Âge et pétrogenèse du magmatisme tertiaire des Andes du Chili central (33°S) et implication géodynamique pour la marge de l'Amérique du Sud

Age and petrogenesis of the tertiary magmatism of the Andes in central Chile and geodynamic implications for the margin of South America

• Auteur / Autrice : Patricio Montecinos
• Direction : Urs Schärer, Luis Aguirre, Mario Vergara
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Nice en cotutelle avec Universidad de Chile
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Andes

Stratigraphie

Chili (centre)

Magmatisme

Résumé

Cette étude pétrogénétique a été menée sur des roches magmatiques tertiaires qui affleurent au Chili central à 33°S, le but est d’établir leur origine et leur âge. La région d’étude est constituée par des basaltes/gabbros à andésites/diorites (>90%), ces âges U-Pb varient entre 28,8 et 11,5 Ma et montrent une période continue de ~16,6 Ma de magmatisme calcoalcalin. Les rapports isotopiques initiaux obtenus montrent des marges de variation étroites et de présentent pas de variations temporelles. Les Pb varient entre 18,358 et 19,023 pour 206Pb/204Pb, entre 15,567 et 15,700 pour 207Pb/204Pb, et 38,249 et 39,084 pour 208Pb/204Pb. Le rapport (87Sr/86Sr), varie entre 0,70369 et 0,70505, deux valeurs plus radiogéniques égales à 0,7066 étant rapportées. Les valeurs εHfi varient entre +6,9 et +9,6. Ces signatures isotopiques initiales se projettent sur le champ référentiel du manteau sous-continental. La signature εHfi a permis de calculer un âge modèle de formation pour cette source mantellique de ~2 Ga, laquelle aurait évolué avec des rapports, intégrés dans le temps, Rb/Sr et 238U/234Pb égaux à 0,039 et 16 respectivement. Ces magmas auraient été affectés par un degré limité de contamination crustale (5% maximum). Les signatures εNdi et εHfi obtenues se caractériesent pas (1) une signature ΔεHfi positive ; et (2) une cohérence spatial étroite avec les évolutions calculées pour des xénolites périoditiques andins. Ces caractéristiques suggèrent que les signatures εNdi et εHfi sont représentatives d’une source mantellique sous-continentale qui après sa formation à 2 Ga étant subséquemment (~1,5 Ga) métasomatisée ensuite par diverses additions depuis une source mantellique de type E-MORB.

This petrogenetical study was carried out on Tertiary magmatic rocks outcropping in central Chile at 33°S, the aim is establish their origin and age. The study region is composed for balsatic/gabbroic to andesitic/dioritic lithologies (>90%), Their U-Pb ages vary between 28,1 and 11,5 Ma and they evidence a continuous period of ~16,6 Ma of cacalkaline magmatism. The initial isotopic ratios shows narrow margins of variation and they show no chronological variations. The Pb vary between 18,358 and 19,023 for 206Pb/204Pb, between 15,567 and 15,700 for 207Pb/204Pb, and 38,249 and 39,084 for 208Pb/204Pb. The (87Sr/86Sr) ratio varies between 0,70369 et 0,70505, except for two more radiogenic values equal to 0,7066. The εHfi value varies between +6,9 and +9,6. These initial isotopic signatures obtained lying on the referential field of the subcontinental mantle. The εHfi signature permitted to calculate a model age of formation for this mantle source equal to ~2 Ga, which would have evolved with time-integrated ratios Rb/Sr and 238U/234Pb of 0,039 and ~16 respectively. These magmas would have undergone a low degree of crustal contamination (5% maximum). The εNdi and εHfi signatures both previously and here reported are characterized by : (1) a positive ΔεHfi signature ; and (2) a narrow spatial coherence with the time-integrated evolution calculated for perioditic Andean xenoliths. These characteristics suggest that these εNdi and εHfi signatures are representative of a subcontinetal lithospheric mantle source generated towards 2 Ga ago and then (~1,5 Ga) it was metasomatized through diverse additions form an E-MORB source.