Nature and evolution of the subcontinental mantle lithosphere below southern South America and implications for Andean magma genesis

• Autores: Charles R. Stern, Kiyoto Futa, Sandra Saul, Milka Alexandra Skewes
• Localización: Revista geológica de Chile: An international journal on andean geology, ISSN 0716-0208, ISSN-e 0717-618X, Nº. 27, 1986, págs. 41-53
• Idioma: inglés
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  • Los xenolitos ultramáficos, incluidos en los basaltos pleistocénicos de Pali-Aike, que constituyen los afloramientos mas australes de las lavas patagónicas del sur de Sudamerica, corresponden tanto a Iherzolitas con y sin granates, a harzburgitas, como a ortopiroxenitas. Estudios de geotermometria y geobarometria, basados en los análisis químicos de minerales, indican que estas inclusiones derivaron del manto Iitosférico subcontinental. Las condiciones de equilibrio de los distintos tipos de xenolitos indican que las harzburgitas magnesicas esteriles son dominantes a profundidades inferiores a 50 km, mientras que a profundidades mayores coexisten Iherzolitas fértiles de granate junto a harzburgitas estériles. En las partes mas profundas del manto litosférico sub continental, representadas por las inclusiones, entre 70-80 km de profundidad, las Iherzolitas fértiles de granate son dominantes y las harzburgitas estériles están ausentes. Las composiciones isotópicas de Sr y Nd de las inclusiones ultramáficas son similares a las de los basaltos oceanicos y, en particular, las composiciones de las Iherzolitas fertiles de granate son similares a las de los basaltos de dorsales oceánicas. La ausencia de fases con composiciones isotópicas de Sr y Nd, indicativas de un antiguo episodio de enriquecimiento en elementos litofilos de gran radio iónico, como los que se han documentado en los xenolitos derivados de las regiones bajo los cratones precambricos de Africa, sugieren que la acreción del manto litosférico bajo el extremo sur de Sudamérica fue un evento relativamente reciente, consistente con la edad fanerozoica de las rocas corticales de esta región. La similitud isotópica de los xenolitos de Pali-Aike con la de los basaltos oceánicos sugiere que, antes de ser removidos del flujo convectivo de gran escala y estabilizados bajo la corteza continental, este material del manto se encontraba evolucionando junto con el manto suboceánico actual. La mayor parte de las diversas litologías de los xenólitos de Pali-Aike, probablemente, se formaron durante la etapa preacrecionaria, por extracción heterogénea de magma bajo un centro de extensión oceánica, dejando proporciones crecientes de harzburgitas estériles en las zonas mas superficiales del manto. Ortopiroxenitas ricas en fierro, que se encuentran como segregaciones dentro de harzburgitas y Iherzolitas, posiblemente representen cúmulos recristalizados, formados en conductos magmáticos, durante este evento. Un episodio aun mas antiguo, de hace por lo menos 2-3 mil millones de anos, empobrecio las Iherzolitas de granate de Pali-Aike, en Rb con respecto a Sr y en Nd con respecto al Sm, para permitir el desarrollo de la composición isotopica similar a los basaltos de dorsales oceánicos observadas en los xenolitos. El manto litosférico bajo el sur de Sud America ha experimentado un enriquecimiento relativamente reciente en elementos Iitofilos de gran radio ionico, por medio de un metasomatismo del manto no modal, y también, por medio de la introduccion de venas de flogopitas. La composicion isotopica de Sr y Nd de la flogopita esta dentro del campo de mezclas entre los basaltos oceanicos y sedimentos subductados, lo que sugiere que la flogopita se formo de fluidos derivados de la deshidratacion de la corteza oceanica subductada. La composici6n isotópica de los basaltos alcalinos de Pali-Aike cae a lo largo de la curva de mezcla entre Iherzolitas de granate y flogopita, sugiriendo un metasomatismo modal del manto subyacente, probablemente precursor de la generación de los basaltos. Las partes mas profundas de la Iitósfera, bajo el extremo sur de Sudamérica, pueden ser consideradas como un manto tipo "plum-pudding", con "plums" de Iherzolitas de granate + flogopita, las que, en conjunto, pueden producir un basalto alcalino tipo oceanico, en una masa (pudding) de Iherzolitas de granate, capaz de generar basaltos como el de las dorsales oceánicas. Un manto astenosférico similar se propone como una fuente apropiada para los magmas orogénicos de los Andes. Los "plums" en esta astenósfera se pueden formar a partir del manto inferior primitivo, no diferenciado, desde litosfera oceánica subductada, no completamente reequilibrada en el manto superior, o por descamaciones de las partes mas profundas del manto litosferico subcontinental.