Caracterização petrográfica, isotópica e geoquímica das rochas da Serra Calalaste, Puna Austral, noroeste argentino

Abstract

A Serra Calalaste é uma elevação topográfica N-S localizada na Província Geológica da Puna Austral. Dados geológicos são escassos para essa área, onde as unidades ígnea e metavulcanossedimentar são interpretadas como geradas em distintos ambientes tectônicos (bacia de foreland, retroarco, remanescentes ofiolíticos, entre outros). Estudos petrográficos de amostras coletadas nas Quebradas Tramontana e Cortaderas Chica, localizadas na porção central da Serra Calalaste, permitiram identificar uma unidade ígnea (Complexo Máfico-Ultramáfico Tramontana, CBUT), representada principalmente por metagabros, localmente relacionados à cumulados ultramáficos. Essa unidade se encontra associada ao Complexo Vulcanossedimentar Cortaderas Chica (CVSCC), representado na área por rochas vulcânicas ácidas, metatufos, grauvacas, arenitos e filitos, com metamargas subordinadas. Estas rochas constituem as rochas encaixantes da unidade ígnea e estão metamorfizadas em fácies xisto-verde. Estudos de isótopos e geoquímica permitiram identificar três grupos distintos de metagabros, possivelmente formados em um mesmo ambiente, porém submetidos a diferentes graus de deformação e alteração. Os metagabros do Grupo 1 mostram características similares a basaltos do tipo N-MORB, bastante primitivos, enquanto os do Grupo 2 apresentam características transicionais e os do Grupo 3 mostram características mais evoluídas. Dados de isótopos corroboram para diferentes graus de contaminação crustal dos três grupos, que mostram distintos valores de Nd(t). As rochas da seqüência metavulcanossedimentar apresentam padrões de ETR bastante homogêneos, além de características químicas que indicam contribuições importantes de fontes ígneas félsicas. Essas rochas foram possivelmente depositadas em uma bacia de retroarco sob regime de correntes de turbidez. Os valores de TDM obtidos são similares aos de várias rochas expostas na Província da Puna e sugerem que a fonte dessas rochas seja comum. A idade U-Pb por LA-ICPMS obtida em zircão de riolito (492 ± 3 Ma) é interpretada como idade de cristalização ígnea. Dados de Sm-Nd indicam que a unidade ígnea é derivada do manto depletado (?Nd(t) levemente negativos a positivos), com alguma contaminação crustal, enquanto a unidade metavulcanossedimentar mostra valores ?Nd(t) compatíveis com contaminação crustal ou mistura de fontes antigas (?Nd(t) exclusivamente negativos). Dessa forma, os dados aqui apresentados favorecem um modelo de arco magmático continental ativo ao longo da margem oeste de Gondwana durante o final do Cambriano e início do Ordoviciano. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The Calalaste Range is a N-S topographic elevation located in the Austral Puna Geological Province. Geological data is sparse for this area, where the igneous and metavolcanosedimentary rock units are interpreted as generated in distinct tectonic environments (foreland basin, retroarc, ocenic basin, among others). Petrographic studies of samples collected in the Quebradas Tramontana and Cortaderas Chica, in the central part of the Calalaste Range, allowed the identification of an igneous unit (Tramontana Mafic-Ultramafic Complex, CBUT), represented especially by metagabbros, locally associated with ultramafic cumulates. This unit is associated with the Cortaderas Chica Volcanossedimentary Complex (CVSCC), represented in the area by acid volcanic rocks, metatuffs, greywackes, sandstones and phyllites, with subordinated metamarls. These rocks are the country-rocks for the mafic-ultramafic rocks of the CBUT and are metamorphosed in greenschist facies. Geochemical and isotopic studies allowed the identification of three distinct groups of metagabbros, possibly formed in the same environment, but submitted to different levels of deformation and alteration. Group 1 shows primitive geochemical characteristics, similar to N-MORB basalts, whereas group 2 shows transitional characteristics and group 3 shows evolved characteristics. Isotopic data suggests that the 3 groups display different levels of crustal contamination, and each of them show distinct εNd(t) values. The rocks of the metavolcanossedimentary unit show very homogeneous REE patterns and chemical characteristics that indicate an important contribution from felsic igneous fonts. These rocks were most likely deposited in a retroarc basin in an environment of turbidity flow currents. The TDM values obtained in this work are similar to the ones obtained from various rocks exposed in the Puna Geological Province, and therefore suggest a common font for these rocks. The LA-ICPMS zircon U-Pb age for a rhyolite (495 ± 3 Ma) is interpreted as the age of igneous crystallization. Sm-Nd isotopic data indicate that the igneous unit is derived from the depleted mantle (εNd(t) values positive to slightly negative) with some crustal contamination, whereas the metavolcanossedimentary unit shows εNd(t) compatible with crustal derivation or mixture of older fonts (εNd(t) exclusively negative). Therefore, the data presented here favours a model in which, during the late Cambrian and early Ordovician, a continental magmatic arc was active along the western margin of Gondwana. _______________________________________________________________________________ RESUMEN

La Sierra Calalaste es una elevación topográfica N-S ubicada en la Província Geológica de la Puna Austral. Los datos geológicos para esa área son escasos, donde las unidades ígnea y metavolcanosedimentaria son interpretadas como generadas en distintos ambientes tectónicos (cuenca de foreland, retroarco, remanentes ofiolíticos, entre otros). Los estudios petrográficos de las muestras colectadas en las Quebradas Tramontana y Cortaderas Chica, en el tramo central de la Sierra Calalaste, permitieron identificar una unidad ígnea (Complejo Máfico-Ultramáfico Tramontana, CBUT), representada principalmente por metagabros, localmente asociados a cumulatos ultramáficos. Esa unidad se encuentra asociada al Complejo Volcanosedimantário Cortaderas Chica (CVSCC), representado en el área por rocas volcánicas ácidas, metatobas, grauvacas, areniscas y filitas, con metamargas subordinadas. Esas rocas constituyen las rocas de caja del CBUT y están metamorfisadas en facies esquistos verdes. Los estudios de isótopos y geoquímica permitieron identificar tres grupos distintos de metagabros, posiblemente formados en un mismo ambiente, pero sometidos a diferentes grados de deformación y alteración. Los metagabros del Grupo 1 muestran características similares a los basaltos de tipo N-MORB, mientras que los del Grupo 2 presentan características transicionales y los del Grupo 3 muestran características más evolucionadas. Los datos isotópicos sugieren diferentes grados de contaminación cortical en los tres grupos, que muestran distintos 􀄰Nd(t). Las rocas de la secuencia metavolcanosedimentaria presentan patrones de ETR muy semejantes, además de características químicas que indican importantes contribuciones de fuentes ígneas félsicas. Esas rocas fueron posiblemente depositadas en una cuenca de retroarco, en un ambiente dominado por corrientes de turbidez. Los valores TDM obtenidos son similares a los obtenidos para varias rocas de la Provincia Geológica de la Puna, y sugieren que la fuente de esas rocas sea común. La edad U-Pb por LA-ICPMS obtenida en circones de riolita (492 ± 3 Ma) es interpretada como la edad de cristalización de la roca. Los datos Sm-Nd indican que la unidad ígnea es derivada del manto deprimido (􀄰Nd(t) poco negativos y positivos), mientras que la unidad metavolcanosedimentaria muestra valores 􀄰Nd(t) compatibles con contaminación cortical o mezcla de fuentes antiguas (􀄰Nd(t) exclusivamente negativos). Los datos aquí presentados sugieren un modelo en el cual, a finales del Cámbrico e inicio del Ordovícico, un arco magmático continetal era activo en el margen oeste del Gondwana.