Coupling between fluids and rock deformation in the continental crust : Preface

Fluids are essential and widespread components of the Earth crust. They regulate the main process of mass and energy transport, conditioning the geochemical and geophysical evolution of thecrust (Bredehoeft and Norton, 1990) and, consequently, its properties and mechanical behavior. The coupling between fluids, rock deformation, and heat are crucial engines for plate tectonics, playing a leading role in the rheology and evolution of the lithosphere (e.g. Jamtveit et al., 2000; Kennedy and van Soest, 2007; Thompson,2010; Miller, 2013; Yardley and Bodnar, 2014; Hirauchi et al., 2016; Menzies et al., 2016; Plümper et al., 2017; Vizán et al., 2017). They strongly contribute to the viability of the Wilson cycle, since cyclic redistribution of fluids guarantees the survival of a dynamic Earth (Fyfe, 1985, 1997; Bercovici, 1998; Ribeiro, 2002; Bercovici et al.,2015, chap. 7.07; Tajima et al., 2015). The influence exerted by fluids on rock deformation (and vice versa) is significant, regardless of the tectonic setting (e.g. Oliver, 1986; McCaig et al., 2000; Doubre and Peltzer, 2007; Naganjaneyulu and Santosh, 2011; Suppe, 2014; Beaudoin et al., 2014; Williams et al., 2015; Zheng et al., 2016), crustal level (e.g. Sibson, 1994; Cosgrove, 1995; Cox, 2002; Hobbs and Ord, 2018; Papeschi et al., 2018) and scale (e.g. Carter et al., 1990; Holyoke and Kronenberg, 2013; Tajima et al., 2015).Fil: Japas, Maria Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Oriolo, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Samuel, Vinod. Yonsei University; Corea del Su

Cuculí formation sandstones (Miocene, San Juan precordillera): magnetic fabric controls

Se llevó a cabo un estudio preliminar de fábrica magnética y petrofábrica en areniscas de la Formación Cuculí (Mioceno) en dos localidades de la Precordillera de San Juan y sus resultados fueron comparados con datos obtenidos a partir de estudios cinemáticos de otros autores en el mismo sector. El estudio de la anisotropía de susceptibilidad magnética (ASM) revela elipsoides triaxiales con grados muy bajos de anisotropía. Dado que las rocas analizadas no presentan evidencias macro– o microscópicas de deformación interna, se interpreta que los elipsoides de ASM representan fábricas mágneticas compuestas incipientes, donde la fábrica sedimentaria es un importante factor de control en su desarrollo.A preliminary study of magnetic fabric and petrofabric in sandstones from the Cuculí Formation (Miocene) was carried out in two localities from the Precordillera of San Juan and the results were compared with studies based on kinematic data obtained by other authors in the same localities. The study of the anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) shows triaxial ellipsoids with very low degrees of anisotropy. Due to the lack of macro– or microscopic evidences of strain, it is interpreted that the AMS ellipsoids represent incipient composite magnetic fabrics, whose development is significantly influenced by the sedimentary fabric.Fil: Oriolo, Sebastián. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Geología; ArgentinaFil: Re, Guillermo Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Basicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Basicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Japas, Maria Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Basicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Basicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Cristallini, Ernesto Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos ; Argentin

The detrital zircon record of Variscan to post‑Variscan tectonosedimentary and magmatic processes in the Tauern Window (Eastern Alps)

Coupled U–Pb and Lu–Hf LA-ICP-MS detrital and igneous zircon data were obtained from metasedimentary sequences (Kaserer Formation, Schmirntal Quartzite, Seidlwinkel Formation, Bündnerschiefer Basin, Riffler Basin) of the western Tauern Window (Eastern Alps). Results show maximum deposition ages between the Late Permian and the Triassic, indicating protracted sedimentation and magmatism between the Late Paleozoic and the Mesozoic. The Lu–Hf fingerprint shows a change from subchondritic to variable subchondritic to suprachondritic compositions at ca. 290 Ma, possibly documenting the transition from Late Paleozoic Variscan post-collisional processes to intracontinental extension. Lithospheric thinning and magmatic underplating may explain the observed Hf isotopic evolution as the result of mixing of crustal and mantellic sources. From a paleogeographical perspective, results confirm that the Tauern Window was situated between Alpine basement units (South Alpine, Austroalpine and External Massifs) and the Bohemian Massif during the Permian–Triassic.Fil: Veselá, P.. Ludwig Maximilians Universitat; AlemaniaFil: Oriolo, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Basei, M. A. S.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Lammerer, Bernd. Ludwig Maximilians Universitat; AlemaniaFil: Siegesmund, S.. Universität Göttingen; Alemani

Inherited basement structures and their influence in foreland evolution: A case study in Central Patagonia, Argentina

Continental crust exhibits areas of recurrent deformation and reactivation of faults that can be persistent for hundreds of millions of years. Associated with weak lithospheric zones, the characterization of long-lived deformational zones and inherited structures are critical aspects in the construction of orogens and rift systems, playing a major role in magmatism and basin evolution. Central Patagonia, which is situated in the Andean foreland of southern South America, presents a complex and multi-episodic tectonic history related to intraplate deformation at a significant distance from the Andean trench. Its ∼NW-SE structural trend, which is anomalously oblique to the Andean orogen, has been proposed as an inherited crustal anisotropy that controlled Mesozoic basins and Cenozoic volcano-sedimentary foreland basins development. However, a systematic regional study focused on the basement structural anisotropy has not been undertaken so far. In this contribution, we use aeromagnetic and gravimetric datasets that are integrated with field geological and structural data to address this issue. We define a series of ∼NW-SE regional structures which governed the present-day basement-block architecture of the foreland and exerted an important control in the deposition of Mesozoic-Cenozoic sedimentary and volcanic sequences. The tectonic significance of these structures and their paleogeographic implications in the context of the Late Paleozoic Gondwanide magmatic arc are also discussed.Fil: Renda, Emiliano Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Alvarez, Dolores. Secretaría de Industria y Minería. Servicio Geológico Minero Argentino; ArgentinaFil: Prezzi, Claudia Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Oriolo, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Vizan, Haroldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; Argentin

The birth of the Alps: Ediacaran to Paleozoic accretionary processes and crustal growth along the northern Gondwana margin

New whole-rock geochemical and coupled U–Pb and Lu–Hf LA-ICP-MS zircon data of metasedimentary rocks of the Austroalpine, South Alpine and Penninic basement domains are presented, to disentangle the pre-Variscan tectonic evolution of the proto-Alps. The studied units seem to record distinct stages of protracted Late Ediacaran to Carboniferous tectonosedimentary processes prior to the Variscan collision. In the case of Austroalpine and South Alpine units, nevertheless, no major differences in terms of provenance are observed, since most detrital zircon samples are characterized by a major Pan-African peak. Their detrital zircon spectra record a provenance from the northeastern Saharan Metacraton and the Sinai basement at the northern Arabian-Nubian Shield, being thus located along the eastern Early Paleozoic northern Gondwana margin, whereas sources located further west are inferred for the Penninic Unit, which might have been placed close to the Moldanubian Unit of the Bohemian Massif. In any case, it is thus clear that the Alpine basement remained in a close position to the Gondwana mainland at least during the Early Paleozoic. The Late Ediacaran to Silurian tectonic evolution, which includes Cadomian and Cenerian tectonometamorphic and magmatic processes, seem thus to record a continuum related to a retreating-mode accretionary orogen, with diachronous back-arc basin opening and possibly discrete compressional/transpressional pulses linked to changes in subduction zone dynamics. On the other hand, it is inferred that the Alpine basement essentially comprises Pan-African metasedimentary and subordinate metaigneous rocks, possibly with very few Early Neoproterozoic relics. This basement was significantly reworked during the protracted Paleozoic orogenic evolution, due to anatexis and/or assimilation by mantle-derived juvenile magmatism.Fil: Siegesmund, Siegfried. Universität Göttingen; AlemaniaFil: Oriolo, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Schulz, Bernhard. Technische Universitat Bergakademie Freiberg; AlemaniaFil: Heinrichs, T.. Universität Göttingen; AlemaniaFil: Basei, M. A. S.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Lammerer, Bernd. Ludwig Maximilians Universitat; Alemani

The Cuesta de Rahue Basement Inlier (Southern Neuquén Precordillera, Argentina): A Devonian to Triassic polyphase orogenic record in northern Patagonia

New geological, structural, microstructural, and K-Ar biotite and illite geochronological data of igneous-metamorphic rocks exposed in the Cuesta de Rahue Basement Inlier are presented to reconstruct the Late Palaeozoic to Mesozoic tectonometamorphic and magmatic history of northwestern Patagonia. This block comprises a medium-grade metasedimentary sequence (Cuesta de Rahue Metamorphic Complex), Late Carboniferous granitoids and a low-grade metavolcano-sedimentary unit (Arroyo Coloco Metamorphic Complex). The Cuesta de Rahue Metamorphic Complex was deposited during the middle Palaeozoic and underwent Devonian low-pressure regional metamorphism, succeeded by the intrusion of granitoids at ca. 300 Ma. On the other hand, the Arroyo Coloco Metamorphic Complex record deformation and metamorphism at epizonal conditions (> 300 °C), constrained at ca. 232-199 Ma by K-Ar and XRD illite data. The Cuesta de Rahue Basement Inlier thus records a protracted orogenic evolution, recording Devonian metamorphism, Late Carboniferous-Permian Gondwanide tectonomagmatic processes, and Late Triassic deformation and metamorphism. Afterwards, this block was also affected by Mesozoic normal faulting and, finally, by Miocene-Pliocene Andean deformation. The latter was intimately related to reactivation of inherited basement fabrics, favouring a transpressional deformation regime.Fil: Oriolo, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: González, Pablo D.. Servicio Geologico Minero Argentino. Delegacion General Roca.; ArgentinaFil: Alegre, Pablo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias Geológicas; ArgentinaFil: Wemmer, Klaus. Universität Göttingen; AlemaniaFil: Varela, Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Geológicas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Centro de Investigaciones Geológicas; ArgentinaFil: Stipp Basei, Miguel Angelo. Universidade de Sao Paulo; Brasi

Minerals for the dead: gypsum and hematite in pre-hispanic burials of southern Patagonia

El objetivo de este trabajo es caracterizar la composición mineralógica y geoquímica del ocre asociado a restos humanos de unos 3800 años de antigüedad, en una cueva ubicada en el campo volcánico Pali Aike (Santa Cruz). Los resultados de espectroscopía Raman sobre estos ocres muestran presencia de yeso y hematita. Las altas concentraciones de azufre y las relaciones molares de azufre/calcio obtenidas por µXRF también apoyan el registro de yeso. La presencia de dicho mineral en la preparación de pinturas rojas no se registra en otros contextos arqueológicos del área (i.e., arte rupestre y material de molienda), ni en los basaltos frescos o alterados de la cueva. De estos resultados, se interpreta que la inclusión de yeso para la elaboración de ocre debió ser intencional, tal vez por sus características reológicas, a saber, plasticidad, adherencia y rigidez en el secado. Las propiedades bactericidas del yeso también pudieron haber contribuido a su elección como aditivo. La ubicua presencia de minerales asociados a facies evaporíticas enmárgenes de lagunas efímeras y permanentes del campo volcánico Pali Aike plantea la posibilidad de un aprovisionamiento local e inmediato de yeso por parte de las poblaciones humanas pasadas. La combinación de yeso y hematita para la preparación de pinturas rojas se registra en otro entierro localizado a unos 230 km al norte, para el mismo rango temporal. Estos resultados analíticos apoyan hipótesis previas, vinculadas con grandes redes de interacción y movilidad de grupos humanos en el sur de Santa Cruz para comienzos del Holoceno tardío.The present work aims to analyze the mineralogy and geochemistry of the ochre associated with human remains of about 3800 years old, located in a cave of the Pali Aike volcanic field (Santa Cruz). Raman spectroscopy shows a clear presence of gypsum and hematite, whereas high concentrations of sulphur and molar ratios of sulphur/calcium obtained by µXRF also support the gypsum record. The presence of this mineral in the preparation of red paintings is neither recorded in other archaeological contexts of the area (i.e., rock art and grinding material), nor in the fresh or altered basalts from the cave. Thus, it is interpreted that the gypsum inclusion to produce ochre should have been intentional, maybe due to the mineral rheology, characterized by plasticity, adhesion and, rigidity. Its bactericidal properties could, additionally, account for the incorporation of gypsum as an aditive. The ubiquitous presence of minerals associated with evaporitic facies in ephemeral and permanent lacustrine margins of the Pali Aike volcanic field offers the possibility of local gypsum provisioning by past human populations. The combination of gypsum and hematite for the preparation of red paints is recorded in a contemporaneous human burial located about 230 km to the north. Therefore, present analytical results support previous hypotheses, related with large human networks across southern Santa Cruz, for the beginning of the late Holocene.Fil: Ozán, Ivana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Oriolo, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: L'heureux, Gabriela Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Saavedra 15. Instituto Multidisciplinario de Historia y Ciencias Humanas; ArgentinaFil: Schmidt, Burkhard. Universität Göttingen; Alemani

Reassessing the polyphase Neoproterozoic evolution of the Punta del Este Terrane, Dom Feliciano Belt, Uruguay

Some recent models challenge the position and extension of the assumed oceanic basins formed through the break-up of Rodinia, and the tectonic processes involved in the Gondwana assembly, making the investigation of the Early Neoproterozoic record of great relevance. Within the South-American Atlantic margin, the Punta del Este Terrane (PET) of the Dom Feliciano Belt (DFB) comprises a unique Tonian to Ediacaran record, and has a strategic position to reconstruct spatio-temporal relationships with the southern African orogenic belts. Novel zircon U–Pb and Lu–Hf data from the PET basement orthogneisses display Tonian magmatic ages (805–760 Ma) and Hf isotopic signatures indicative of mainly crustal/metasedimentary sources, (Nd TDM ages: 2.2–1.9 Ga, and εHf(t): − 12 to − 4). The basement paragneisses yielded late Paleoproterozoic to Neoproterozoic U–Pb ages, but dominantly positive εHf(t) values. The presented results confirm the correlation of the PET with the Coastal Terrane of the Kaoko Belt, and discard the idea of the Nico Pérez Terrane as a source. Detrital zircon U–Pb and Lu–Hf data from the Rocha Formation yielded a main peak at ca. 660 Ma, with the Neoproterozoic grains showing a εHf(t) between + 1 and + 14. The deposition age of the Rocha Formation is constrained by the youngest detrital zircon age peak (660 Ma), and the beginning of the deposition of the Sierra de Aguirre Formation (580 Ma). The data indicate common sources with the Marmora Terrane, and it is thus proposed that the Rocha Formation belongs to the Gariep Belt, and it was juxtaposed during the Ediacaran to the DFB.Fil: Silva Lara, Hernan. Universität Göttingen; AlemaniaFil: Siegesmund, S.. Universität Göttingen; AlemaniaFil: Oriolo, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Hueck, M.. Universidade de Sao Paulo; Brasil. Universität Göttingen; AlemaniaFil: Wemmer, K.. Universität Göttingen; AlemaniaFil: Basei, M. A. S.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Oyhantçabal, P.. Universidad de la República; Urugua

Cuculí formation sandstones (miocene, San Juan precordillera): magnetic fabric controls

Se llevó a cabo un estudio preliminar de fábrica magnética y petrofábrica en areniscas de la Formación Cuculí (Mioceno) en dos localidades de la Precordillera de San Juan y sus resultados fueron comparados con datos obtenidos a partir de estudios cinemáticos de otros autores en el mismo sector. El estudio de la anisotropía de susceptibilidad magnética (ASM) revela elipsoides triaxiales con grados muy bajos de anisotropía. Dado que las rocas analizadas no presentan evidencias macro– o microscópicas de deformación interna, se interpreta que los elipsoides de ASM representan fábricas mágneticas compuestas incipientes, donde la fábrica sedimentaria es un importante factor de control en su desarrollo.A preliminary study of magnetic fabric and petrofabric in sandstones from the Cuculí Formation (Miocene) was carried out in two localities from the Precordillera of San Juan and the results were compared with studies based on kinematic data obtained by other authors in the same localities. The study of the anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) shows triaxial ellipsoids with very low degrees of anisotropy. Due to the lack of macro– or microscopic evidences of strain, it is interpreted that the AMS ellipsoids represent incipient composite magnetic fabrics, whose development is significantly influenced by the sedimentary fabric.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta