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Late Paleozoic-early Mesozoic magmatism in the Cordillera de Carabaya, Puno, southeastern Peru: Geochronology and petrochemistry

1990; Elsevier BV; Volume: 3; Issue: 4 Linguagem: Espanhol

10.1016/0895-9811(90)90004-k

1873-0647

Daniel J. Kontak, Alan H. Clark, Edward Farrar, Douglas A. Archibald, H. Baadsgaard,

Geological and Tectonic Studies in Latin America

The Inner Arc domain, the easternmost magmatic manifestation of the post-Paleozoic Central Andean orogeny in southeastern Peru and western Bolivia, comprises a remarkably diverse assemblage of plutonic and volcanic rocks, many of which would be more characteristic of ensialic rifts or collisional mountain belts than of Andean-type convergent plate boundaries. Marked petrologic contrasts with the more homogeneous Main Arc domain, which underlies the westerly provinces of the orogen, have been maintained since the initiation of Andean orogeny in the Late Triassic. Constraints on the chronology and petrogenesis of the early stages in the protracted evolution of the Inner Arc and its Permian antecedents are provided herein by, respectively, KAr and RbSr geochronologic data and major and minor element analyses of representative pre-Cretaceous igneous rocks of the Cordillera de Carabaya, southeastern Peru. Our studies confirm the following sequence of magmatic events, which temporally overlapped with the initial stages of Andean orogeny: i) Intrusion of the gabbroic-to-granitic San Gabán (Corani) complex, a calc-alkaline, but crustally contaminated, suite that cores an extensive area of high-grade, low-pressure metamorphism in lower Paleozoic strata. The complex has been assigned to the mid-Paleozoic, but its age remains poorly defined. The foliated, markedly peraluminous, two-mica granites of the smaller Limacpampa pluton may also have been emplaced during the Paleozoic, but a Triassic age is favored on the basis of our RbSr data. ii) Eruption of alkali basaltic lavas of the Lower Permian Mitu Group along the northeastern margin of a longitudinal ensialic rift that developed in response to extensional tectonism in the interval between the pre-Andean ("late Hercynian") and Andean orogenies. iii) Emplacement of large granitoid plutons (Coasa, Limbani, and Aricoma centers), with I-Caledonian affinities, along the northeastern boundary of the Mitu rift during the Late Triassic (ca. 225 Ma). The metaluminous to weakly peraluminous monozogranites and granodiorites comprising the greater part of the Carabaya Batholith (new term) were closely associated with mafic dikes of alkaline composition, similar in many respects to the preceding alkali basalts. iv) Development of the Allinccápac Group or peralkaline complex (new term), an assemblage of Middle (and Lower(?) Jurassic lavas, pyroclastics, and plutons exhibiting alkaline to peralkaline affinities. Whereas each of the above suites may be assigned to either a predominant mantle or crustal source, it is evident from the chemical and isotopic data that varied mantle and crustal environments have been involved. Thus, the distinctive chemistries of the coeval granitoid intrusions — as expressed, for example, in the trace element contents of whole-rocks and biotites, the oxidation states of both rocks and biotites, and the initial strontium isotope ratios — demonstrate the contributions of several distinct protoliths. The close spatial and temporal association of mantle and crustal suites during the Permian-to-Jurassic interval strongly implies a cause-and-effect relationship. In particular, the role of basaltic injection in generating large volumes of peraluminous granitoid magmas is amply supported. El dominio del Arco Interno, la manifestación mas oriental de la orogenia Andina Central post-Paleozoica en el sureste de Peru y en Bolivia occidental, comprende una asociación particularmente diversa de rocas plutónicas y volcánicas, muchas de las cuales serían mas características de rifts ensiálicos o de cinturones orogénicos colisionales que de un márgen de placa convergente de tipo andino. Marcados contrastes petrológicos con el dominio del Arco Principal, que es mas homogéneo, y que subyace a las provincias occidentales del orógeno, se han mantenido desde la iniciación de la orogenia Andina en el Triásico tardio. Se aportan aquí datos geocronológicos de KAr y RbSr y análisis de elementos mayores y menores de rocas ígneas representativas pre-Cretácicas de la Cordillera de Carabaya del SE de Perú que permiten dilucidar la cronología y petrogénesis de las etapas tempranas de la prolongada evolución del Arco Interno y sus antecedentes Pérmicos. Nuestros estudios confirman la siguiente secuencia de eventos magmáticos que se superimpusieron temporalmente con las etapas iniciales de la orogenia andina: i) Intrusión del complejo gabroico a granítico San Gabán (Corani), una suite calco-alcalina, pero contaminada, que intruye una extensa área metamórfica de alto grado pero de baja presión compuesta por estratos paleozoicos inferiores. El complejo ha sido asignado al Paleozoico medio, pero su edad está pobremente definida. Los granitos de dos micas, marcadamente peraluminosos y foliados del plutón de Limacpampa, de menor tamaño, puede haberse emplazado en el Paleozoico, pero nuestros datos de RbSr favorecen una edad Triásica. ii) Erupción de lavas basálticas alcalinas del Grupo Mitu del Pérmico inferior a lo largo del margen NE de un rift ensiálico longitudinal, que se desarrolló en respuesta a una tectónica extensional en el intervalo entre las orogenias pre-Andina ("Hercínica tardía") y Andina. iii) Emplazamiento de grades plutones graníticos (centros de Coasa, Limbani y Aricoma) con afinidades I-Caledonianas, a lo largo del límite NE del rift Mitu durante el Triásico tardío (ca. 225 Ma). Los monzogranitos y granitos metaluminosos a levemente peraluminosos que comprenden la mayor parte del Batolito Carabaya (término nuevo) estuvieron estrechamente asociados con diques máficos de composición alcalina, similares en muchos aspectos a los basaltos alcalnos precedents. iv) Desarrollo del Grupo o complejo peralcalino Allinccápac (término nuevo); una asociación de lavas jurásico medias (e inferiores), piroclastitas y plutones, que exhiben afinidades alcalinas a peralcalinas. Mientras que cada una de las asociaciones arriba mencionadas pueden ser asignadas ya sea a una fuente de manto o cortical, es evidente, de acuerdo a los datos químicose isotópicos, que han estado involucrados una variedad de ambientes de manto y corticales. Luego, las composiciones químicas peculiares de las intrusiones granitoides cohetáneas, tal como están expresadas por ejemplo en los contenidos de los elementos traza de roca-total y biotitas, y en las relaciones iniciales de isótopos de estroncio, demuestran la contribución de varios protolitos diferentes. La estrecha asociación temporal y espacial de las asociaciones de manto y corticales durante el intervalo Pérmico a Jurásico, implica una relación de causa-efecto. En particular, el papel de la inyección basáltica en la generación de grandes volúmenes de magmas graníticos peraluminosos está ampliamente soportada.