Published May 1, 2009
| Version v1
Publication
Open
Generation of Tonalitic and Dioritic Magmas by Coupled Partial Melting of Gabbroic and Metasedimentary Rocks within the Deep Crust of the Famatinian Magmatic Arc, Argentina
Creators
- 1. National University of Río Cuarto
- 2. University of Arizona
- 3. Earth and Space Research
- 4. University of Washington
- 5. Universidad de Huelva
- 6. University of Buenos Aires
Description
The source regions of dioritic and tonalitic magmas have been identified in a deep crustal section of the Famatinian arc (Sierras Pampeanas of western Argentina). The source zones of intermediate igneous rocks are located at the transition between a gabbro-dominated mafic unit and a tonalite-dominated intermediate unit. In the upper levels of the mafic unit mafic magmas intruded into metasedimentary wall-rocks, crystallized mainly as amphibole gabbronorite and caused the partial melting of the surrounding metasediments. In turn, the leucogranitic melts sourced from the metasedimentary rocks intruded into the newly crystallized but still hot mafic layers and catalysed the process of partial melting of the gabbroic plutonic rocks. The gabbroic rocks became mafic migmatites comprising amphibole-rich pyroxene-bearing mesosomes and leucotonalitic veins. Significantly, most of the mafic migmatites have isotopic compositions [87Sr/86Sr(T) < 0·7063 and εNd(T) = –0·94 to +2·24] similar to those of the gabbroic rocks and distinct from those of their complementary leucotonalitic veins [87Sr/86Sr(T) = 0·7075–0·7126 and εNd(T) < –2·65], providing evidence for the idea that melting of the mafic rocks was triggered by the intrusion of leucogranitic anatectic melts [87Sr/86Sr(T) = 0·715 and εNd(T) = –6·21]. Mass-balance calculations show that the model reaction plagioclase + amphibole + leucogranitic melt → leucotonalitic melt + clinopyroxene ± orthopyroxene can better explain the partial melting of the gabbroic rocks. Based on field observations, we argue that the coalescence of leucotonalitic veins in the mafic migmatites led to breakdown of the solid matrix to form melt-dominated leucotonalitic pools. However, the leucotonalitic veins that crystallized before leaving behind the mafic migmatitic rock are chemically (elemental and isotopic) more evolved than the dioritic and tonalitic rocks. We envisage that once detached from their source region the leucotonalitic magmas were able to react, commingle and mix with entrained fragments of both mafic and metasedimentary rocks. This process gave rise to melts that became tonalitic and dioritic magmas. This study concludes that the generation of intermediate magmas is a multistage process with three critical steps: (1) influx and emplacement of hydrous mafic magmas into a deep crust containing metasedimentary country rocks; (2) physically and chemically coupled melting of mafic and metasedimentary rocks, leading to the formation of a leucotonalitic vein and dyke system that coalesces to form leucotonalitic or tonalitic magma bodies; (3) retrogression of the leucotonalitic magmas by partially assimilating entrained fragments of their mafic and metasedimentary precursors. The dimensions of the source zone seem to be insufficient to generate crustal-scale volumes of intermediate igneous rocks. However, the Famatinian paleo-arc crust would expose only those magma source zones that were still active during the tectonic closure of the arc. Ultimately, a time-integrated perspective indicates that early active source zones were cannibalized during the downward expansion of the plutonic bodies already dominated by intermediate plutonic rocks.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم تحديد مناطق مصدر الصهارة الديوريتية والنغمية في قسم قشري عميق من قوس فاماتينيان (Sierras Pampeanas في غرب الأرجنتين). تقع مناطق مصدر الصخور النارية الوسيطة عند الانتقال بين وحدة مافية يسيطر عليها الجابرو ووحدة وسيطة يسيطر عليها التوناليت. في المستويات العليا من الوحدة المافية تدخلت الصهارة المافية في الصخور الجدارية الهائلة، وتبلورت بشكل رئيسي على شكل أمفيبول جابرونوريت وتسببت في ذوبان جزئي للميتاسيات المحيطة. في المقابل، يذوب leucogranitic مصدرها الصخور الهائلة التي تدخلت في الطبقات المافيا المتبلورة حديثًا ولكنها لا تزال ساخنة وحفزت عملية الذوبان الجزئي للصخور البلوتونية الجابرية. أصبحت الصخور الجابرية مهاجرات مافية تضم ميزوزومات غنية بالبيروكسين والأوردة الليكوتونية. ومن الجدير بالذكر أن معظم مهاجمي المافيا لها تركيبات نظائرية [87Sr/86Sr (T) < 0·7063 و εNd (T) = –0·94 إلى +2·24] مماثلة لتلك الموجودة في صخور الجابرويك ومتميزة عن تلك الموجودة في الأوردة التكميلية الخاصة بها [87Sr/86Sr (T) = 0· 7075-0 ·7126 و εNd (T) <-2·65]، مما يوفر دليلاً على فكرة أن ذوبان صخور المافيا قد نجم عن اقتحام ذوبان الكريات البيض [87Sr/86Sr (T) = 0·715 و εNd (T) = –6·21]. تُظهر حسابات التوازن الكتلي أن نموذج تفاعل البلاجيوكلاز + الأمفيبول + ذوبان الكريات → البيض ذوبان الكريات البيض + كلينوبيروكسين ± أورثوبيروكسين يمكن أن يفسر بشكل أفضل الانصهار الجزئي لصخور الجابرويك. استنادًا إلى الملاحظات الميدانية، نجادل بأن اندماج الأوردة الليكوتونية في مهاجرات المافيا أدى إلى انهيار المصفوفة الصلبة لتشكيل برك الليكوتونية التي يهيمن عليها الذوبان. ومع ذلك، فإن الأوردة اللوكوتونية التي تبلورت قبل أن تترك وراءها الصخور المهاجرة المافيا هي كيميائيا (العناصر والنظائر) أكثر تطورا من الصخور dioritic و tonalitic. نتصور أنه بمجرد انفصال الصهارة البيضاء عن منطقة مصدرها، كانت قادرة على التفاعل والامتزاج والاختلاط مع شظايا محبوسة من كل من الصخور المافية وما وراء الرسوبية. أدت هذه العملية إلى ذوبان الصهارة النغمية والديوريتية. خلصت هذه الدراسة إلى أن توليد الصهارة الوسيطة هو عملية متعددة المراحل مع ثلاث خطوات حاسمة: (1) تدفق ووضع الصهارة المافية المائية في قشرة عميقة تحتوي على صخور ريفية ميتاسيدية ؛ (2) ذوبان الصخور المافية والميتاسيدية المقترن فيزيائيًا وكيميائيًا، مما يؤدي إلى تكوين نظام الوريد والسد الليكوتوني الذي يتجمع لتشكيل أجسام الصهارة الليكوتونية أو النغمية ؛ (3) تراجع الصهارة الليكوتونية عن طريق استيعاب الأجزاء المحتجزة جزئيًا من سلائفها المافية والميتاسيدية. يبدو أن أبعاد منطقة المصدر غير كافية لتوليد أحجام على نطاق القشرة الأرضية من الصخور النارية الوسيطة. ومع ذلك، فإن قشرة قوس فاماتينيان القديمة ستكشف فقط مناطق مصدر الصهارة التي كانت لا تزال نشطة أثناء الإغلاق التكتوني للقوس. في نهاية المطاف، يشير المنظور المتكامل زمنيًا إلى أن مناطق المصدر النشطة المبكرة قد تم تفكيكها أثناء التوسع الهابط للأجسام البلوتونية التي تهيمن عليها بالفعل الصخور البلوتونية الوسيطة.Translated Description (French)
Les régions sources des magmas dioritiques et tonalitiques ont été identifiées dans une section crustale profonde de l'arc Famatinien (Sierras Pampeanas de l'ouest de l'Argentine). Les zones sources des roches ignées intermédiaires sont situées à la transition entre une unité mafique dominée par le gabbro et une unité intermédiaire dominée par la tonalite. Dans les niveaux supérieurs de l'unité mafique, les magmas mafiques se sont introduits dans les roches murales métasédimentaires, se sont cristallisés principalement sous forme de gabbronorite amphibole et ont provoqué la fusion partielle des métasédiments environnants. À leur tour, les fusions leucogranitiques provenant des roches métasédimentaires se sont introduites dans les couches mafiques nouvellement cristallisées mais encore chaudes et ont catalysé le processus de fusion partielle des roches plutoniques gabbroïques. Les roches gabbroïques sont devenues des migmatites mafiques comprenant des mésosomes et des veines leucotonalitiques riches en pyroxènes amphiboles. De manière significative, la plupart des migmatites mafiques ont des compositions isotopiques [87Sr/86Sr(T) < 0,7063 et εNd(T) = -0,94 à +2,24] similaires à celles des roches gabbroïques et distinctes de celles de leurs veines leucotonalitiques complémentaires [87Sr/86Sr(T) = 0,7075-0,7126 et εNd(T) < -2,65], ce qui prouve que la fusion des roches mafiques a été déclenchée par l'intrusion de fusions anatectiques leucogranitiques [87Sr/86Sr(T) = 0,715 et εNd(T) = -6,21]. Les calculs de bilan massique montrent que la réaction modèle plagioclase + amphibole + → fusion leucogranitique fusion leucotonalitique + clinopyroxène ± orthopyroxène peut mieux expliquer la fusion partielle des roches gabbroïques. Sur la base d'observations sur le terrain, nous soutenons que la coalescence des veines leucotonalitiques dans les migmatites mafiques a conduit à la dégradation de la matrice solide pour former des pools leucotonalitiques dominés par la fusion. Cependant, les veines leucotonalitiques qui se cristallisent avant de laisser derrière elles la roche migmatitique mafique sont chimiquement (élémentaire et isotopique) plus évoluées que les roches dioritiques et tonalitiques. Nous envisageons qu'une fois détachés de leur région source, les magmas leucotonalitiques ont pu réagir, se mélanger et se mélanger avec des fragments entraînés de roches mafiques et métasédimentaires. Ce processus a donné naissance à des masses fondues qui sont devenues des magmas tonalitiques et dioritiques. Cette étude conclut que la génération de magmas intermédiaires est un processus en plusieurs étapes avec trois étapes critiques : (1) l'afflux et la mise en place de magmas mafiques hydratés dans une croûte profonde contenant des roches paysannes métasédimentaires ; (2) la fusion physiquement et chimiquement couplée de roches mafiques et métasédimentaires, conduisant à la formation d'un système de veines et de digues leucotonalitiques qui fusionne pour former des corps magmatiques leucotonalitiques ou tonalitiques ; (3) la rétrogression des magmas leucotonalitiques en assimilant partiellement les fragments entraînés de leurs précurseurs mafiques et métasédimentaires. Les dimensions de la zone source semblent insuffisantes pour générer des volumes de roches ignées intermédiaires à l'échelle de la croûte. Cependant, la croûte paléo-arcale famatinienne n'exposerait que les zones sources de magma qui étaient encore actives lors de la fermeture tectonique de l'arc. En fin de compte, une perspective intégrée dans le temps indique que les premières zones sources actives ont été cannibalisées pendant l'expansion vers le bas des corps plutoniques déjà dominés par des roches plutoniques intermédiaires.Translated Description (Spanish)
Las regiones de origen de magmas dioríticos y tonalíticos se han identificado en una sección de corteza profunda del arco de Famatinian (Sierras Pampeanas del oeste de Argentina). Las zonas de origen de las rocas ígneas intermedias se encuentran en la transición entre una unidad máfica dominada por gabro y una unidad intermedia dominada por tonalita. En los niveles superiores de la unidad máfica, los magmas máficos se introdujeron en las rocas murales metasedimentarias, cristalizaron principalmente como gabbronorita anfibólica y causaron la fusión parcial de los metasedimentos circundantes. A su vez, los fundidos leucogenéticos procedentes de las rocas metasedimentarias se introdujeron en las capas máficas recién cristalizadas pero aún calientes y catalizaron el proceso de fusión parcial de las rocas plutónicas gabroicas. Las rocas gabroicas se convirtieron en migmatitas máficas que comprenden mesosomas ricos en anfíboles que contienen piroxeno y venas leucotonalíticas. Significativamente, la mayoría de las migmatitas máficas tienen composiciones isotópicas [87Sr/86Sr(T) < 0·7063 y εNd(T) = –0·94 a +2·24] similares a las de las rocas gabroicas y distintas de las de sus venas leucotonalíticas complementarias [87Sr/86Sr(T) = 0· 7075-0 ·7126 y εNd(T) < –2·65], lo que proporciona evidencia de la idea de que la fusión de las rocas máficas se desencadenó por la intrusión de fusiones anatécticas leucograníticas [87Sr/86Sr(T) = 0·715 y εNd(T) = –6·21]. Los cálculos de balance de masas muestran que el modelo de reacción plagioclasa + anfíbol → + fusión leucogranítica fusión leucotonalítica + clinopiroxeno ± ortopiroxeno puede explicar mejor la fusión parcial de las rocas gabroicas. Con base en lo observado en el campo, argumentamos que la coalescencia de las venas leucotonalíticas en las migmatitas máficas condujo a la descomposición de la matriz sólida para formar grupos leucotonalíticos dominados por la fusión. Sin embargo, las venas leucotonalíticas que cristalizaron antes de dejar atrás la roca máfica migmática están químicamente (elementales e isotópicas) más evolucionadas que las rocas dioríticas y tonalíticas. Prevemos que una vez separados de su región de origen, los magmas leucotonalíticos fueron capaces de reaccionar, mezclarse y mezclarse con fragmentos arrastrados de rocas tanto máficas como metasedimentarias. Este proceso dio lugar a fundiciones que se convirtieron en magmas tonalíticos y dioríticos. Este estudio concluye que la generación de magmas intermedios es un proceso de múltiples etapas con tres pasos críticos: (1) afluencia y emplazamiento de magmas máficos hidratados en una corteza profunda que contiene rocas metasedimentarias del país; (2) fusión física y químicamente acoplada de rocas máficas y metasedimentarias, lo que lleva a la formación de un sistema de vena leucotonalítica y dique que se une para formar cuerpos de magma leucotonalíticos o tonalíticos; (3) retrogresión de los magmas leucotonalíticos mediante la asimilación parcial de fragmentos arrastrados de sus precursores máficos y metasedimentarios. Las dimensiones de la zona de origen parecen ser insuficientes para generar volúmenes a escala de corteza de rocas ígneas intermedias. Sin embargo, la corteza paleoarco famatiniana expondría solo aquellas zonas de fuente de magma que aún estaban activas durante el cierre tectónico del arco. En última instancia, una perspectiva integrada en el tiempo indica que las primeras zonas de fuentes activas fueron canibalizadas durante la expansión descendente de los cuerpos plutónicos ya dominados por rocas plutónicas intermedias.Files
egp022.pdf.pdf
Files
(93 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
|
93 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- توليد الصخور النغمية والديوريتية عن طريق الذوبان الجزئي للصخور الغابروية وما وراء الرسوبية داخل القشرة العميقة للقوس المغنطيسي العائلي، الأرجنتين
- Translated title (French)
- Génération de magmas tonalitiques et dioritiques par fusion partielle couplée de roches gabbroïques et métasédimentaires dans la croûte profonde de l'arc magmatique famatinien, Argentine
- Translated title (Spanish)
- Generación de Magmas Tonalíticos y Dioríticos por Fusión Parcial Acoplada de Rocas Gabroicas y Metasedimentarias dentro de la Corteza Profunda del Arco Magmático Famatiniano, Argentina
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2164723521
- DOI
- 10.1093/petrology/egp022
References
- https://openalex.org/W1491179359
- https://openalex.org/W17480385
- https://openalex.org/W1928320224
- https://openalex.org/W1931777473
- https://openalex.org/W1967209929
- https://openalex.org/W1968024446
- https://openalex.org/W1973012528
- https://openalex.org/W1973651021
- https://openalex.org/W1977457396
- https://openalex.org/W1978432636
- https://openalex.org/W1983822564
- https://openalex.org/W1985691504
- https://openalex.org/W1994721399
- https://openalex.org/W1994808090
- https://openalex.org/W1999957838
- https://openalex.org/W2001393837
- https://openalex.org/W2004750574
- https://openalex.org/W2010280096
- https://openalex.org/W2010930393
- https://openalex.org/W2015173307
- https://openalex.org/W2015245294
- https://openalex.org/W2018376581
- https://openalex.org/W2023320566
- https://openalex.org/W2025765909
- https://openalex.org/W2029884420
- https://openalex.org/W2030958259
- https://openalex.org/W2032143338
- https://openalex.org/W2033759679
- https://openalex.org/W2036413971
- https://openalex.org/W2038789240
- https://openalex.org/W2042787076
- https://openalex.org/W2044921168
- https://openalex.org/W2051584927
- https://openalex.org/W2053396208
- https://openalex.org/W2059781200
- https://openalex.org/W2062218969
- https://openalex.org/W2062995566
- https://openalex.org/W2065084016
- https://openalex.org/W2067221143
- https://openalex.org/W2070729986
- https://openalex.org/W2072377661
- https://openalex.org/W2076768810
- https://openalex.org/W2077385643
- https://openalex.org/W2078424797
- https://openalex.org/W2080044633
- https://openalex.org/W2085591881
- https://openalex.org/W2090596450
- https://openalex.org/W2101782242
- https://openalex.org/W2102927140
- https://openalex.org/W2105265476
- https://openalex.org/W2107329585
- https://openalex.org/W2108377869
- https://openalex.org/W2118153886
- https://openalex.org/W2120031516
- https://openalex.org/W2120794222
- https://openalex.org/W2122852433
- https://openalex.org/W2123975486
- https://openalex.org/W2129346002
- https://openalex.org/W2133854134
- https://openalex.org/W2135777731
- https://openalex.org/W2136934948
- https://openalex.org/W2142758835
- https://openalex.org/W2144231479
- https://openalex.org/W2144235599
- https://openalex.org/W2144642916
- https://openalex.org/W2150081011
- https://openalex.org/W2152675154
- https://openalex.org/W2163661774
- https://openalex.org/W2164468447
- https://openalex.org/W2165982417
- https://openalex.org/W2166200888
- https://openalex.org/W2169279171
- https://openalex.org/W2170189319
- https://openalex.org/W2172276300
- https://openalex.org/W2256258609
- https://openalex.org/W2330401299
- https://openalex.org/W2334581221
- https://openalex.org/W2345974341
- https://openalex.org/W2439185781
- https://openalex.org/W2906151471
- https://openalex.org/W4205749704
- https://openalex.org/W4211135159
- https://openalex.org/W4233627796
- https://openalex.org/W4241645412
- https://openalex.org/W4243143646
- https://openalex.org/W4243532865
- https://openalex.org/W4244993592
- https://openalex.org/W4249820190
- https://openalex.org/W4251993829
- https://openalex.org/W4252363566
- https://openalex.org/W4285719527
- https://openalex.org/W4376043816
- https://openalex.org/W584384078
- https://openalex.org/W659299274