Southern Central Andes Neogene magmatism over the Pampean Flat Slab: implications on crustal and slab melts contribution to magma generation in Precordillera, Western Argentina

Abstract

ABSTRACT.A Miocene to Pliocene (13 to 4.6 Ma) mostly pyroclastic sequence is exposed along the Iglesia Valley, to the east of the former main volcanic arc. This area is a transitional region between Cordillera Frontal and Precordillera, over the f lat slab segment of the Southern Central Andes, at 29º30' S to 30º00' S. New radiometric ages, geochemical data, petrography and field relationships are evaluated to establish differences and similarities between Miocene arcrelated sequences across the main arc and its expansion towards a back arc position, in western Precordillera. Analyzed rocks have a magmatic arc signature partially like the former main volcanic arc to the west. The Iglesia Valley rocks are LREE-enriched (La/Sm: 3.7-6.5) with respect to HREE (Sm/Yb: 2.2-6.0) and define patterns with a pronounced slope. Sm/Yb ratios generally increase with time, as pressures increase, with retention of HREE in residual mineralogy, particularly garnet at Sm/Yb>4. Volcanic activity in Cordillera Frontal and the volcanic-volcaniclastic expression in Precordillera show a continuous increase in the La/Yb ratio with decreasing age. Variations in the residual mineral phase equilibrating with magmas would be related to the progressive increase in crustal thickness due to the tectonic compressive regime resulting from shallow subduction since Middle Miocene. The data presented suggest that the arc magmatic activity during the Miocene was expanded notably to the East in relation to the location of the main arc at Valle del Cura, in Cordillera Frontal. The extensive amplitude of the volcanic arc activity is indicative of the slab gradual f lattening. Particularly, the mantle-derived magmas from Lomas del Campanario Formation (Western Precordillera) are enriched by subduction related f luids but also by crustal components. It is interpreted that the cause of the geochemical differences between the back arc position rocks and the main arc lay in the heterogeneous composition of the underlying continental crust involved in both locations. Presence of volcanic rocks with adakitic geochemical affinity probably ref lect astenospheric-derived melts that interacted through a heterogeneous and thickened crust toward the surface.

Caracterización petrológica de las rocas subvolcánicas del área Los Gemelos, Cordillera Frontal, San Juan, Argentina

“…En los gráficos se representan las muestras de rocas pertenecientes al área Los Gemelos y de otras rocas volcánicas del ámbito de Cordillera y Precordillera. Se incluyen datos de El Altar (Maydagan et al, 2011); Cerro Bola, Divisadero Sur, Chita, Cerro Puntas Negras y Cerro Negro (Poma et al, 2017). Ambos intrusivos presentan semejanzas en cuanto a su yacencia, textura, composición mineralógica y química con rocas subvolcánicas miocenas, que afloran en el ámbito de Cordillera Frontal, Principal y Precordillera Occidental.…”

“…A unos 5 km al sur del área de estudio, Bastías Torres et al (2019) describen en el área del Morro del Cobre (32°0'3,86"S, 69°34'14,88"O) un pórfiro andesítico pre-mineral (14,8±0,4 Ma, K/Ar en roca total, JICA-MMAJ, 1999) intruido por un pórfiro dacítico sin-mineral (9,66±0,43 Ma, U/Pb SHRIMP en circones, Bastías Torres et al, 2021), ambos hospedados en rocas volcaniclásticas pérmicas. En dirección norte, en el ámbito de Cordillera Frontal, Wetten (2005) describe para el Cerro Bola (30°35'S, 69°30'O) una serie de cuerpos subvolcánicos de 8,8±0,3 Ma (K-Ar en roca total), con textura porfírica y composición andesítica; en tanto que Poma et al (2017) describen para el mismo sitio rocas porfíricas de composición dacítica de 4,6±0,8 Ma (K-Ar en anfíbol). Bastías (1991) describe para el área de la Quebrada de Chita (30°32'56''S; ,69°33'02''O), cuerpos porfíricos andesíticos y dacíticos mineralizados emplazados en rocas del Grupo Choiyoi para los cuales Jones et al (2016) obtuvieron edades de 9,5±0,18 Ma y 9,4 ±0,18 Ma (U-Pb en circón).…”

“…Bastías (1991) describe para el área de la Quebrada de Chita (30°32'56''S; ,69°33'02''O), cuerpos porfíricos andesíticos y dacíticos mineralizados emplazados en rocas del Grupo Choiyoi para los cuales Jones et al (2016) obtuvieron edades de 9,5±0,18 Ma y 9,4 ±0,18 Ma (U-Pb en circón). Por otra parte, en el sector occidental de Precordillera Occidental en el Valle de Iglesia, Poma et al (2017) describen un conjunto de andesitas y dacitas aflorantes en el área del Cerro Negro de 17±5 Ma (K-Ar en biotita; Leveratto, 1976). Hacia el sur afloran rocas piroclásticas conocidas como Cerro Puntas Negras de 11±0,5 Ma (K-Ar, en roca total, Kay y Abruzzi, 1996) y en dirección sudoeste se emplazan las dacitas de Divisadero Sur de 13,8±1,0 Ma (K-Ar en anfibol, Poma et al, 2017).…”

“…En los gráficos se representan las muestras de rocas pertenecientes al área Los Gemelos y de otras rocas volcánicas del ámbito de Cordillera y Precordillera. Se incluyen datos de El Altar (Maydagan et al, 2011); Cerro Bola, Divisadero Sur, Chita, Cerro Puntas Negras y Cerro Negro (Poma et al, 2017).…”

“…Diferentes autores han descripto la existencia de numerosos cuerpos intrusivos mesosilícicos mineralizados y no mineralizados emplazados en dicho segmento durante el Ciclo Ándico. En el ámbito de Cordillera Principal y Cordillera Frontal entre los mineralizados, se destaca Quebrada de las Minas (El Altar), Chita y Morro del Cobre entre otros (Maydagan et al, 2014;Poma et al, 2017;Zurcher, 2008;Bertens et al, 2006;Bastías Torres et al, 2019); a los que se suman sistemas de menor desarrollo, no mineralizados, descriptos en Cordillera Frontal y Precordillera Occidental como Cerro Bola, Divisadero Sur, Cerro Negro y Cerro Puntas Negras (Wetten, 2005;Cardó et al, 2007;Rubinstein y Koukharsky, 1995;Simon et al,1997;D´Annunzio y Rubinstein, 2014;Poma et al, 2017).…”