Thermochronology and tectonics of the Leeward Antilles: Evolution of the southern Caribbean Plate boundary zone

Abstract

[1] Tectonic reconstructions of the Caribbean Plate are severely hampered by a paucity of geochronologic and exhumation constraints from anastomosed basement blocks along its southern margin. New U/Pb, 40 Ar/ 39 Ar, apatite fission track, and apatite (U-Th)/He data constrain quantitative thermal and exhumation histories, which have been used to propose a model for the tectonic evolution of the emergent parts of the Bonaire Block and the southern Caribbean Plate boundary zone. An east facing arc system intruded through an oceanic plateau during ∼90 to ∼87 Ma and crops out on Aruba. Subsequent structural displacements resulted in >80°C of cooling on Aruba during 70-60 Ma. In contrast, exhumation of the island arc sequence exposed on Bonaire occurred at 85-80 Ma and 55-45 Ma. Santonian exhumation on Bonaire occurred immediately subsequent to burial metamorphism and may have been driven by the collision of a west facing island arc with the Caribbean Plate. Island arc rocks intruded oceanic plateau rocks on Gran Roque at ∼65 Ma and exhumed rapidly at 55-45 Ma. We attribute Maastrichtian-Danian exhumation on Aruba and early Eocene exhumation on Bonaire and Gran Roque to sequential diachronous accretion of their basement units to the South American Plate. Widespread unconformities indicate late Eocene subaerial exposure. Late Oligocene-early Miocene dextral transtension within the Bonaire Block drove subsidence and burial of crystalline basement rocks of the Leeward Antilles to ≤1 km. Late Miocene-recent transpression caused inversion and ≤1 km of exhumation, possibly as a result of the northward escape of the Maracaibo Block. Citation: van der Lelij, R

Geoquímica Y Geocronología De Las Rocas Volcánicas Básicas Y El Gabro De Altamira, Cordillera Occidental (Colombia): Registro De Ambientes De Plateau Y Arco Oceánico Superpuestos Durante El Cretácico

“…Placa que se habría formado como parte de un plateau oceánico que habría hecho erupción entre 88 y 100 Ma (Kerr et al, 1997(Kerr et al, , 2009Hauff et al, 2000;Thompson et al, 2004;Villagómez et al, 2011;Wright and Wyld, 2011) o a subducción de una dorsal oceánica (Serrano et al, 2011), y luego intruído por una serie de cuerpos de afinidad calco alcalino a lo largo del Caribe como el Batolito de Buga, Sabanalarga, Tonalita de Buriticá, Granito Pujilí en Ecuador y Batolito de Aruba entre 90 y 80 Ma (Kerr et al, 1997(Kerr et al, , 2009Hauff et al, 2000;Thompson et al, 2004;Van der Lelij et al, 2010;Villagómez et al, 2011;Wright and Wyld, 2011). Posteriormente este plateau habría colisionando con la margen Suramericana aproximadamente entre 75 y 73 Ma, dejando los fragmentos presentes en los Andes Colombianos, Ecuatorianos y en islas a lo largo del Caribe Spikings et al, 2015).…”

“…La edad del Gabro de Altamira es similar a la de otros cuerpos que intruyen corteza oceánica con afinidad de Plateau Oceánico como el Batolito de Sabanalarga (85 a 98 Ma) Weber et al, 2011;Ordóñez-Carmona et al, 2003), Batolito de Buga de 95 a 100 Ma (Villagómez et al, 2011;Spikings et al, 2015), Tonalita de Buriticá de 91 a 100 Ma (Gobel and Stibane, 1979;Weber et al, 2015), Granito Pujilí en Ecuador de 85 Ma (Vallejo et al, 2006) y Batolito de Aruba en Aruba de alrededor 89 Ma (Van der Lelij et al, 2010), sugiriendo por lo tanto que un evento magmático plutónico con posibles equivalentes volcánicos asociados con afinidad de arco (FIGURAS 8 y 9B) como lo sugieren algunas de rocas volcánicas caracterizadas geoquímicamente al norte de la región de Altamira en la Cordillera Occidental (Rodríguez y Arango, 2013 (Kerr et al, 1997;Weber et al, 2015), siendo estos últimos un poco más radiogénicos, sugiriendo una fuente primitiva donde el influjo de material radiogénico de posible afinidad continental siálica es limitado.…”

“…El plutonismo superpuesto al vulcanismo de plateau en los elementos acrecionados a la Placa del Caribe como los presentes en la Cordillera Occidental colombiana han sido atribuidos por varios autores a proceso de fusión parcial del plateau por interacción con la placa Suramericana (Nivia, 1987(Nivia, , 1989Pindell and Kennan, 2009;Van der Lelij et al, 2010), después de acrecionado a la margen continental (Rodríguez y Arango, 2013).…”

“…Desde el sur de Ecuador hasta el norte en las Antillas Menores, incluyendo la Cordillera Occidental colombiana se encuentran expuestos una serie de fragmentos de rocas volcánicas, en menor medida rocas sedimentarias asociadas y algunos cuerpos de gabros, relacionadas a partir de sus características geoquímicas y distribución, como parte de un plateau oceánico, el cual se habría modificado por la construcción de arcos de islas oceánicos en sus márgenes (White et al, 1999;Van der Lelij et al, 2010;Vallejo et al, 2006;Villagómez et al, 2011).…”

“…Al Occidente del Sistema de Fallas Cauca-Romeral (SFCR), en el dominio volcánico oceánico, los rasgos geoquímicos de las rocas basálticas y algunas edades absolutas obtenidas en rocas gabróicas y tonalíticas (FIGURA 1), así como las edades fosilíferas en sedimentos pelágicos asociados a las rocas volcánicas, han sugerido que la formación de las rocas de plateau oceánico se extenderían entre el Barremiano y el Cenomaniano (Villagómez et al, 2011;Rodríguez y Arango, 2013;Weber et al, 2015), mientras que el arco magmático que se construye sobre el sustrato de plateau oceánico (Vallejo et al, 2006;Van der Lelij et al, 2010) habría comenzado a formarse después de 90 Ma (Villagómez et al, 2011;Weber et al, 2015). Este registro temporal para la historia de la formación del Plateau oceánico del Caribe y el arco oceánico asociado es más antiguo que las edades entre 91 y 88 Ma sugeridas por otros autores como parte de la fase principal (Kerr et al, 1997;Sinton et al, 1998;Hauff et al, 2000;Révillon et al, 2000;Hoernle et al, 2004).…”