Der lithospherishe Erdmantel unterhalb Patagoniens

Die Südamerikanische Plate wurde als Kraton gegen Ende des Proterozoikums konsolidiert während die Verfestigung Patagonies im Paleozoikum erfolgte. Patagonien besthet aus zwei Massive: das Nordpatagonische Massiv (oder Somn Cura) dass zwischen Colorado und Neuquen liegt und das südpatagonische Massiv Deseado liegt in Santa Cruz Provinz. Diese zwei Massive sind während Paleozoischen Orogenesen remobilisiert. Über den Ursprung der Massiven zwei widersprüchlich Theorien herschen: die erste Theorie betrachtet Patagonien als authochthon und die zweite als allochthon Teil des supekontinents Gondwana. Während die Theorie über die allochthone Natur Patagonies weitgehend akzeptiert wurde, die tatsächliche Grenzen Patagoniens, die mögliche Role subduzierenden Platen die Akkrezion und die Zeit des Andockens an den superkontinent Gondwana sind bis jetzt nicht geklärt. Die präzise geochemische und petrologische Charakterizierung sowie die Zeit der Stabilizierung der subkontinentalen Lithosphären in dieser Region würden auch Informationen über die Entstehung der darüberliegenden Kruste gewonnen welche zur Klärung der Evolution Patagoniens beigetragen wird. Wir plannen eine unfangreiche und detalierte geochemische, pertrologische und isotopen geochemische Studie an ausgewählten Mantelxenolithen welche Aufschmelzungen unterschieldechen Grades erfaren habe. Dabei werden auch mögliche metasomatische Prozesse berücksichtigt, welche die Natur des Lithospherischen Erdmantels verändern könnte. Die vorliegende Studie wird sich auf folgenen Haupteinheiten konzentriert werden, und wird versucht 1. die geochemische Prozesse in den lithosphärischen Mantel unterhalb Patagoniens zu verstehen um die eingartige geodynamishe Lage Patagonies zu erklären. 2. die Herkunft der vershiedenen Teilen Patagoniens , die Zeit der Stabilizierung des Lithospherischen Mantels nach der Krustenbildung and mögliche metasomatische Veränderungen durch der subduzierenden Pazifischen Platte zu klären. 3. die Herkunft und die Natur der metasomatischen Prozessen, die Aufschmelzungen und Bildung von basaltischen Magen in Patagonien auslösen könnten, zu entzifern. 4. den Mechanismus der Wechselwirkung zwischen Schmelzen und Xenolithen zu beschreiben um den Reaktionsmechanismus sowie die Bildung von Mineralzonen welche auf Änderungen des Chemischen Potentilas zurückzufühern sind, zu verstehen.

Mantelxenolithe-Fragmente des subkontintentalen lithosphärischen Erdmantels (SCLM)-aus Patagonien wurden petrografisch und geochemisch beschrieben und deren Os-Hf-Nd-Sr Isotopenzusammensetzung bestimmt. Proben von zehn Aufschlüssen, verteilt in ganz Patagonien, wurden gesammelt und Mantelxenolithe wurden sorgfältig ausgewählt um neue Erkenntnisse über die Herkunft und Evolution des lithosphrischen Erdmantels unterhalb des südlichen Teils Argentiniens zu gewinnen. Diese Fragmente des SCLM ermöglichen es uns, Auskunft über den Stabilisierungszeitpunkt des lithosphärischen Erdmantels und folglich Informationen über den Entstehungszeitpunkt der darüber liegenden kontinentalen Kruste zu erhalten. Ein Zusammenhang der Bildung von Kruste und der Stabilisierung des darunter liegenden Erdmantels ermöglicht die Datierung der kontinentalen Lithosphäre, auch in Regionen, wo krustale Gesteine nicht zugänglich oder wie im Fall von Süd-Patagonien, mit Sedimenten und jungen Vulkangesteinen überlagert sind. Das Re-Os Isotopensystem ist ein wichtiges und verlässliches Werkzeug für die Datierung von SCLM-Bereichen und gibt in Folge Aufschluss über die Entstehung von kontinentalen Krustenbereichen.Unsere Untersuchungen zeigen, dass Patagonien aus mehreren neo- bis paläoproterozoischen kontinentalen Fragmenten zusammengesetzt ist. Der südlichste Teil, das sogenannte Pali Aike, repräsentiert den ältesten Teil von Südargentinien. Das früh paläoproterozoische Alter (2,5 Ga) deutet auf eine gemeinsame Entstehung mit Bereichen der westlichen Antarktis hin. Der Erdmantel unterhalb des Deseado Massivs hingegen zeigt ein deutlich jüngeres Stabilisierungsalter von 1,3 Ga und lässt auf eine gemeinsame Entstehung mit Bereichen des südlichen Afrikas schließen. Diese neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass der südliche Teil von Patagonien, die Provinz von Santa Cruz, aus mindestens zwei Teilen aufgebaut ist. Die Region von Tres Lagos im Südwesten des Deseado Massivs zeigt mit 1,9 Ga ein paläoproterozoisches Entstehungsalter und könnte somit ein drittes Fragment darstellen. Die Re-Os Isotopenergebnisse von Proben aus dem nördlichen Patagonien, dem sogenannten Nord Patagonischen Massiv (NPM), sind schwieriger zu interpretieren, da der SCLM unterhalb dieses Bereichs stark von Metasomatose überprägt wurde. Mindestalter der Stabilisierung des lithosphärischen Erdmantels deuten auf eine mesoproterozoische Entstehung (1,0 bis 1,3 Ga) des westlichen Teils des NPM hin. Das Gebiet um Prahuaniyeu, im Zentrum des NPM gelegen, zeigt ein deutlich älteres, paläoproterozoisches (1,7 Ga) Entstehungsalter und lässt darauf schließen, dass der Norden von Patagonien aus mindestens zwei kontinentalen Fragmenten aufgebaut ist.