Petrogénesis del Plutón de El Carmen: implicaciones tectónicas en la evolución del magmatismo al noroccidente de Gondwana durante el Carbonífero
Trabajo de grado - Maestría
2024-01-25
Durante las primeras etapas de la aglutinación de Pangea en el Carbonífero, la cuenca oceánica del Océano Reico experimentó subducción debido a la convergencia entre Gondwana y Laurasia. Este proceso desencadenó el cierre de la cuenca previo al choque entre los dos paleocontinentes, generando magmatismo toleítico y calco-alcalino durante el Misisipiano y el Pensilvaniano. En la Cordillera Central de los Andes Colombianos, este magmatismo está reflejado por una facies félsica de tonalita y una facies máfica de diorita-gabro del Plutón de El Carmen, las cuales fueron estudiadas detalladamente en esta investigación. Las edades de cristalización de U-Pb en circón son 326 ± 1 Ma para la facies máfica y 313 ± 1 Ma para la facies félsica. Los isótopos ɛHf(i) arrojaron valores positivos entre +5,4 y + 10,9 que sugieren que el magma que formó el plutón es de origen mantélico con baja asimilación de la corteza. El aumento progresivo de la anomalía de Eu (Eu* 0,6 a 1,2) y las altas relaciones LREE/HREE indican que los magmas se emplazaron en un arco magmático continental relacionado con un ambiente de subducción. Las estimaciones termobarométricas derivadas de la química mineral en ambas facies (félsica y máfica) indican que estas se emplazaron en un rango entre 753 y 910 °C y de 3,0 a 4,7 kbar, a profundidades entre 9 y 12 km. La coexistencia de las dos facies con afinidad toleítica y calco-alcalina y con diferentes edades de cristalización magmática (~13 Ma de diferencia entre ellas), indican una recarga de la cámara magmática, lo que sugiere un ambiente tectónico de subducción con un componente de slab-rollback (progresión de subducción somera de bajo ángulo a subducción de ángulo más pronunciado) con posterior engrosamiento leve de la corteza debido al incremento en la madurez del arco entre 326 y 313 Ma, relacionados con el cierre del extremo occidental del océano Reico. During the early stages of Pangea agglutination in the Carboniferous period, the oceanic basin of the Rheic Ocean experienced subduction due to the convergence between Gondwana and Laurasia. This process led to the closure of the basin prior to the collision of the two paleocontinents, generating tholeiitic and calc-alkaline magmatism during the Mississippian and Pennsylvanian periods. In the Central Cordillera of the Colombian Andes, this magmatism is represented by a felsic tonalite facies and a mafic diorite-gabbro facies from the El Carmen Pluton, which were studied in detail in this research. U-Pb zircon crystallization ages are 326 ± 1 Ma for the mafic facies and 313 ± 1 Ma for the felsic facies. The ɛHf(i) isotopes yielded positive values between +5.4 and +10.9, suggesting that the magma source that originated the pluton is of mantle origin with low crustal assimilation. The progressive increase in the Eu anomaly (Eu* 0.6 to 1.2) and high LREE/HREE ratios indicate that the magmas were emplaced in a continental magmatic arc related to a subduction environment. Thermobarometric estimates derived from mineral chemistry in both facies (felsic and mafic) suggest they were emplaced in a range between 753 and 910 °C and at pressures between 3.0 and 4.7 kbar, at depths of 9 to 12 km. The coexistence of both facies with tholeiitic and calc-alkaline affinities and different magmatic crystallization ages (~13 Ma difference between them) indicate a recharge of the magmatic chamber. This suggests a tectonic environment of subduction with a component of slab-rollback (shallow low-angle subduction progressing to more steeply angled subduction), followed by mild crustal thickening due to the increasing maturity of the arc between 326 and 313 Ma, which is associated with the closure of the western end of the Rheic Ocean.
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