Resumen de Endeavor research into evolving paradigms around Ophiolites: the case of the oceanic igneous complexes of Costa Rica

Guillermo E. Alvarado, Percy Denyer Chavarría, E. Gazel

• español

  Por más de un siglo se han realizado estudios sobre los complejos ígneos-radiolaríticos (?ofiolíticos?) en Costa Rica, cuyas edades varían del Jurásico al Eoceno. Estos trabajos pueden ser agrupados en cuatro etapas del conocimiento: 1) de 1904 a 1957 se reconocieron los complejos de pedernales, y rocas máficas y ultramáficas, se hicieron los primeros mapas regionales y por primera vez se describieron los basaltos elipsoidales, actualmente conocidos como lavas en almohadilla, 2) Desde 1958 a 1978, los complejos fueron vistos bajo el concepto de ofiolitas (serpentinita, gabro, diabasa, basalto y rocas relacionadas) y se interpretaron las radiolaritas como sedimentos de mar profundo. Esta etapa está caracterizada por el trabajo seminal de Gabriel Dengo y por los primeros análisis geoquímicos en el marco de la tectónica de placas. 3) De 1979 a 1994 se publicó una gran cantidad de análisis geoquímicos, dataciones paleontológicas y radiométricas K/Ar y esa fue la etapa de los artículos más controversiales ya que su interpretacion variaba para la misma localidad (i.e. Península de Nicoya) entre un modelo estratigráfico sencillo a un complejo modelo de varias tajadas de nappes, y desde una evolución tectónica sencilla (in situ y formada por un vulcanismo de la dorsal) a una evolución diversa (terrenos, dorsal, dorsal asísmica, intraplaca y vulcanismo de arco de isla). La situación fue similar en los otros complejos oceánicos de Costa Rica. 4) De 1995 al presente, se ha aclarado el panorama y se ha llegado a un consenso entre los diferentes grupos de investigadores. Esta etapa se caracteriza por la ejecución de proyectos de colaboración entre grupos, el uso de técnicas nuevas de laboratorio como isotópos (Sr, Nd, y Pb), elementos mayores, traza y tierras raras, dataciones de 40Ar/39Ar y criterios vulcanologicos, junto con mapeo detallado en el campo. Uno de los principales resultados fue el hallazgo de que las radiolaritas (164-84 Ma) en la península de Nicoya fueron significativamente más antiguas que las las rocas ígneas básicas (140-84 Ma), lo que indica un evento magmático complejo de intrusión y erupción en la secuencia sedimentaria. El panorama es más o menos claro para otros complejos oceánicos como Santa Elena, Tortugal, Herradura y Quepos. En el caso del área de Osa-Golfito-Burica, se necesitan más estudios. En general, el mapeo de campo detallado representa una herramienta poderosa en combinación con las técnicas modernas. La similitud en edad, petrología, geoquímica y contexto tectónico de otros complejos oceánicos en Guatemala, Antillas y la parte norte de Sur América, resulta más que una coincidencia, ya que presentan una evolución similar. Por lo tanto, un estudio multidisciplinario de relaciones crono- y bio-estratigraficas, junto con un enfoque moderno petrológico y geoquímico es fundamental para proporcionar una base sólida para la reconstrucción geotectónica y la historia geológica. El objetivo de este artículo es sintetizar las ideas y datos que se han dado históricamente en el estudio de los complejos oceánicos de Costa Rica, a la luz de los paradigmas y la evolución del estado del conocimiento.

• English

  More than one century of studies were done on the radiolarite-igneous (?ophiolitic?) complexes in Costa Rica that range from Jurassic to Eocene. These studies can be grouped in four main stages of knowledge: 1) from 1904 to 1957 were recognized the cherts, and the mafic and ultramafic igneous complexes, the first regional maps were done, and the first time were recognized ellipsoidal basalts, now widely known as pillow lavas. 2) From 1958 to 1978, the complexes were seen under the concept of the association of ophiolites (serpentine, gabbro, diabase, basalts, and related rocks), and interpreted the radiolarites as deep-sea sediments. This stage is characterized by the seminal work of Gabriel Dengo and by the first geochemical analyses in the framework of the plate tectonics. 3) From 1979 to 1994, a huge amount of geochemical data, paleontological and K/Ar ages were published and it was the stage of more controversial papers. Their interpretation varied for the same locality (i.e. Nicoya Peninsula) from a relative simple stratigraphic model to a very complex nappe slices, and from a simple tectonic evolution (in situ and formed by a mid-oceanic ridge volcanism) to a multistage evolution (terrains, and mid-oceanic ridge, aseismic ridge, intraplate and island arc volcanism). The situation was similar in the other Costa Rican oceanic complexes. 4) From 1995 to present, the panorama and mutual agreement between the different groups was clearer. This stage is characterized by joint collaboration, the use of modern laboratory techniques as Sr, Nd, and Pb isotopes, major, trace and complete rare earth elements, 40Ar/39Ar dating, and volcanological criteria, together with detailed field mapping. The main new result of these studies was that the radiolarites (164-84 Ma) in the Nicoya Peninsula were significatively older than the basic igneous rocks (140-84 Ma), indicating a complex magmatic event intruding and erupting into the thick sedimentary sequence. For other areas, like Santa Elena Peninsula, Tortugal, Herradura and Quepos, the picture on these oceanic complexes are more or less clear. In the case of Osa-Golfito-Burica area, more studies are necessary. In general, the detailed field mapping is a powerful tool in combination with the modern techniques. The similarity in age, petrology, geochemistry and tectonic context for other oceanic complexes in Guatemala, Antilles and the northern part of South America, is more than a coincidence, they have a similar evolution. Therefore, a multidisciplinary study of the chrono- and bio-stratigraphic relations, together with modern petrology, geochemical and micropaleontology approach is necessary to provide a solid base for a robust plate tectonic reconstruction and geologic history. The aim of this paper is to summarize the historical ideas and data available of the oceanic complexes of Costa Rica, to clarify the evolution of the interpretations and evidences in the frame of the paradigms and the state of the art of knowledge at different moments.