O manto litosférico subcontinental metassomatizado abaixo de Coyhaique, Patagônia Chlena : a geoquímica de rocha total, química mineral e isótopos de gases nobres e Sr-Nd

Abstract

Xenólitos mantélicos são comumente hospedados por lavas alcalinas na região de retro-arco patagônico. Os espinélio-lherzolitos de Coyhaique, região de Aysén, Chile (~46°S), estão entre as amostras mais próximas (~320 km) a Fossa do Chile e, portanto, sua composição geoquímica e isotópica podem registrar heterogeneidades do manto litosférico subcontinental (SCLM) causadas pela interação de componentes oriundos da zona de subducção atual e pretéritas. Neste trabalho apresentamos novos e detalhados dados de elementos maiores e traço de minerais (olivina, ortopiroxênio, clinopiroxênio e espinélio) e de rocha total juntamente com dados isotópicos de gases nobres (He, Ne, Ar) e de Sr-Nd de 16 espinélio-lherzolitos anidros. O processo de fusão parcial é evidenciado em rocha total e em minerais por correlações negativas de elementos basálticos (e.g., CaO, Al2O3, TiO2 e Na2O) vs. MgO. Todos os minerais silicáticos

possuem padrão depletado de elementos terras raras leves (ETRL) com relação aos ETR- pesados (ETRP) (La/YbN <1), exceto por clinopiroxênios de quatro amostras (clinopiroxênio Tipo- 2; La/YbN = 1,35–3,48). Além disso, ETRP de rocha total e clinopiroxênios registram variados

graus de fusão parcial (2–15% e 1-9%, respectivamente). Razões de Sr-Nd de rocha total e clinopiroxênios (87Sr/86Sr = 0,702347–0,703198; 143Nd/144Nd = 0,512940–0,513632; Nd = 5,89– 19,39) atestam o caráter depletado dos lherzolitos de Coyhaique. Dados geoquímicos sugerem metassomatismo críptico evidenciado por: 1) padrões enriquecidos de ETRL em rocha total e em clinopiroxênios do Tipo-2; 2) assinatura de elementos traço típica de arco caracterizada por pronunciadas anomalias negativas de elementos de alto potencial iônico (HFSE; Nb, Ta e Ti) somado ao enriquecimento de elementos litófilos de grande raio iônico (LILE) e de elementos calcófilos com relação a HFSE e ETRP em rocha total; 3) correlações positivas de Pb e U vs. La, e correlações negativas de Nb/Nb* e Ti/Ti* vs. La em clinopiroxênios; e 4) anomalias positivas de Li observadas em todos os silicatos. As diferenças entre as composições geoquímicas observadas entre rocha total e os minerais constituintes indicam enriquecimento seletivo da rocha total devido a componentes intergranulares ricos em LILE e ETRL. As razões radiogênicas de 3He/4He observadas nos lherzolitos de Coyhaique representam a primeira ocorrência para o SCLM patagônico (0,20–2,52 RA). A maioria das razões isotópicas de Ne analisadas não diferem da composição do ar, com exceção de algumas amostras que evidenciam um componente nucleogênico caracterizado pelo excesso de 21Ne (21Ne/22Ne = 0,0286–0,0308). As razões de 40Ar/36Ar (325–551) evidenciam forte contribuição de um componente atmosférico. Com base nos novos dados geoquímicos e isotópicos dos espinélio-lherzolitos de Coyhaique, identificamos um SCLM heterogêneo gerado a partir de variados e baixos graus de fusão parcial subsequentemente metassomatizado em decorrência da reciclagem de materiais derivados da subducção (melts e/ou fluidos provenientes de sedimentos e crosta oceânica subductados) no campo de estabilidade do espinélio (1,06–1,90 GPa e 886–1150 °C).