257 ALEJANDRO TOSELLICapitulo 14Flujos baslticos continentalesIntroduccinGrandessectoresdeloscontinenteshansidocubiertosporpotentesnujosdelaa basaltica durante el pasado geolgico, lo que habra tenido lugar desde suras, mas que de centros olcanicos indiiduales. Lstos se denominan: nujos basalticos continentales ,ClBs,, o proincias basalticas, o plateau basalticos, como pueden erse en lagura 14-1 y en la tabla 14-1. Dominantemente son erupciones de basaltos toleticos en trminos de mineraloga y qumica de los elementos mayores y son similares a los MORB, con patrones de elementos trazas que los hacen anes con los MORB-L y con las toleitas de islas oceanicas, todos ellos generados en ambientes tectnicos extensionales.Fig. 14-1. Plateau basalticos continentales Mesozoicos y su relacin con el racturamiento de Gondwana.Petrografa de las rocas volcnicasLamayoradelosnujosbasalticossongeneralmenteporrticos,concontenidosde hasta un 25 de enocristales, aunque en algunas proincias como la de Parana, predominan los aricos. Los enocristales de plagioclasa son dominantes y estan acompanados en poca cantidad por oliino, augita, pigeonita y magnetita titanera. Lsta asociacin sugiere que han eolucionado por procesos de cristalizacin raccionada a baja presin que renejan una serie compleja de eentos polibaricos entre 0 y 15 kbar.LosnujosbasalticosdeParanatienencomposicionesde:basaltos,andesitasbasalticas, dacitas, riodacitas y rioltas ,lig. 14-2,. Los basaltos y andesitas basalticas tienen enocristales ypastadeplagioclasa,augitaypigeonita,acompanadosdeescasamagnetita-titanera, ilmenita y oliino. Las andesitas basalticas tienen contenidos altos de P2O5y 1iO2 y no tienen pigeonitacomoenocristales.Lnlasriodacitasyriolitaslosenocristalesdeplagioclasa, Miscelanea 18: 25-264Llementos basicos de petrologa gnea1ucuman, 2010 -ISSN 1514 - 4836 - ISSN on-lineISSN 1668 - 3242 FLUJOS BASLTICOS CONTINENTALES 258piroxeno y opacos son tpicos, con enocristales aislados de eldespato alcalino, que tambin se desarrolla en la pasta junto con cuarzo y clinopiroxeno rico en Ca, pigeonita, magnetita-titanera e ilmenita. La presencia de xenocristales resorbidos de labradorita, apoya un modelo de usin parcial de gabros o granulitas de la corteza inerior. Cuando se comparan los enocristales de los tpicos ClBs, con los MORB-N, encontramos queenambosdominanlasplagioclasas,peroenlosMORB,oliinoyespineladeMg-Cr sonaccesorioscomunes,mientrasqueenlosClBs,lasplagioclasasestanacompanadas, por augita pigeonita y el oliino es muy raro. Ln muchos ClBs el piroxeno pobre en Ca, cristalizaantesqueelpiroxenoricoenCa,loqueseraaconsecuenciadeasimilacinde corteza continental antes de alcanzar a las camaras magmaticas de nieles altos. La presencia de piroxeno pobre en Ca ,pigeonita, eidencia contaminacin de corteza continental en el camino hacia la supercie.Tabla 14-1. Ldades y dimensiones de las mayores nujos basalticos continentales.Fig. 14-2. Lsquema geolgico de la proincia de basalto-riolita de Parana y Ltendeka, a ~138 Ma. ,modicado de Peate 199,.259 ALEJANDRO TOSELLI Tabla 14-3. Llementos mayores y trazas de nujos continentales, toleitas de islas oceanicas y MORB normales y enriquecidos.Fig.14-3.A,DiagramaK2Os.SiO2paralosbasaltosdeParana,queseparaelcampodelosBasaltosdealto P2O5 - 1iO2 ,gris oscuro, del campo de bajo P2O5 - 1iO2 ,gris claro,, mostrando los procesos dominantes que han actuado. B, Diagrama Indice alcalinidad ,I.A., s. Al2O3, que proyecta los basaltos en el campo toletico, con alto y bajos contenidos en soro y potasio.FLUJOS BASLTICOS CONTINENTALES 260Fig. 14-4. A. Relacin CaO s. MgO, mostrando los campos de los basaltos de de Parana. IP1 ,gris oscuro, y LP1 ,gris claro,. B: Diagrama 1iO2 s. SiO2, mostrando la relacin para IP1 y LP1. Composicin qumicaLlementos mayores: Ln general los basaltos toleticos son pobres en Mg. Ln trminos de K2O ersus SiO2 ,lig. 14-3A, los ClBs aran desde toleticos bajos en K, comparables a los MORB, algunos son basaltos medianamente alcalinos, aunque la mayora son toleticos subalcalinos, con contenidos de K2O mayores a los MORB. Laproyeccindelndicealcalis,IA,ersusAl2O3,lig.14-3B,claramenteestablece lascaractersticastoleticas.Lamarcadadispersinqueseobseraenlosdiagramasde ariacin, tales como K2O-SiO2, es una consecuencia natural del raccionamiento cristalino polibarico, combinado con heterogeneidad de la uente, el grado ariable de usin parcial y la contaminacin cortical. Como el rango de ariacin de SiO2 es restringido, se usa el MgO como ndice de dierenciacin ,lig. 14-4A,. Aunque la SiO2 resulta adecuada para comparar conel 1iO2. Algunosnujos basalticos sonbajos en Mg ,|Mg,,Mg-let,0,|, por lo que selosconsideraprimariosyhabransidogeneradosdesdeunmantomasricoenle,que elmantonormaldelosMORB-OIB.Asimismo,ellossonbajosenNi,quejuntoconlas correlaciones de CaO - MgO, son argumentos a aor de la cristalizacin raccionada a baja presin, dominada por plagioclasa y clinopiroxeno.Los estudios geoqumicos de los nujos basalticos de Parana ,Bellieni et al. 1984, 1986, Mantoanietal.1985,lodor198,Petrinietal.198,,hanreeladodostipos:losLP1 ,bajos en P2O5 - 1iO2, que dominan en el area sur de la proincia olcanica y los tipo IP1 ,altos en P2O5 - 1iO2, que dominan en el norte. Ambos tipos basalticos seran resultantes decristalizacinraccionadaabajapresin,combinadaconcontaminacincortical,que produjeron magmas mas ricos en SiO2.Elementos trazas Los estudios sobre estos elementos se han ocalizado especialmente en los incompatibles, loscualessonuertementeparticionadosenlaaselquidadurantelausinparcialde lherzolita,odurantelacristalizacinraccionadadelmagmabasaltico.Lngeneralestan caracterizadosporbajaconcentracindeelementoscompatiblescomoNi,queapoyanla hiptesis que no son magmas primarios, pero que han surido raccionamiento de oliino, en su camino hacia la supercie, lo que incrementa el contenido de elementos incompatibles, con relacin a los magmas primarios mas ricos en MgO. Los basaltos toleticos de Parana 261 ALEJANDRO TOSELLIestan enriquecidos en elementos incompatibles en relacin a los MORB-N y muestran gran similitudalosMORB-Lyalastoleitasdelasislasoceanicas.Asumiendoquetantolos basaltos toleticos continentales como los oceanicos, se han generado por olmenes similares deusinparcial,losClBsnopuedenserderiadosdeunMORB-N,peromuestranun patrn muy similar a las toleitas de las islas oceanicas y a los basaltos alcalinos, con ariable contaminacindecortezacontinental.Lasrocascorticalesusiblessonmasricasquelas OIB, en Ba, Rb, 1h, K y tierras raras liianas, pero tienen contenidos similares de Nb, 1a, P, Zr, I, \ y tierras raras medianas.Las toleitas continentales tienen contenidos similares de IlS ,Zr, I, P, 1i, a los MORB y a las toleitas de islas oceanicas. Las dierencias mas eidentes entre los ClBs y los basaltos oceanicos,MORB-OIB,sedaenloselementosincompatiblesmiles,K,Rb,Sr,Ba, 1h,,quejuntoaluerteenriquecimientoentierrasrarasliianas,seranconsecuenciade lacontaminacincortical,oasuderiacindesdeunauentedemantosubcontinental enriquecido.Losbasaltosdeislasoceanicas,losbasaltosalcalinoscontinentalesylas kimberlitas, tienen relaciones La,Nb 1, mientras que los ClBs ~ 0, - , segn el grado de contaminacin.Istopos radiognicosLas ariaciones isotpicas de los datos Nd y Sr en los basaltos oceanicos ,MORB y OIB, indican claramente que el manto superior es isotpicamente heterogneo. 1ales ariaciones renejanlaeolucinyrecicladodematerialescorticalesenlaszonasdesubduccin, enriquecimiento por circulacin de nuidos y usiones parciales acontecidas a lo largo de la historia de la 1ierra.Fig. 14-5. Lsquema de ormacin de los basaltos toleticos continentales.FLUJOS BASLTICOS CONTINENTALES 262Modelos petrogenticosLosnujosbasalticoscontinentalesconstituyenregionescomplejas,aligualquelos modelosparaexplicarsupetrognesis.Losproblemasundamentalessereeren:ala naturalezayuentesdelosmagmasprimarios,ascomoasilacontaminacintienelugar en camaras magmaticas corticales, o en los diques que alimentan a dichas camaras, o en los diques que salen desde las camaras hacia la supercie ,lig. 14-5,.Fig. 14-6. Distribucin de las uentes mantlicas en relacin con el olcanismo continental y oceanico.Fig. 14-7. Variacin de los istopos de Pb de los nujos toleticos de Parana ,I1P y L1P,, en comparacin con los MORB ,negro, e islas oceanicas ,OIB,.LosClBssonbajosenMg,loquesignicaquenopuedenhaberseequilibradocon lamineralogadelmantonormaldelherzolita,bajocondicionessaturacinenI2O. Interpretaciones posibles seran: que el magma primario sean picritas altas en Mg, las cuales surieron raccionamiento a baja-P, para producir erupciones de composiciones poco usuales, o bien que un magma primario de composicin poco usual, deriara por usin parcial de una uente mas rica en le que la lherzolita, o hubo usin parcial de manto normal saturado en I2O.Cox,1980,consideraquelosenocristalesdeplg-,-ol-,-clpx`delamayorade 263 ALEJANDRO TOSELLIFig.14-8.IstoposdeNds.SrmostrandolosrangosdeariacindelosbasaltosdelacuencadeParanay Lthendeka.losClBssugierenraccionamientocristalinoenequilibrioabajapresin,desdemagmas primariosricosenMgO,lig.14-5,,oseaquemagmaspicrticosconstituirancomplejos proundos en la base de la corteza ,25 a 40 km,.Lasdierenciasqumicaseisotpicasentrelosmagmasbasalticostoleticosoceanicos ycontinentales,puedeserexpresadasegnlaabundanciayrelacionesdeloselementos incompatibles: K, Rb, Ba, 1i, P y tierras raras liianas, en orma conjunta con los istopos de Rb-Sr, Sm-Nd y U-1h-Pb. Las ariaciones en los istopos de 208Pb,204Pb ersus 206Pb,204Pb, paralosnujosbasalticosdeParanaencomparacinconlosMORBylosOIB,apoyan elmodelodederiacinporusinparcialdeunalitserasubcontinentalenriqueciday modicada por interaccin con la corteza continental en su camino a la supercie.Ln general los basaltos continentales tienen mayor diersidad isotpica, lo que ha sido atribuido a procesos que inolucran:a,Contaminacin cortical.b,lusin de manto subcontinental enriquecido.c,Mezcla de uentes de manto enriquecido y deprimido.d,Combinacin, de usin de manto enriquecido y contaminacin cortical.Losnujosbasalticosconsimilarescaracteresisotpicosseranderiadosporusin parcial de manto litosrico, sin necesidad de modelos de contaminacin cortical.Los xenolitos ultramacos que llegan a la supercie, arrastrados por magmas kimberlticos yalcalinos,sonqumicaeisotpicamenteheterogneos,registrandodistintosestilosde enriquecimiento en tierras raras. Losprocesosdecristalizacinraccionada,combinadasconasimilacinderocas corticales,seranresponsablesdelaproduccindemagmasmassilcicosenmuchas proincias olcanicas continentales. Sin embargo, en estas proincias con magmas riolticos sedesarrollanconbasaltos,constituyendounaasociacinbimodal,sincomposiciones intermedias,loquehalleadoaproponerquelosmagmasacidos,segeneranporusin parcial de rocas basicas en la base de la corteza continental.Dos estilos de contaminacin contrastados han sido reconocidos en la petrognesis de los nujos basalticos. Ln el primer tipo, la asimilacin de rocas corticales esta acompanada por FLUJOS BASLTICOS CONTINENTALES 264cristalizacin raccionada y las laas mas eolucionadas, son tambin las mas contaminadas. LstetipoestabiendocumentadoenlosbasaltosdeParana.Lnelsegundotipode contaminacin, los basaltos mas primitios estan mas contaminados, como en la proincia olcanica 1erciaria de Britania. Para determinar los mecanismos de contaminacin se necesita combinar el uso de istopos y de elementos trazas.Laestrechaasociacinentreproinciasdebasaltostoleticosylaragmentacin continental, permiten considerar a este modelo petrogentico como precursor necesario de lageneracinderitsactiosdeintraplacaydelaormacindenueascuencas oceanicas ,lig. 14-1,.Lecturas SeleccionadasBellieni,G.P.,Brotzu,P.,Comin-Chiaramonti,P.,Lrnesto,M.,Mel,A.,Pacca,I.G.,Piccirillo,M.1984.llood basalttorhyolitesuitesinsouthernParanaPalteau,Brazil,:paleomagnetism,petrognesisandgeodynamic implications. J. Petrol. 25: 59-618. Bellieni,G.P.,Comin-Chiaramonti,P.,Marques,L.S.,Mel,A.J.,Nardy,A.J.R.,Papatrechas,C.,Piccirillo,L.M., Roisenberg, A., Stola, D. 1986. Petrogenetic aspects oacid and basaltic laas rom the Parana Plateau ,Brazil,: geological, mineralogical and petrological relationships. J. Petrol. 2: 915-944.Cox, K.G. 1980. A model or nood basalt olcanism. J. 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