorphic Complex at ~540 Ma until ~490 Ma (representing a ca. 50 Ma magmatic event), with the magmatic activity climax at ~510-520 Ma in the Southeastern Magmatic Belt. Whereas, the Sey Plutonic Volcanic Complex, Northeastern Magmatic Belt, was emplaced from ~520 Ma until ~445Ma. Major and trace element data, initial 87Sr/86Sr values varying from 0.70446 to 0.71278, positive and negative ɛNd(t) values between +2.5 and -4, as well as ɛHf(t) for zircon data between + 2 and -3 indicate that the analyzed complexes represent contaminated magmas. The ɛHf(t) and the ɛNd(t) values for the studied complexes show that these rocks are derived from an interaction of a dominant Mesoproterozoic crustal source and juvenile mantle-derived magmas, with a TDM model age range of ~1.3-1.6 Ga, with later reworking during lower Paleozoic times. The combined data obtained in this contribution together with previous data, allow us to suggest that the evolution of the Eastern Magmatic Belt of the Puna was part of a longlived magmatic event during Early Paleozoic times. The granitoids of the Eastern Magmatic Belt formed through intra-crustal recycling at an active continental margin, with minor contributions from juvenile material in the back-arc setting. In addition, the combined ɛNd(t) and ɛHf(t) data from this contribution and from recent authors, show that the interaction of a dominant Mesoproterozoic crustal source of ~1.5 Ga and juvenile mantle-derived magmas in the Eastern Magmatic Belt, is related to a similar evolution in the Western Magmatic Belt, Puna, Cordillera Oriental and Northern Sierras Pampeanas. This emphasizes that the crustal reworking process during lower Paleozoic times, was a regional episode.