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      Magmatic sources, setting and causes of Eocene to Recent Patagonian plateau magmatism (36°S to 52°S latitude) Translated title: Fuentes magmáticas, ambientes y causas del magmatismo de plateau Eoceno a Reciente en la Patagonia (36°S a 52°S latitud)

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          Abstract

          Continental back-arc and within-plate basaltic volcanic provinces provide a view into the evolution of the mantle beneath continents and the mass flux of materials that are subducted, but not extracted by arc volcanism. One of the largest continental mafic provinces is the Patagonian province where large mafic plateau volcanic events ranging in age from late Paleocene to Recent have occurred in the absence of major extension. The largest events produced the Eocene Posadas Formation (~ 46°S to 50°S), the late Oligocene to early Miocene Somuncura magmatic province (41°S to 43°S plus similar age magmas up to 46°S), the late Miocene to Pliocene lavas east of the Chile Triple Junction (~46°S to 49°S), and the Payunia magmatic province (36°S to 38.5°S). Tectonically, the Posadas and Triple Junction provinces have been respectively associated with Eocene and Miocene-Recent collisions of the Farallón-Aluk and the Nazca-Antarctic spreading ridges with the Chile trench, the Somuncura province with a mantle thermal anomaly linked to late Oligocene/early Miocene changes in plate convergence vectors, and the Payunia lavas with steepening of a formally shallow subduction zone. Between 45°S-50°S where Tertiary arc volcanism was largely absent, the plateau magmas show almost no trace element affinity with arc rocks as indicated by Ba/La ratios < 20 (arcs > 20) and La/Ta ratios <18 (arcs > 25). The same is true for pre-29 Ma magmas in the Somuncura and pre-20 Ma magmas in the Payunia regions. Associated magmas erupted near the arc can have higher ratios. This situation contrasts with post-29 Ma Somuncura and post-20 Ma Payunia magmas north of 45°S in which Ba/La ratios over 30 and La/Ta ratios < 20 extend far to the east, and lavas with La/Ta ratios > 20 occur to the west. These higher ratios fit with the introduction of arc components into the mantle magma sources as a result of interaction with a Paleogene subducting slab in the Somuncura region and dehydration of a shallowly subducting slab in the Payunia region. At the same time, Nd and Sr isotopic ratios of most of the plateau lavas plot in the OIB field (most eNd = +5 to -1; 87Sr/86Sr = 0.7035 to 0.7048) with Posadas magmas being the most depleted, and Somuncura and some Triple Junction magmas being the most enriched. Across the plateau, these tectonic, chemical, and isotopic data are consistent with the large volume plateau magmas being due to tectonic perturbations that provoke melting in a hot mantle that has been on the verge of melting since the Mesozoic breakup of Gondwana.

          Translated abstract

          Las provincias volcánicas basálticas de retroarco continentales y de intraplaca proveen información sobre la evolución del manto por debajo de los continentes y del flujo de material que ha sido subducido, pero no extraido por el volcanismo de arco. Una de las más grandes regiones magmáticas máficas continentales es la Provincia Patagónica donde grandes eventos volcánicos máficos de plateau se han desarrollado desde el Paleoceno al Reciente en ausencia de una importante extensión. Los eventos más grandes produjeron el Basalto Posadas en el Eoceno (~ 46°S a 50°S); la provincia magmática Somuncura en el Oligoceno Superior a Mioceno Inferior (41°S a 43°S, además de los magmas de similar edad hasta los 46°S); las lavas miocenas superiores a pliocenas al este del punto triple de Chile (~46°S a 49°S), y la provincia magmática de Payunia (36°S a 38,5°S). Las provincias del Basalto Posadas y la del punto triple de Chile han sido asociadas respectivamente, del punto de vista tectónico, con colisiones de las dorsales oceánicas de Farallón-Aluk y de Nazca-Antárctica con la trinchera de Chile durante el Eoceno y el Mioceno-Reciente; la provincia de Somuncura con una anomalía termal en el manto vinculada a cambios en los vectores de convergencia durante el Oligoceno a Mioceno Inferior; y las lavas de Payunia con el empinamiento de una zona de subducción anteriormente horizontal. Entre los 45°S-50°S donde el volcanismo de arco está mayormente ausente, los magmas de plateau no muestran afinidad en sus elementos con rocas de arco, como lo indican las relaciones Ba/La ratios < 20 (arcos > 20) y las relaciones La/Ta <18 (arcos > 25). Lo mismo se comprueba en los magmas pre-29 Ma en el Somuncura y en los magmas pre-20 Ma en la región de Payunia. Los magmas asociados eruptados cerca del arco pueden tener relaciones más altas. Esta situación contrasta con los magmas post-29 Ma del Somuncura y los magmas post-20 Ma de Payunia al norte de los 45°S, en los cuales las relaciones Ba/La superiores a 30 y las relaciones La/Ta < 20 se extienden mucho más hacia el este, mientras que lavas con relaciones La/Ta > 20 ocurren hacia el oeste. Estas relaciones más altas coinciden con la introducción de componentes de arco en las fuentes magmáticas del manto como resultado de una interacción con la losa subducida paleógena en la región de Somuncura y con la deshidratación de una losa subhorizontal en la región de Payunia. Al mismo tiempo las relaciones isotópicas de Nd y Sr de la mayoría de las lavas de plateau se agrupan en el campo de los OIB (en su mayoría con un eNd = +5 a -1 y 87Sr/86Sr = 0,7035 a 0,7048), con los magmas del Basalto Posadas como los más empobrecidos, y los del Somuncura y algunos magmas del punto triple de Chile, como los más enriquecidos. A través de la región los datos tectónicos, geoquímicos, e isotópicos son consistentes con el gran volumen de los magmas de plateau debido a perturbaciones tectónicas que provocan la fusión en un manto caliente que ha estado al borde de la fusión desde la fragmentación mesozoica del Gondwana.

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            Late Cenozoic tectonics of the Southern Chile Trench

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              Southern Patagonian plateau basalts and deformation: Backarc testimony of ridge collisions

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                Journal
                raga
                Revista de la Asociación Geológica Argentina
                Rev. Asoc. Geol. Argent.
                Asociación Geológica Argentina (Buenos Aires, , Argentina )
                0004-4822
                1851-8249
                December 2004
                : 59
                : 4
                : 556-568
                Affiliations
                [01] Ithaca NY orgnameCornell University orgdiv1INSTOC USA
                [02] Upper Montclair NJ orgnameMontclair State Univ. orgdiv1Earth Studies USA
                [03] Buenos Aires orgnameUniversidad de Buenos Aires orgdiv1Laboratorio de Tectónica Andina andes@ 123456gl.fcen.uba.ar
                Article
                S0004-48222004000400004 S0004-4822(04)05900400004
                25f47929-7f25-4b8e-b773-cad66497da6b

                This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

                History
                : 04 May 2004
                : 10 October 2004
                Page count
                Figures: 0, Tables: 0, Equations: 0, References: 38, Pages: 13
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                Colisión dorsal-trinchera,Patagonian basalts,Hotspots,Isotope,Trace element,Ridge-trench collision,Basaltos patagónicos,Isótopos,Elementos traza

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