Allamand, Hervé

Massonne, Hans-Joachim

Sepúlveda V., Fernando Andrés

Sudo, Masafumi

Willner, Arne

Repositorio Digital Sernageomin

   XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009 S8_029  El Complejo Metamórfico Madre de Dios: condiciones PT y edad del metamorfismo de un prisma de acreción frontal fósil  Sepúlveda, F.A. 1, Willner, A.P. 2, Hervé, F. 1, Massonne, H.-J. 3, Sudo, M. 4 (1) Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Plaza Ercilla 803, Santiago, Chile.  (2) Institut für Geologie, Mineralogie & Geophysik, Ruhr-Universität, Bochum, Alemania. (3) Institut für Mineralogie und Kristallchemie, Azenbergstr. 18, Stuttgart, Alemania. (4) Institut für Geowissenschaften, Karl-Liebknechtstr. 24, Potsdam, Alemania.   fersepul@ing.uchile.cl  Introducción El Complejo Metamórfico Madre de Dios (CMMD) abarca un conjunto de rocas metamórficas en el margen occidental de la Patagonia, aflorando en islas e islotes entre los 50 y 53°S. Este complejo forma parte del prisma de acreción construido en el margen paleo-Pacífico de Gondwana durante el Paleozoico Superior-Mesozoico Inferior [1]. Este estudio se enfoca en las rocas presentes en el archipiélago Madre de Dios (Fig. 1). Para descifrar la evolución metamórfica de estas rocas se realizaron cálculos termodinámicos de equilibrio mineral relevantes a las asociaciones minerales observadas en las metabasitas presentes en el CMMD (cálculo de reacciones multivariantes y seudosecciones PT utilizando software apropiado (Ge0-Calc y Perple_X). Además, se obtuvieron edades Ar/Ar mediante ablación láser UV in situ en micas blancas de cuatro muestras, lo que busca determinar la edad del metamorfismo y/o acreción de estas rocas.  Marco Geológico El CMMD está compuesto por tres unidades [1]: (a) Complejo Denaro (CD), formado primordialmente por basaltos toleíticos E-MORB [2] y cherts radiolaríticos, representando fragmentos de suelo oceánico y su cubierta sedimentaria (Carbonífero tardío - Pérmico temprano [3]); (b) Calizas Tarlton (CT), formadas por calizas masivas, depositadas en una plataforma intra-oceánica durante el Pensilvaniano Medio y el Pérmico Temprano [4]; (c) Complejo Duque de York (CDY) (edad máxima de ca. 270 Ma según [5]), formado por una voluminosa sucesión turbidítica de proveniencia continental depositada sobre el CD y las CT. Estas tres unidades fueron intruidas por el Batolito Sur Patagónico ca. 133 Ma [6].  1   XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009 Asociación mineral y campos de estabilidad PT En las metabasitas del CD se reconocieron asociaciones de la facies pumpellyita-actinolita: pumpellyita ± actinolita - clorita ± grandita ± fengita ± epidota - albita - cuarzo - titanita ± K-feldespato ± calcita. El tamaño promedio de las fases minerales varía entre 10 y 30 μm. Se aprecia heterogeneidad composicional de las fases, sin embargo, ciertos parámetros (e.g., XMg y Si) muestran variaciones sistemáticas dentro de rangos de composición acotados. Relaciones entre las fases fueron reproducidas por seudosecciones en el sistema K2O-Na2O-CaO-FeO-O2-MgO-Al2O3-TiO2-SiO2-H2O-CO2 entre 200-400°C y 1-9 kbar. Se muestra concordancia entre las asociaciones metamórficas calculadas y las observadas en las metabasitas. Los campos de estabilidad indican condiciones metamórficas máximas restringidas a 290-310°C y 4-6 kbar (Fig. 2). Cálculos termodinámicos de equilibrios minerales multivariantes, usando toda la variación composicional mineral, muestran el desarrollo de trayectoria PT prógrada desde 4±1 kbar y 200°C-220°C hasta 5±1 kbar y 290ºC-330°C.   Geocronología Se obtuvieron edades Ar/Ar de tres muestras de metabasaltos del CD (MD05-11D, 04CH17c, 04CH18c) y de una metapelita del CDY (04CH15) (Fig. 1). Tres de las muestras exhiben una distribución homogénea de edades a escala de sección transparente (dentro de los errores 1σ). Los promedios ponderados de edades corresponden a: 233,2 ± 1,8 Ma (04CH15), 200,8 ± 2,4 Ma (MD05-11D) y 152,0 ± 2,2 Ma (04CH17c). La muestra 04CH18c presenta una edad promedio de 151,6 ± 4,4 Ma, aunque sus valores individuales varían entre 128 Ma y 207 Ma. Aunque las edades de 04CH15 y MD05-11D corresponden a edades del metamorfismo de muy bajo grado, la primera edad (233,2± 1,8 Ma) representa además una edad de acreción, mientras que la segunda (200,8 ± 2,4 Ma) puede ser atribuida a crecimiento mineral durante una etapa avanzada de acreción ó durante una fase retrógrada. Esto se debe a que esta última edad es más joven que las obtenidas por trazas de fisión en circones de CDY, las que entregan una edad de ca. 209 ± 13 Ma y representa enfriamiento post-metamórfico [7]. Edades Ar/Ar de 04CH17c y 04CH18c reflejan un importante reajuste de edades ca. 152 Ma.  Conclusiones Las asociaciones minerales observadas se formaron en la facies pumpellyita-actinolita. A pesar de indicios de procesos de desequilibrio, se infieren aproximaciones temporales y locales a condiciones de equilibrio. Los campos de estabilidad de la asociación indican que el peak metamórfico ocurrió a 290-310°C y cerca de 5 kbar. Las fases metamórficas crecieron principalmente por reacciones de hidratación prógradas durante varios episodios de acceso de fluidos, lo que explicaría la alta variabilidad composicional de las fases. Esto es consistente con una variación del crecimiento mineral dentro de un espacio PT restringido (4±1 kbar, 200ºC-220ºC; 5±1 kbar, 290ºC-330ºC). Los puntos PT calculados indican que el metamorfismo ocurrió en una trayectoria PT prógrada casi  2   XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009 isobárica, lo que refleja un camino subhorizontal de las partículas dentro del prisma, lo que es típico en prismas de acreción frontal [8]. Las edades Ar/Ar no varían a escala de sección transparente en tres muestras, aunque reflejan edades de crecimiento rápido de mica blanca en diferentes etapas de la evolución del prisma acrecionario, indicando que ésta empezó ca. 233 Ma (Triásico Medio). Existe un reajuste local de edades ca. 152 Ma, siendo éste generado por un evento extensional regional en el Jurásico Tardío [6] ó por una intrusión ígnea cercana. Esto se ve respaldado por la corta distancia que separa las muestras con estas edades y el Batolito Sur Patagónico (Fig. 1).  Agradecimientos BMBF–CONICYT Chl 01A 6A, Beca AT-CONICYT, Beca pasantías cortas Universidad de Chile, Fondecyt 1050431, Deutsche Forschungsgemeinschaft (Ma1160/24).  Referencias[1] Forsythe, R.D., Mpodozis, C. (1983) Geología del Basamento pre-Jurásico Superior en el Archipiélago Madre de Dios, Magallanes, Chile. Servicio Nacional de Geología y Minería, Boletín 39, 63 p. [2] Sepúlveda, F.A.; Hervé, F.; Calderón, M.; Lacassie, J.P. 2008. Petrology of igneous and metamorphic units from the allochthonous Madre de Dios Terrane, Magallanes, Chile. Gondwana Research 13 (2), 238-249.  [3] Ling, H.Y.; Forsythe, R.D.; Douglass, C.R. (1985) Late Paleozoic microfaunas from Southernmost Chile and their relation to Gondwanaland forearc development. Geology 13, 357-360. [4] Douglass, R.C.; Nestell, M.K. (1976) Late Paleozoic Foraminifera from southern Chile. U.S. Geological Survey, Professional Paper 858, 47 p. [5] Hervé, F., Fanning, C.M., Pankhurst, R.J. (2003) Detrital zircon age patterns and provenance of the metamorphic complexes of southern Chile. Journal of South American Earth Sciences 16, 107-123. [6] Hervé, F.; Pankhurst, R.J.; Fanning, C.M.; Calderón, M.; Yaxley, G.M. (2007) The South Patagonian batholith: 150 my of granite magmatism on a plate margin. Lithos 97, 373-394. [7] Thomson, S.N., Hervé, F. (2002) New time constraints for the age of metamorphism at the ancestral Pacific Gondwana margin of southern Chile (42-52°S). Revista Geológica de Chile 29 (2), 151-165. [8] Ring, U., Brandon, M.T., Lister, G.S., Willet, S. (1999) Exhumation processes: Normal faulting, ductile flow and erosion. Geological Society of London, Special Publications 154, 1-27.  3   XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009  Figura 1. Mapa geológico del archipiélago Madre de Dios (modificado de [1]), con la distribución de las edades Ar/Ar obtenidas en este estudio.   Figura 2. Campos PT calculados para la asociación metamórfica observada en seis muestras de metabasitas.   4

El complejo metamórfico Madre de Dios: condiciones PT y edad del metamorfismo de un prisma de acreción frontal fósil

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