Jurassic magmatism in Patagonia, Mauritania and Mali: Examples of silicic and basaltic Large Igneous Provinces

Alla fine del Triassico e durante il Giurassico si sono formate le grandi province magmatiche (LIP) della Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) e della Patagonia (PA) contemporanee con la rottura della Pangea. Dichi e sills di composizione basaltica e basaltica-andesitica d’età e composizione affine alla CAMP, sono stati riportati nelle regioni di Hank e Hodh, in Mauritania, e di Kaarta in Mali, che sono oggetto della prima parte di questa tesi. I dati geochimici indicano che i campioni sono caratterizzati da variabili contenuti di TiO2 (0.39 - 2.29 wt.%) e da anomalie negative di Nb-Ta e anomalie positive di Pb, accompagnati da una firma arricchita negli isotopi di Nd-Sr-Pb (143Nd/144Nd201Ma: 0.51224 - 0.51241, 87Sr/86Sr201Ma: 0.70572 - 0.70795, 207Pb/204Pb201Ma: 15.61 – 15.68 208Pb/204Pb201Ma: 38.44 – 38.07 e 206Pb/204Pb201Ma: 18.11 – 18.48). I bassi rapporti di Nb/U (= 12 – 15) sono indicatori dell’apporto di materiale crostale, possibilmente riciclato. Questi valori di Nb/U suggeriscono, insieme alle composizioni isotopiche arricchite, un contributo della crosta continentale nella origine dei magmi CAMP in Mauritania e Mali. Variazioni nei rapporti di La/Yb mostrano l’esistenza di un gruppo arricchito tra le rocce di Kaarta (La/YbN> 4.3). Questa osservazione è anche supportata dalle correlazione positive con Nb/Zr e Th/Y e probabilmente riflette minori gradi di fusione parziale del mantello. Le composizione geochimiche osservate in Hank, Hodh e Kaarta, mostrano una forte affinità con le rocce intrusive del bacino di Taoudenni e le colate CAMP del Marocco. La correlazione fra queste regioni, fa pensare a una possibile distribuzione geografica oppure alla presenza di domini geochimici all’interno della CAMP. Comunque, quest’osservazione è basata su una stima qualitativa e per verificarla son necessari ulteriori studi. Il vulcanismo della Provincia è rappresentato da un’importante sequenza di età Giurassica ed è a composizione bimodale. Comprende infatti lave e ignimbriti riolitiche denominate come Formazione Marifil (ca. 189-177 Ma) e Chon Aike (ca. 170 – 153 Ma). Altre formazioni meno voluminose ma non meno importanti sono rappresentate dall’andesite della Formazione Bajo Pobre (BP) (ca. 166 – 154 Ma), e dai i basalti di Cañadón Asfalto (ca. 179 – 176 Ma) e Lonco Trapial. L’attività magmatica registrata per questa Provincia dura al meno per 38 Ma. Nuove datazioni U-Pb ottenute in questo progetto, confermano l’età delle rioliti di Marifil, che rappresentano quindi l’attività più antica della Provincia, comparabile solo parzialmente con le età conosciute per la LIP del Karoo (ca. 184 – 174 Ma). Le differenze geochimiche e di durata fra queste due LIP (Karoo: ca. 10 Ma e un magmatismo mafico, PA: 38 Ma e un magmatismo dominante acido) non appoggiano l’ipotesi d’un origine comune eventualmente da un mantle-plume unico. Lo studio del vulcanismo mafico – intermedio, rappresentato dalle Formazione Cañadon Asfalto (CA) e Bajo Pobre (BP), è stato sviluppato in questa tesi con l’obiettivo di conoscere le caratteristiche dei magmi meno evoluti che potrebbero portare informazioni sull’ambiente tettonico in cui si è formata la provincia. Con questo fine sono stati realizzati analisi di cromiti incluse in cristali di ortopirosseno e olivina. Le composizioni trovate nei cristali più primitivi (Mg# 62 – 36 e Cr# 46 – 32) di queste formazioni sono quasi identiche anche se sono geograficamente distanti. Il loro contenuto di Al2O3 (22 – 31 wt.%) e TiO2 (1.3 – 1.3 wt.%) è simile alla composizione di Cr-spinelli nei MORB. I dati geochimici in queste rocce, evidenziano una firma d’arco magmatico caratterizzata da una composizione calco-alcalina, anomalie negative di Nb-Ta, arricchimento di LILE e un’affinità peraluminosa. In particolare, alcune rocce mafiche mostrano alti valori di Al2O3 (>16 wt.%) e di Sr (>400ppm), assenza dell’anomalia di Eu e alti rapporti di Sr/Y (86-30) e Gd/Yb (3 - 1.8) comparabili alle composizione di magmi adakitici. La continua attività magmatica registrata dalla PA suggerisce che l’origine di queste rocce sia stato relazionata a processi costanti per almeno 38 Ma, più che ad eventi sporadici e di corta durata. Le evidenze geochimiche qui sposte suggeriscono il contributo di crosta oceanica e materiale continentale nell’origine di questa LIP. Perciò si propone un modello alternativo per l’origine della PA chesarebbe il risultato di un ambiente tettonico ibrido tra la subduzione di una placca giovane e calda che fonde (la placca Pheonix) e un regime distensivo relazionato alla disgregazione della Gondwana.