The role of the subcontinental lithospheric mantle in metallogenesis

Abstract

El alineamiento óptimo de procesos geológicos que resultan en la acumulación eficiente de metales y formación de depósitos minerales de origen magmático comienza con la fusión parcial en el manto terrestre. Durante el ascenso, los magmas deben atravesar el manto litosférico subcontinental (MLSC). Sin embargo, el efecto de esta interacción en la geoquímica de los magmas y su fertilidad metalogénica permanece enigmática. Considerando su estabilidad a largo plazo y su compleja historia de empobrecimiento químico y posterior refertilización, el MLSC podría actuar como una capa clave de la tierra en la génesis y distribución regional de depósitos minerales en la corteza. En el Capítulo 2 revelo la primera evidencia directa que conecta a un reservorio rico en oro del MLSC con la formación de una provincia aurífera en la corteza suprayacente. Propongo que la combinación la actividad de una pluma mantélica que produjo enriquecimiento en oro de la litosfera, con el posterior emplazamiento de una zona de subducción, resulto en condiciones favorables para las etapas magmáticas iniciales de un sistema que resulto en la formación del Macizo del Deseado, una provincia aurífera de clase mundial. En el Capítulo 3 combino datos geoquímicos de roca total e in-situ para explorar los efectos de la fusión parcial y metasomatismo en la distribución y sistemática de los elementos altamente siderófilos en xenolitos peridotíticos que representan el MLSC bajo el Macizo del Deseado. Demuestro que distintas generaciones de sulfuros se originan como respuesta a distintos estilos metasomáticos, proporcionando información clave para comprender los mecanismos de enriquecimiento en metales del MLSC y la formación de reservorios fértiles. En el Capítulo 4 exploro el efecto de las condiciones redox del MLSC en la solubilidad de oro y azufre de los magmas en ascenso. Mediante el uso de técnicas basadas en radiación sincrotrón, evaluamos la especiación del azufre incorporado en apatitos mantélicos. Propongo que la existencia de gradientes redox entre magmas en ascenso y el MLSC tiene un efecto fundamental en la fertilidad metalogénica de los magmas. El Capítulo 5 se enfoca en el estudio de inclusiones vítreas en cristales de olivino de basaltos altamente primitivos de Los Andes Sur, para explorar la evolución redox de los magmas en la litosfera profunda. Se combinan técnicas de radiación sincrotrón con la composición de elementos mayores y trazas para evaluar el estado de oxidación de magmas primitivos de arco. A pesar de su naturaleza primitiva, los magmas estudiados parecen haber sufrido cambios substanciales en su estado de oxidación durante su ascenso, abriendo nuevas preguntas respecto de su evolución redox temprana y su relación con el estado de oxidación de su fuente mantélica. Este estudio destaca que la sobreimposición espacial y temporal de procesos petrogenéticos en el MLSC puede incrementar significativamente la fertilidad metalogénica de su corteza suprayacente. La percolación de numerosos fluidos resultan en señales metasomáticas complejas que reflejan los mecanismos de enriquecimiento en metales y formación de dominios fértiles del MLSC. Estos metales pueden ser extraídos de manera eficiente por los magmas en ascenso como resultado de la formación de gradientes redox. Estos resultados presentan un nuevo marco para explicar la distribución heterogénea de bloques corticales enriquecidos en metales, remarcando la importancia de comprender la historia integrada del MLSC como una herramienta clave para la exploración mineral regional.