Anfibolitas

De acuerdo a relaciones de campo, los lentes de anfibolita deformados en el Complejo Iglesias pueden ser (1) lentes incluidos paragneises o (2) lentes o diques en ortogneises. En las clasificaciones y diagramas químicos en este capítulo se considerarán estos dos grupos de metabasitas. En general, los protolitos máfico tienen contenidos de SiO2 entre 44.2 y 52.4 wt. % y contenido de TiO2 variable entre 0.4 y 4.0 wt.

%. El FeOt varía ampliamente entre 6.6 y 14. 8 wt. %, al igual que el MgO, entre 4.4 y 15.8 wt. %. El #Mg ([Mg/(Fe2+_{+Mg) × 100]) en estas rocas máficas está en el rango de 22 a 57. En el diagrama triangular de}

las proporciones catiónicas de Al-Fe+Ti-Mg (Jensen, 1976) las muestras se clasifican como basaltos toleíticos enriquecidos en Fe o enriquecidos en Mg (Figura 47a), estando dos muestras más enriquecidas en Mg que grafican en el campo de basalto komatítico.

Las bajas relaciones Nb/Y (0.04-0.33) en las muestras son típicas de basaltos subalcalinos, con una muestra (MG-07B) en el borde de los campos subalcalinos y alcalinos y, por tanto, con una relación Nb/ Y de 0.73 (Figura 47b). Las relaciones Zr/Ti son mucho más variables, estando la mayoría de las rocas en el campo de composición básica a intermedia (basalto-andesita). La alta relación Zr/Ti en algunas anfibolitas puede deberse a que contienen zircones heredados, por contaminación con corteza antigua, lo cual es congruente con los fechamientos U-Pb discutidos en la Sección 4.1.1.2. En particular, La muestra MG-07A es una anfibolita con vetas gruesas de leucosoma, por lo que su composición es más similar a una roca “granítica” con una alta relación Zr/Ti (Figura 47b). Sólo una anfibolita en ortogneis tiene una baja relación Zr/Ti (muestra CM-08), lo puede deberse a que esta roca tiene cantidades importantes de óxidos de Fe-Ti y titanita (Figura 23e).

La concentración de los metales de transición como Ni, Cr, Co y V varía en los grupos de anfibolitas (Tabla 15), siendo relativamente más alta en los lentes en paragneises con respecto a los que se encuentran en ortogneises, mientras que el Zr y el La son un poco más abundantes en el primer grupo. En los diagramas de variación de elementos traza (Figura 48) se utilizó como índice de diferenciación el MgO, pues es más adecuado para rocas máficas debido a que decrece considerablemente con la diferenciación en los basaltos y porque el SiO2 no muestra cambios significativos durante la diferenciación (Winter, 2001). Hay

tendencias negativas en el Ni, Cr y Co y positivas en el V y Zr con respecto a la diferenciación (Figura 48). En las anfibolitas en paragneises no hay cambio considerable en La con la disminución de MgO, pero sí un ligero aumento del Zr. En las anfibolitas en ortogneises el La tiene una tendencia relativamente positiva con la disminución de MgO. En los diagramas de Zr y La vs. MgO se puede observar que la anfibolita con venas de leucosoma MG-07A está considerablemente enriquecida en estos elementos traza, con respecto a las demás muestras.

Figura 47. (a) Diagrama Al-(FeT +Ti)-Mg de Jensen (1976); TH: Toleítico; CA: Calco-alcalino. (b) Diagrama Nb/Y vs. Zr/Ti para discriminación de rocas volcánicas de Winchester y Floyd (1977), modificado por Pearce (1996). ET: Complejo El Triunfo (Bloque Maya Sur; González-Guzmán et al., 2016a). Ac: Complejo Acatlán (Keppie et al., 2008a, 2016; Ortega-Obregón et al., 2010). Pg: Paragneis; Og: Ortogneis.

Tabla 15. Concentración de elementos traza representativos de las anfibolitas en paragneises y en ortogneises del Complejo Iglesias. Muestra Grupo Ni (ppm) Cr (ppm) Co (ppm) V (ppm) Zr (ppm) La (ppm) SDB-07, QLl-02a, MG-07A MG-07B, LH-02, LH-08, QP-03, QP-04, QP-06, QP-07, STPD-4 Anfibolita en paragneis 20-740 160-1120 37-75 91-514 16-472 2.2-56.9 CM-08, GLR-02b, GLR-02d, SDB- 02, SDB-03 Anfibolita en ortogneis <20-130 70-310 26-45 271-487 91-293 5.0-36.5

Los diagramas de REE normalizados a condritos muestran que tanto en ortogneises como en paragneises hay dos tipos de anfibolitas, según los patrones de REE (Figura 49a). Un grupo tiene patrones fraccionados, con enriquecimiento en LREE, estando la ΣREE en el rango de 85.4 a 275.8 ppm, (La/Sm)N que varía de 1.8

a 3.5 y (La/Yb)N entre 3.2 y 18.1. Las anomalías de europio son variables entre negativas y ligeramente

Figura 48. Diagramas de variación tipo Harker para elementos minoritarios seleccionados de anfibolitas del Complejo Iglesias, utilizando como índice de diferenciación el wt. % MgO. Las tendencias generales son negativas para Ni, Cr, Co y positivas para V y Zr con respecto a la diferenciación (disminución de MgO). Con excepción de la anfibolita con venas de leucosoma (L) MG-07A y la muestra QP-07, la mayoría de las anfibolitas en paragneises no muestran variación del La, mientras que las anfibolitas en ortogneises tienen una tendencia relativamente positiva a medida que disminuye MgO. Pg: Paragneis; Og: Ortogneis.

En contraste, la otra tendencia en las rocas máficas es un patrón casi plano de REE, con menor ΣREE (entre 32.8 y 89.1 ppm), (La/Sm)N = 0.6-1.3, (La/Yb)N = 0.6-2.2 y poca o ninguna anomalía de Eu (Eu/Eu*= 0.8-1.2,

con promedio de 1.0).

La muestra LH-02, una anfibolita en paragneis, tiene también un patrón enriquecido en LREE con (La/Sm)N

de 2.73 y (La/Yb)N de 5.2, pero está empobrecida en REE con respecto a las demás muestras (ΣREE = 23.3 ppm) y tiene una anomalía positiva de Eu muy marcada (Eu/Eu* = 2.7). La anomalía positiva de Eu puede estar relacionada con la acumulación de plagioclasa, mientras que el empobrecimiento en REE puede estar relacionado con una alteración química importante, pues la hornblenda está considerablemente reemplazada por clorita.

En los diagramas de los elementos traza normalizados con respecto a NMORB las muestras tienen un patrón en zig-zag más o menos definido (Figura 49c). Las anfibolitas tienen mayor concentración de LILEs

con respecto a NMORB, teniendo anomalías positivas de U, Pb y K y negativas de Nb, P, La, Ce y Ti. La anfibolita LH-02 tiene una marcada anomalía positiva de Ti, que posiblemente se deba a la presencia de titanita. Las REE y el Y están enriquecidos aproximadamente entre 0.4 y 2 veces en comparación con NMORB, por lo que son bastante similares a este tipo de basalto. Con una normalización a NMORB, pero considerando elementos traza inmóviles, las anfibolitas tienen patrones relativamente planos de HREE, anomalía positiva de Th y La, negativa de Nb-Ta y positivas a negativas en Ti, Zr y Hf (Figura 49e).

Figura 49. Diagramas multielementales para anfibolitas del Complejo Iglesias (a-c-e) y comparación con datos publicados en terrenos con afinidad peri-gondwánica (b-d-f). (a-b) Diagrama de REE normalizado a valores de condritos (Boynton, 1984). (c-d) Diagrama multielemental normalizado a valores de NMORB de Sun y McDonough (1989). (e-f) Diagrama multielemental normalizado a valores de NMORB de elementos traza inmóviles de Sun y McDonough (1989) en Pearce (2014). (1) CET – Complejo El Triunfo: González-Guzmán et al. (2016a). (2) Complejo Acatlán: Keppie et al. (2008a, 2016); Ortega-Obregón et al. (2010). Pg: Paragneis; Og: Ortogneis.

Los diagramas de discriminación de HFSEs generalmente distinguen a la mayoría de las anfibolitas del Complejo Iglesias como basaltos tipo MORB, con algunas muestras relacionadas a basaltos formados en ambientes tectónicos de intraplaca (Figura 50). La relación Ti/V varía entre 18 y 49 para todas las anfibolitas, por lo cual tienen afinidad con basaltos MORB o formados en cuencas trasarco (Figura 50a). Una menor concentración de Zr y bajas relaciones Zr/Y, Nb/Y y Ti/Y sugiere que las anfibolitas son subalcalinas con afinidad de dorsal centro-oceánica (Figura 50c-d).

Figura 50. (a) Diagrama V–Ti de Shervais (1982). IAT – toleíta de arco de islas, BAB – cuenca de retro-arco, CFB – basalto de flujos continentales, OIB – basalto de islas oceánicas. (b) Diagrama Zr vs. Ti de Pearce (1982). (c) Diagrama Zr vs. Zr/Y de Pearce y Norry (1979) y Pearce (1983). WPB – basalto intraplaca, IAB – basalto de arco de islas, VAB – basalto de arco volcánico. (d) Diagrama Nb/Yb vs Ti/Y de Pearce (1982). Se muestran las composiciones del manto primitivo (PM), basalto normal de dorsal oceánica (NMORB), basalto enriquecido de dorsal oceánica (EMORB), basalto de isla oceánica (OIB) de Sun y McDonough (1989); corteza continental superior (UCC) y corteza continental inferior (LCC) de Taylor y McLennan (1985). Se grafican campos de anfibolitas de otros fragmentos corticales adyacentes al NW del supercontinente Gondwana. (1) CET – Complejo El Triunfo: González-Guzmán et al. (2016a). (2) Complejo Acatlán: Keppie et al. (2008a, 2016); Ortega-Obregón et al. (2010). Pg: Paragneis; Og: Ortogneis.

La contaminación de las rocas máficas ya sea por incorporación de sedimentos subducidos o por asimilación de corteza continental se puede monitorear con los diagramas Ta/Yb vs. Th/Yb, La/Yb vs. Nb/La y La/Yb vs. Th/Nb de la Figura 51. Las anfibolitas en ortogneises se grafican alejadas del arreglo del manto, consistentes con basaltos de arcos volcánicos, que tienen altas relaciones Th/Yb y una afinidad toleítica a calco-alcalina. Las anfibolitas en paragneises tienen tendencias mixtas entre el arreglo mantélico típico, cerca de la composición de basaltos EMORB, hasta basaltos de arco volcánico, teniendo la mayoría de las muestras un carácter toleítico, y tres de ellas calco-alcalino a shoshonítico. Esto sugiere que en ambos grupos de anfibolitas la contaminación cortical es significativa.

Figura 51. (a) Diagrama Ta/Yb vs. Th/Yb de Pearce (1982). TH- toleítico, CA – calcoalcalino, SHO – shoshonítico. Se muestran las composiciones del manto primitivo (PM), basalto normal de dorsal oceánica (NMORB), basalto enriquecido de dorsal oceánica (EMORB), basalto de isla oceánica (OIB) de Sun and McDonough (1989); corteza continental superior (UCC) y corteza continental inferior (LCC) de Taylor y McLennan (1985). (b-c) Diagramas de discriminación La/Yb vs. Nb/La y Th/Nb para basaltos MORB, de arco e islas oceánicas de Hollocher et al. (2012). Se grafican campos de anfibolitas de otros fragmentos corticales adyacentes al NW del supercontinente Gondwana. (1) CET – Complejo El Triunfo: González-Guzmán et al. (2016a). (2) Complejo Acatlán: Keppie et al. (2008a, 2016); Ortega- Obregón et al. (2010). Pg: Paragneis; Og: Ortogneis.

Aunque la mayoría de elementos usados en los diagramas de la Figura 51 son HFSEs, se debe considerar que el Th es transicional entre LILE y HFSE, por lo que puede ser móvil o inmóvil dependiendo de la presión, la temperatura y la composición de la fase fluida (Pearce, 1982). La contaminación también se evidencia considerando las relaciones La/Yb vs Nb/La y Th/Nb, donde las anfibolitas corresponden a campos MORB, arcos oceánicos y arcos continentales (Fig. 51b-c).

Otros diagramas triangulares considerando HFSEs y óxidos de elementos minoritarios menos suceptibles a movilidad clasifican a la mayoría de las anfibolitas como basalto de arco volcánico y cuenca trasarco con algunas muestras con afinidad MORB (Figura 52). De igual forma, en los diagramas triangulares de discriminación en el sistema Th-Hf-Ta-Zr-Nb de Wood (1980) las anfibolitas tienen firma de toleítas de arco de islas a basaltos de arcos volcánicos, indicando un régimen convergente (Figura 53).

Figura 52. (a) Diagrama La-Y-Nb para discriminación de series de rocas volcánicas de Cabanis y Lecolle (1989). BAB – basalto de cuenca retro-arco. (b) Diagrama Zr-Nb-Y para discriminación de basaltos de Meschede (1986). AI - basaltos intraplaca alcalinos, AII - basaltos intraplaca alcalinos y toleítas intraplaca, B – EMORB, C – basaltos de arco volcánico y toleítas intraplaca, D – NMORB y basaltos de arco volcánico. (c) Diagrama MnO-TiO2-P2O5 de Mullen (1983) para

discriminación de basaltos de ambientes oceánicos. OIT- toleíta de isla oceánica, IAT – toleíta de arco de islas, OIA – basalto alcalino de isla oceánica, CAB – basalto de arco continental, Bon – boninita. Se grafican campos de anfibolitas de otros fragmentos corticales adyacentes al NW del supercontinente Gondwana. (1) CET – Complejo El Triunfo: González-Guzmán et al. (2016a). (2) Complejo Acatlán: Keppie et al. (2008a, 2016); Ortega-Obregón et al. (2010). Pg: Paragneis; Og: Ortogneis.

En los diagramas de discriminación de la afinidad tectónica de basaltos de ambientes oceánicos basados en análisis estadísticos rigurosos de Vermeesch (2006) y utilizando elementos HFSEs (excepto el Sr) también se puede inferir una afinidad MORB a basaltos de arcos de islas para las anfibolitas del Complejo Iglesias, aunque un enriquecimiento en Eu también se relaciona a basaltos de islas oceánicas (Figura 54).

Figura 53. Esquema de clasificación de Wood (1980) en el sistema Th-Hf-Ta-Zr-Nb. (a) Diagrama Th-Hf/3-Ta. (b) Diagrama Th-Hf/3-Nb/16. (c) Diagrama Th-Zr/117-Nb/16. NMORB - basalto normal de dorsal oceánica, EMORB - basalto enriquecido de dorsal oceánica, IAT – toleíta de arco de islas, CAB – basalto de arco continental, WPT – toleíta intraplaca, OIB – basalto de isla oceánica. Se grafican campos de anfibolitas de otros fragmentos corticales adyacentes al NW del supercontinente Gondwana. (1) CET – Complejo El Triunfo: González-Guzmán et al. (2016a). (2) Complejo Acatlán: Keppie et al. (2008a, 2016); Ortega-Obregón et al. (2010). Pg: Paragneis; Og: Ortogneis.

Figura 54. Diagramas triangulares Eu-Lu-Sr (a), V-Ti-Sc (b) y Ti-Sm-V (c) para discriminación de basaltos de ambientes oceánicos según Vermeesch (2006). MORB - basalto de dorsal oceánica, IAB – basalto de arco de islas, OIB – basalto de isla oceánica. Se grafican campos de anfibolitas de otros fragmentos corticales adyacentes al NW del supercontinente Gondwana. (1) CET – Complejo El Triunfo: González-Guzmán et al. (2016a). (2) Complejo Acatlán: Keppie et al. (2008a, 2016); Ortega-Obregón et al. (2010). En (b) no se grafica el Complejo Acatlán porque no se disponen de concentraciones de Sc. Pg: Paragneis; Og: Ortogneis.

Los diagramas de funciones discriminantes de la Figura 55 distinguen entre los cuatro ambientes tectónicos de formación de rocas básicas y ultrabásicas: arco de islas, rift continental, islas oceánicas y dorsal oceánica, basándose en cinco elementos traza, La, Sm, Yb, Nb y Th (Agrawal et al., 2008). Dichos diagramas han probado ser exitosos inlcuso en rocas máficas alteradas y metamorfizadas. Las anfibolitas grafican entre basaltos MORB y de arcos de islas. Los autores de estos diagramas proponen que las interacciones entre arco y dorsal pueden identificarse por un arreglo lineal aproximadamente ortogonal entre los campos IAB-MORB, que es el caso de las muestras del Complejo Iglesias.

Figura 55. Diagramas de funciones discriminantes DF1 vs. DF2 basados en elementos traza (La, Sm, Yb, Nb, Th) de Agrawal et al. (2008) para discriminación de ambientes tectónicos de rocas básicas y ultrabásicas. (a) DF1a = 0.3518 loge (La/Th) + 0.6013 loge (Sm/Th) – 1.3450 loge (Yb/Th) + 2.1056 loge (Nb/Th) – 5.4763; DF2a = –0.3050 loge (La/Th)

– 1.1801 loge (Sm/Th) + 1.6189 loge (Yb/Th) + 1.2260 loge (Nb/Th) – 0.9944. (b) DF1b = 0.3305 loge (La/Th) + 0.3484

loge (Sm/Th) – 0.9562 loge (Yb/Th) + 2.0777 loge (Nb/Th) – 4.5628; DF2b = –0.1928 loge (La/Th) – 1.1989 loge (Sm/Th)

+ 1.7531 loge (Yb/Th) + 0.6607 loge (Nb/Th) – 0.4384. (c) DF1c = 1.7517 loge (Sm/Th) – 1.9508 loge (Yb/Th) + 1.9573

loge (Nb/Th) – 5.0928; DF2c = –2.2412 loge (Sm/Th) + 2.2060 loge (Yb/Th) + 1.2481 loge (Nb/Th) – 0.8243. (d) DF1d =

–0.5558 loge (La/Th) – 1.4260 loge (Sm/Th) + 2.2935 loge (Yb/Th) – 0.6890 loge (Nb/Th) + 4.1422; DF2d = –0.9207 loge

(La/Th) + 3.6520 loge (Sm/Th) – 1.9866 loge (Yb/Th) + 1.0574 loge (Nb/Th) – 4.4283. MORB - basalto de dorsal oceánica,

IAB – basalto de arco de islas, OIB – basalto de isla oceánica, CRB - basalto de rift continental. Se grafican campos de anfibolitas de otros fragmentos corticales adyacentes al NW del supercontinente Gondwana. (1) CET – Complejo El Triunfo: González-Guzmán et al. (2016a). (2) Complejo Acatlán: Keppie et al. (2008a, 2016); Ortega-Obregón et al. (2010). Pg: Paragneis; Og: Ortogneis.