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 Volume 2 Chapter 4

Chapter 4

Diverse Jurassic Magmatic Arcs of the Colombian Andes: Constraints from Petrography, Geochronology,​ and Geochemistry   

Gabriel RODRÍGUEZ–GARCÍA, Ana María CORREA–MARTÍNEZ, Gilberto ZAPATA–GARCÍA, María Isabel ARANGO–MEJÍA, Gloria OBANDO–ERAZO, Juan Pablo ZAPATA–VILLADA, and José Gilberto BERMÚDEZ

https://doi.org/10.32685/pub.esp.36.2019.04

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Citation is suggested as: 

Rodríguez–García, G., Correa–Martínez, A.M., Zapata–García, G., Arango–Mejía, M.I., Obando–Erazo, G., Zapata–Villada, J.P. & Bermúdez, J.G. 2020. Diverse Jurassic magmatic arcs of the Colombian Andes: Constraints from petrography, geochronology, and geochemistry. In: Gómez, J. & Pinilla–Pachon, A.O. (editors), The Geology of Colombia, Volume 2 Mesozoic. Servicio Geológico Colombiano, Publicaciones Geológicas Especiales 36, 54 p. Bogotá. https://doi.org/10.32685/pub.esp.36.2019.04


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Abstract

New field, petrographic, whole–rock geochemical, and U–Pb zircon geochronological data obtained from Jurassic plutonic rocks of the Santander Massif, plutonic and volcanic rocks in the Upper Magdalena Valley, and plutonic rocks in the northern block of the Ibagué Batholith provide evidence that the Jurassic igneous activity that is recorded in several blocks of the Colombian Andes began in the Late Triassic and ended in the Early Cretaceous. This magmatism developed in at least three different magmatic arcs, during clearly defined time periods, over basements with different characteristics. The first stationary continental margin arc was active between the Late Triassic (ca. 214 Ma) and the Early Jurassic (ca. 184 Ma). It is located in the Santander Massif and is primarily represented by monzogranitic, peraluminous plutons generated by multiple magmatic pulses that involved varying degrees of crustal melting. This study proposes, for the first time, that most of the arc was emplaced into primarily Ordovician basement and that a small part was emplaced into early Neoproterozoic basement. The second arc, which is located in the Upper Magdalena Valley, developed between the Early Jurassic (ca. 197 Ma) and the Middle Jurassic (ca. 167 Ma) during at least three magmatic pulses related to arc migration, which is evidenced by compositional and temporal variations in which the plutons evolved from metaluminous monzodiorites to peraluminous granites, and the volcanic rocks evolved from andesites to rhyolites. This second arc was emplaced into Neoproterozoic metamorphic basement, Paleozoic sedimentary rocks, Permian igneous rocks, and Triassic sedimentary rocks. The third continental margin arc, which is located in the northern block of the Ibagué Batholith, formed from the Late Jurassic (ca. 158 Ma) to the Early Cretaceous (ca. 138 Ma). It is characterized by at least two pulses that are represented by a western syntectonic pluton and an eastern post–tectonic pluton, both of which have calc–alkaline metaluminous tonalitic compositions, that are separated by a band of metamorphic basement rocks of Late Jurassic age, not Neoproterozoic or Permian – Triassic as was previously thought.

 

Keywords: continental arc magmatism, U–Pb zircon geochronology, metamorphic basement, peraluminous magmatism, metaluminous magmatism.



Resumen 

Nuevos datos de campo, petrografía, litogeoquímica y geocronología U–Pb en circón de plutones jurásicos del Macizo de Santander, plutones y volcanitas del Valle Superior del Magdalena y plutones del bloque norte del Batolito de Ibagué demuestran que la actividad ígnea jurásica registrada en varios bloques de los Andes colombianos comenzó en el Triásico Tardío y finalizó en el Cretácico Temprano. Este magmatismo se desarrolló en por lo menos tres arcos magmáticos diferentes, durante intervalos de tiempo claramente definidos y sobre basamentos con distintas características. El primer arco de margen continental estacionario estuvo activo entre el Triásico Tardío (ca. 214 Ma) y el Jurásico Temprano (ca. 184 Ma). El registro de este arco se encuentra en el Macizo de Santander y está representado por plutones principalmente monzograníticos, peraluminosos, generados por múltiples pulsos magmáticos que involucraron diversos grados de fusión cortical. En este estudio se propone, por primera vez, que la mayor parte del arco se emplazó en basamento principalmente ordovícico y otra menor en basamento neoproterozoico temprano. El segundo arco se localiza en el Valle Superior del Magdalena y se desarrolló entre el Jurásico Temprano (ca. 197 Ma) y el Jurásico Medio (ca. 167 Ma) durante al menos tres pulsos magmáticos relacionados con la migración del arco. Esto se evidencia por las variaciones composicionales y temporales en las cuales los plutones evolucionaron de monzodioritas metaluminosas a granitos peraluminosos y las rocas volcánicas, de andesitas a riolitas. El segundo arco se emplazó en basamento metamórfico neoproterozoico, sedimentario paleozoico, ígneo pérmico y sedimentario triásico. El tercer arco de margen continental se encuentra localizado en el bloque norte del Batolito de Ibagué y se formó durante el Jurásico Tardío (ca. 158 Ma) al Cretácico Temprano (ca. 138 Ma). Se caracteriza por al menos dos pulsos representados en un plutón sintectónico occidental y un plutón postectónico oriental, ambos compuestos por tonalitas metaluminosas calcoalcalinas separadas por una franja de rocas metamórficas del basamento de edad jurásica temprana y no del Neoproterozoico ni del Pérmico–Triásico como se consideraba anteriormente.

 

Palabras clave: magmatismo de arco continental, geocronología U–Pb en circón, basamento metamórfico, magmatismo peraluminoso, magmatismo metaluminoso.


Abbreviations 


ACG                                                 Arc calc–alkaline granitoids

CL                                                        Cathodoluminescence

E–MORB                               Enriched mid–ocean ridge basalt

HFSE                                                                        High field strength element

HREE                                           Heavy rare earth element

KCG                                                High–K calc–alkaline granitoids

ICP–MS                                     Inductively coupled plasma mass spectrometry

LA–ICP–MS                       Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry

LAI                                                     Laboratorio de Estudios Isotópicos

LCL                                                Lithological Characterization Laboratory

LILE                                                Large–ion lithophile element

LOI                                                  Loss on ignition

LREE                                                                      Light rare earth element

MORB                                     Mid–ocean ridge basalt

N–MORB                            Normal mid–ocean ridge basalt

NBIB                                            Northern block of Ibagué Batholith

OIB                                               Ocean island basalt

REE                                                Rare earth element

SGC                                             Servicio Geológico Colombiano

SM                                                 Santander Massif

SNSM                                       Sierra Nevada de Santa Marta

UNAM                                    Universidad Autónoma de México

UMV                                            Upper Magdalena Valley

XRF                                                X–ray fluorescence



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