Deciphering the geochemistry of two key Paleoproterozoic siliciclastic sequences of the Piedra Alta Terrane (Río de la Plata Craton, Uruguay)

Abstract

The geochemistry of two metavolcano-sedimentary sequences deposited in the Piedra Alta Terrane is compared, and their geotectonic evolution is discussed. The Ojosmín Unit (OU) comprises MORB-like basic rocks at the base and a fine-grained siliciclastic sequence interpreted as marine turbidites towards the top. The succession was later obducted during the Orosirian. Whole-rock geochemistry of the metasedimentary rocks of the OU indicates the lack of source rock alteration during deposition (Chemical Index of Alteration, CIA ca. 40-53), implying ice-house climatic conditions in correlation with the worldwide Rhyacian glaciations. Recycling of zircon fractionates the Rare Earth Elements (REE) increasing the amount of HREE, Y, and Hf. Variation ranges of Th/Sc (0.4-4.9), Zr/Sc (30-410), Th/U (2.5-4.3), and of the Eu/Eu * negative anomaly (0.4-0.7) approximate Upper Continental Crust (UCC) values. A new clastic metasedimentary, gently folded unit, the Cerro de la Figurita Formation (CFFm), is erected. The CFFm clastic sedimentation (3,000 m in thickness) represents a deepening upward sequence, starting with polymictic conglomerates deposited in an alluvial fan-dominated environment that evolves to marine turbidites. The CFFm is probably related to a foreland geotectonic setting developed during the Orosirian. The geochemistry of the CFFm reveals similarities to unrecycled UCC, and weathering of the source rocks increases up section (CIA 45-92). Low ratios of Th/Sc (0.3-1.5), Zr/Sc (6-20), Th/U (3-6), high Cr/V (1.1-12.2), and a less pronounced Eu/Eu* negative anomaly of certain samples (0.5-0.9) suggest a contribution from mafic source rocks (probably ophiolitic).

Se comparan las características geoquímicas de dos secuencias metavolcano-sedimentarias depositadas en el Terreno Piedra Alta y se discute la evolución geotectónica. La Unidad Ojosmín (OU) está compuesta por rocas básicas tipo MORB en la base y una secuencia siliciclástica de grano fino interpretada como turbiditas marinas hacia el tope de la unidad y posteriormente obductadas durante el Orosiriano. La geoquímica en roca total de las rocas metasedimentarias de la OU muestra la ausencia de alteración de la roca madre por meteorización (Índice de Alteración Química, CIA, 40-53) durante la depositación, lo que indica condiciones climáticas del tipo ice-house y se correlaciona con las glaciaciones Rhyácicas a nivel mundial. Debido al reciclaje de circón existe un fraccionamiento de las tierras raras (REE), aumentando la cantidad de HREE, Y y Hf. Los rangos de variación de Th/Sc (0,4-4,9), Zr/Sc (30-410), Th/U (2,5-4,3) y la anomalía negativa de Eu/Eu * (0,4-0,7) tienen valores similares a los de la corteza continental superior (UCC). Se define una nueva unidad clástica metasedimentaria que se encuentra plegada en un amplio sinclinal, denominada Formación Cerro de la Figurita (CFFm). La CFFm representa una sedimentación clástica (3.000 m de espesor) grano y estrato decreciente dominada por paquetes de conglomerados polimícticos depositados en un ambiente de abanicos aluviales que evolucionan a condiciones marinas, dominado por turbiditas y depositada en una cuenca de antepaís desarrollada durante el Orosiriano. La geoquímica de CFFm revela similitudes con la UCC no reciclada, y aumento de la alteración de la roca fuente hacia el tope de la secuencia (CIA 45-92). La contribución de rocas fuente máficas (probablemente ofiolíticas) se revela por las bajas relaciones de Th/Sc (0,3-1,5), Zr/Sc (6-20), Th/U (3-6), alto Cr/V (1,1 -12,2) y anomalía negativa de Eu/Eu * menos pronunciada en algunas muestras (0,5-0,9).

A geoquímica de duas sequências metavulcano-sedimentares depositadas no terreno Piedra Alta é comparada e a evolução geotectônica é discutida. A Unidade Ojosmín (OU) é composta por MORB como rochas básicas no fundo e sequência siliciclástica de granulação fina interpretada como turbiditos marinhos em direção ao topo e posteriormente obduzidos durante o Orosirian. Toda a geoquímica das rochas metassedimentares OU mostra a ausência da alteração da rocha geradora por intemperismo (Indice de Alteração Química, CIA, 40-53) durante a deposição, indicando as condições climáticas da Ice-house e correlacionadas com as glaciações Rhyacian em todo o mundo. A reciclagem do zircão fraciona as terras raras (REE) aumentando a quantidade de HREE, Y e Hf. A variação de Th/Sc (0.4-4.9), Zr/Sc (30-410), Th/U (2.5-4.3) e a anomalia Eu/Eu* (0,4-0,7) são semelhantes à Crosta Continental Superior (UCC). Uma nova unidade metassedimentar clástica dobrada em amplo sinclinal, chamada Formação Cerro de la Figurita (CFFm.) é definida. O CFFm. sedimentação clástica (3.000 m de espessura) representa uma sequência ascendente de aprofundamento de conglomerados polimíticos depositados em um ambiente dominado por fendas aluviais que evoluem para condições marinhas, dominadas por turbiditos e provavelmente relacionadas a um cenário geotectónico de antepais desenvolvido durante o Orosiriano. A geoquímica da CFFm. mostra um comportamento semelhante com a UCC não reciclada, aumentando o intemperismo da rocha fonte para o topo (CIA 45-92). A contribuição de uma fonte de rochas máficas (provavelmente ofiolítica) é revelada pelas baixas razões de Th/Sc (0.3-1.5), Zr/Sc (6-20), Th/U (3-6), Cr/V alto (1,1 -12,2) e a anomalia negativa Eu/Eu * de algumas amostras (0,5-0,9).