Andean Geology (Jan 2010)
Barren Miocene granitoids in the Central Andean metallogenic belt, Chile: Geochemistry and Nd-Hf and U-Pb isotope systematics Granitoides estériles del Mioceno en la franja metalogénica de los Andes Centrales, Chile: geoquímica e isotopía de Nd-Hf y U-Pb
Abstract
Four Middle-to-Late Miocene barren plutonic complexes that occur between the giant porphyry copper deposits of the central Chilean Andes were selected for U-Pb LA-ICPMS geochronology and Hf-isotope systematics on single zircon grains. Major and trace elements and Sr-Nd-Hf isotope whole rock geochemical studies were under-taken to compare with slightly younger or coeval barren and fertile intrusive rocks between 32° and 34°S. The studied granitoids yield resolvable crystallization ages of 11.3±0.1 Ma (Cerro Mesón Alto massif), 10.3±0.2 Ma (La Gloria pluton), 14.9±0.2 Ma/14.9±0.1 Ma (Yerba Loca stock) and 11.2±0.1 Ma/14.7±0.1 Ma (San Francisco Batholith). Major and trace elements discard an adakitic signature as suggested for coeval porphyric intrusions at 32°S, slightly younger mineralized porphyries at Río Blanco-Los Bronces deposit and other Cenozoic adakites. Volcanic host rocks are less fractionated than the intrusive rock units. The same observation can be made for the unmineralized northern plutons compared to the southern ones. Initial Sr-Nd isotope data show insignificant variation (0.703761-0.704118 and 0.512758-0.512882), plotting in the mantle array. Trace element enrichment can be explained by addition of subducted-slab fluids and/or terrigenous sediments to the mantle wedge prior to and/or slight crustal input during magma ascent. Zircon grains separated from these barren intrusives share a similar initial εHf i-data variation for the younger age group (10-12 Ma; 7.04-9.54) and show a more scattered range for the older one (14-15 Ma; 8.50-15.34); both sets plot between the DM and CLTUR evolution lines. There is evidence that magma evolution was slightly distinct through time from older to younger barren magmatism, compared to a few fertile porphyritic rocks from Río Blanco-Los Bronces porphyry copper deposit. It is suggested that chronological inconsistencies within these complexes might be related to differential shortening across the NE-SW-trending Yeso Valley transfer fault, assumed as coeval, which also explains the local lack of easterly magmatic are front migration.Cuatro complejos plutónicos del Mioceno Temprano a Medio que se encuentran ubicados entre los depósitos de pórfidos gigantes de cobre de los Andes chileno centrales fueron seleccionados para un estudio de geocronología U-Pb por LA-ICPMS y de isótopos de Hf en granos individuales de circón. Estudios geoquímicos de elementos mayores y trazas y los isótopos de Sr-Nd-Hf en roca permiten compararlos con rocas intrusivas ligeramente más jóvenes o coetáneas estériles y fértiles entre 32° y 34°S. Los granitoides estudiados muestran edades de cristalización de 11,3±0,1 Ma (masivo Cerro Mesón Alto), 10,3±0,2 Ma (plutón La Gloria), 14,9±0,2 Ma/14,9±0,l Ma (Yerba Loca stock) y 11,2±0,1 Ma/14,7±0,l Ma (Batolito San Francisco). Elementos mayores y trazas excluyen una característica adakítica, como ha sido sugerido para los intrusivos porfídicos a los 32°S, los pórfidos mineralizados ligeramente más jóvenes de Río Blanco-Los Bronces y otras adakitas del Cenozoico. Las rocas volcánicas de caja son menos fraccionadas que las unidades de rocas intrusivas. La misma conclusión se obtiene con relación a los plutones de la zona norte comparados a los del sur. Valores isotópico iniciales Sr-Nd muestran una variación insignificante (0,703761-0,704118 y 0,512758-0,512882) en el campo del manto. El enriquecimiento de elementos traza puede ser explicado a través de una adición de fluidos de la placa subducida y/o por sedimentos terrígenos transportados hacia la cuña de manto y/o por un leve aporte cortical durante el ascenso del magma. Granos de circón separados de los intrusivos estériles del grupo más joven (10-12 Ma; 7,04-9,54) comparten valores iniciales de sHf, pero los intrusivos más antiguos (14-15 Ma; 8,50-15,34), en comparación, representan un rango más amplio; ambos rangos de valores se proyectan en la línea de evolución entre el DM y CHUR. Hay evidencia de que la evolución magmática fue ligeramente distinta a lo largo del tiempo desde un magmatismo joven y estéril hacia las rocas porfídicas mineralizadas de Río Blanco-Los Bronces. Se sugiere que la inconsistencia geocronológica entre los distintos complejos podría relacionarse con un acortamiento diferencial a través de una falla de transferencia NE-SO a lo largo del valle del río Yeso, asumida coetánea, lo cual explicaría la falta, a nivel local, de migración del frente del arco magmático hacia el este.
