Crystallochemical indexes and geothermobarometric calculations as a multiproxy approach to P-T condition of the low-grade metamorphism: The case of the San Luis Formation, Eastern Sierras Pampeanas of Argentina

In this work, crystallochemical indexes and geothermobarometric calculations are used together to estimate the P-T condition in low-grade metamorphic units of the San Luis Formation from Sierra de San Luis (Eastern Sierras Pampeanas of Argentina). Phyllites and slates from this formation record at least two episodes of white mica (Wm) and chlorite (Chl) growth associated with main D1-S1 (Wm2-Chl1) and local D2-S2 (Wm3-Chl2) stages. Mean KICIS values of 0.30 (Western Belt) and 0.23 Δ°2θ (Eastern Belt) were determined for the <2 μm fraction. Moreover, since the average grain size of the Wm2 exceeds 10 μm, KICIS values were also measured for the 10–20 μm fraction ranging between 0.22 and 0.24 Δ°2θ for both belts. For those fractions, the KICIS values indicate epizone conditions, associated with temperatures higher than 300 °C. These values are comparable to temperatures obtained from chlorite thermometers, 316°–416 °C in Western Belt and 261°-403 °C in the Eastern Belt. Pressure values for D1 stage constrained from chlorite – white mica – quartz – H2O equilibrium are 2.5–5.1 kbar in the Western Belt, and at 3.3–4.7 kbar in Eastern Belt. The pressures are consistent with white mica b parameter values measured in samples from Western Belt (9.006 to 9.025 Å) and Eastern Belt (9.003 to 9.020 Å), linked to intermediate thermal gradients (25–35 °C/km). The identification of increasing P-T condition paths in low-grade metasedimentary successions is not easy in the absence of higher grade rocks; in these situations, a systematic sampling and analysis of dozens of samples must be carried out. The very good correlation between crystallochemical index values (Kübler index and white mica b parameter) and thermobarometric calculations (empirical and semi-empirical chlorite thermometers and thermobarometry for chlorite – white mica – quartz – H2O equilibrium) presented in this work argues in favor of the development of a multiproxy study strategy in this type of low-grade metasedimentary successions that involve: (1) a systematic sampling of metapelite levels for X-ray diffraction study (mineralogical and crystallochemical indexes with a rapid implementation allowing a dense systematic sampling); (2) the recognition of variations in the P-T conditions from KI and b parameter values and the consequent selection of metapelitic samples for analyzing mineral chemistry and thermobarometric calculations. In order to facilitate these calculations, a user-friendly spreadsheet for crystallochemical indexes and chlorite thermometry calculations is also provided.Fil: Verdecchia, Sebastián Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Collo, Gilda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Zandomeni, Priscila Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Wunderlin, Cecilia Ayelén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Fehrmann, Mariano. Universidad Nacional de Córdoba; Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentin

Early Cambrian U-Pb zircon age and Hf-isotope data from the Guasayán pluton, Sierras Pampeanas, Argentina: implications for the northwestern boundary of the Pampean arc

An Early Cambrian pluton, known as the Guasayán pluton, has been identified in the central area of Sierra de Guasayán, northwestern Argentina. A U?Pb zircon Concordia age of 533 ± 4 Ma was obtained by LA-MC-ICP-MS and represents the first report of robustly dated Early Cambrian magmatism for the northwestern Sierras Pampeanas. The pluton was emplaced in low-grade metasedimentary rocks and its magmatic assemblage consists of K-feldspar (phenocrysts) + plagioclase + quartz + biotite, with zircon, apatite, ilmenite, magnetite and monazite as accessory minerals. Geochemically, the granitic rock is a metaluminous subalkaline felsic granodiorite with SiO2 = 69.24%, Na2O+ K2O = 7.08%, CaO = 2.45%, Na2O/ K2O = 0.71 and FeO/MgO = 3.58%. Rare earth element patterns show moderate slope (LaN/YbN = 8.05) with a slightly negative Eu anomalies (Eu/Eu* = 0.76). We report the first in situ Hf isotopes data (εHft = -0.12 to -4.76) from crystallized zircons in the Early Cambrian granites of the Sierras Pampeanas, helping to constrain the magma source and enabling comparison with other Pampean granites. The Guasayán pluton might provide a link between Early Cambrian magmatism of the central Sierras Pampeanas and that of the Eastern Cordillera, contributing to define the western boundary of the Pampean paleo-arc.Fil: Dahlquist, Juan Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Verdecchia, Sebastián Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Baldo, Edgardo Gaspar Agustín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Basei, Miguel A. S.. Universidade Do Brasilia. Instituto de Geociencias; BrasilFil: Alasino, Pablo Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de Catamarca. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Secretaría de Industria y Minería. Servicio Geológico Minero Argentino. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Provincia de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja; ArgentinaFil: Uran, Gimena Mariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de Catamarca. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Secretaría de Industria y Minería. Servicio Geológico Minero Argentino. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Provincia de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja; ArgentinaFil: Rapela, Carlos Washington. 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: da Costa Campos Neto, Mario. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Zandomeni, Priscila Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; Argentin

Geochronology and geochemistry of the tabaquito batholith (Frontal cordillera, argentina): Geodynamic implications and temporal correlations in the sw gondwana margin

The Tabaquito batholith (Frontal Cordillera, western Argentina), is mainly composed of shallowly emplaced granodiorite to minor monzogranite with abundant mafic microgranular enclaves. New sensitive high-resolution ion microprobe U–Pb zircon ages of c. 337 Ma (biotite granodiorite) and c. 284 Ma (mafic dyke) along with previously published geochronological data suggest that a long-lived magmatic system formed through at least two magmatic pulses at c. 337 and c. 322 Ma with later superimposition of Permian magmatism. The Tabaquito granitoids are metaluminous, calc-alkalic and magnesian with I-type affinity. Elevated Th/Nb, Y/Nb and La/Nb ratios along with negative Nb–Ta and positive Pb anomalies are consistent with a continental arc setting. Hf, Nd and Sr isotopic composition of the Tabaquito granitoids suggests that their source could result from mixing of an old felsic crustal component and a juvenile mafic to intermediate component. New geochronological and geochemical data together with published data reveal a continuous arc setting from the Carboniferous to the Permian in Argentina, and important magmatic compositional variations through time and space controlled by episodic fluctuations in the subduction angle of the oceanic plate. Reported and compiled data allow us to infer the continuity of the Carboniferous magmatic arc along the west margin of Gondwana.Fil: Moreno Moreno, Juan Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Dahlquist, Juan Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Morales Camera, Matías Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Alasino, Pablo Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de Catamarca. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Secretaría de Industria y Minería. Servicio Geológico Minero Argentino. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Provincia de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja; ArgentinaFil: Larrovere, Mariano Alexis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de Catamarca. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Secretaría de Industria y Minería. Servicio Geológico Minero Argentino. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Provincia de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja; ArgentinaFil: Basei, Miguel A. S.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Galindo, Carmen. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Zandomeni, Priscila Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Rocher, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de Catamarca. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Secretaría de Industria y Minería. Servicio Geológico Minero Argentino. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Provincia de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja; Argentin

Early Ordovician magmatism in the Sierra de Ancaján, Sierras Pampeanas (Argentina): implications for the early evolution of the proto-Andean margin of Gondwana

El plutón Ancaján es un cuerpo ígneo elongado, de reducidas dimensiones (ca. 5.34 km2) y composición granodiorítica a monzogranítica que aflora en la Sierra de Ancaján (Sierras Pampeanas Orientales), intruyendo a mármoles y rocas metasedimentarias de la serie Ancaján de edad Ediacarense. Nuevas dataciones de U–Pb en circón realizadas en una muestra granodiorítica mediante SHRIMP y LA-MC-ICP-MS indican una probable edad de cristalización Ordovícica de unos 473 Ma. También se han registrado circones heredados de edades Cámbricas, Neoproterozoicas, Mesoproterozoicas y Paleoproterozoicas. Los granitoides de Ancaján son calcoalcalinos, magnesianos y ligeramente peraluminosos con contenidos medios a altos de K2O (2.44–3.74% en peso) y altos de Na2O (4.05–4.51% en peso). Estas características geoquímicas son comparables a las del magmatismo sódico de tipo TTG Ordovícico del Dominio de Antepaís Famatiniano (FFD) de las Sierras de Córdoba. En consecuencia, el pluton Ancaján podría representar el afloramiento más septentrional de dicho magmatismo. Los datos isotópicos (Sr/Sri = 0.7052–0.7055; εNdi = − 0.7 to − 0.4; TDM = 1.24–1.27 Ga) junto con la presencia de circones heredados, sugieren que el magma parental resultó de la fusión parcial de una fuente combinada, que estaría formada principalmente por un manto subcontinental más viejo con una composición que correspondería a una litosfera oceánica máfica-ultramáfica, junto con el reciclado/asimilación de corteza continental que involucraría granitoides Pampeanos y/o protolitos sedimentarios de edad Ediacarense a Cámbrica. Esta interpretación coincide con la postulada para los granitoides Ordovícicos ricos en Na de las Sierras de Córdoba. Las evidencias presentadas en este trabajo indican que las rocas metasedimentarias que afloran en la Sierra de Ancaján formaron parte de la placa continental superior durante la subducción Famatiniana, corroborando así, la imbricación previa de las series Ancaján y Puncoviscana durante la Orogenia Pampeana de edad Cámbrico temprano.The Ancaján pluton is a small-scale (ca. 5.34 km2) elongated igneous body of granodiorite to monzogranite composition that crops out in the Sierra the Ancaján (Eastern Sierras Pampeanas), intruding marbles and metasedimentary rocks of the Ediacaran Ancaján series. New SHRIMP and LA-MC-ICP-MS U–Pb zircon analyses from one granodiorite sample yielded a likely Ordovician crystallization age of ca. 473 Ma. Inherited Cambrian, Neoproterozoic, Mesoproterozoic and Paleoproterozoic ages have also been recorded. The Ancaján granitoids are calc-alkalic, magnesian and slightly peraluminous with medium to high K2O (2.44–3.74 wt%) and high Na2O (4.05–4.51 wt%) contents. These geochemical characteristics are comparable to those of the Ordovician Na-rich (TTG-like) magmatism of the Foreland Famatinian Domain (FFD) in the Sierras de Córdoba. Therefore, the Ancaján pluton could represent the northernmost outcrop of such magmatism. Isotopes data (Sr/Sri = 0.7052–0.7055; εNdi = − 0.7 to − 0.4; TDM = 1.24–1.27 Ga) and inherited zircon ages suggest that the parental magma probably resulted from partial melting of a combined source, mainly formed by older subcontinental mantle with mafic–ultramafic oceanic lithosphere composition, along with recycling/assimilation of continental crust involving Pampean granitoids and/or Ediacaran to Cambrian sedimentary protoliths. This interpretation is coincident with that postulated for the Ordovician Na-rich granitoids from the Sierras de Córdoba. The evidence shown here further implies that metasedimentary rocks of the Sierra de Ancaján were part of the continental upper plate during the Famatinian subduction, and corroborate the previous imbrication of the Ancaján and Puncoviscana series during the early Cambrian Pampean Orogeny.Fil: Zandomeni, Priscila Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Verdecchia, Sebastián Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Baldo, Edgardo Gaspar Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Galindo, Carmen. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Moreno Moreno, Juan Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Dahlquist, Juan Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Casquet, César. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Morales Camera, Matías Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Basei, Miguel A. S.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Ramacciotti, Carlos Dino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; Argentin