Geochemical constraints on the petrogenesis of the Paleozoic granitoids of the Sierra de San Luis, Sierras Pampeanas, Argentina

The Paleozoic granitoids of the Sierra de San Luis comprise the Ordovician tonalite suite (OTS; metaluminous to mildly peraluminous calcic tonalite–granodiorites) and granodiorite–granite suite (OGGS; peraluminous calcic to calc-alkaline granodiorite–monzogranites), as well as the Devonian granite suite (DGS; peraluminous alkali-calcic monzogranites) and monzonite–granite suite (DMGS; metaluminous alkali-calcic quartz monzonite–monzogranite ± granodiorite, mildly peraluminous alkalicalcic monzogranites). The OTS has relatively high K2O, CaO, and YbN and low Cr, Ni, Ba, Sr, Rb/Sr, Sr/Y, and (La/Yb)N, as well as negative Eu/Eu∗, high 87Sr/86Sr (0.70850–0.71114), and unradiogenic εNd(470Ma) (−5.3 to −6.0), which preclude an origin of variably fractionated mantle melts and favour a mafic lower crustal source. The OGGS consists of two granitoids: (1) high-temperature characterized by low Al2O3/TiO2, Rb/Sr, and (La/Yb)N, a smooth negative Eu/Eu∗, and relatively high CaO and (2) low-temperature with high Al2O3/TiO2 and Rb/Sr, low CaO, (La/Yb)N, and Sr/Y, and negative Eu/Eu∗. Melting of metagreywackes at pressures below 10 kbar with a variable supply of water could account for the chemistry of the high-T OGGS, whereas dehydration melting of biotite-bearing metasedimentary sources at low pressures is proposed for the low temperature OGGS. Melting of crustal sources relates to a contemporaneous mafic magmatism.Devonian magmatism is characterized by high Ba, Sr, K2O, Na2O, Sr/Y, and (La/Yb)N. Sources for the DGS include metasedimentary or metatonalitic protoliths. Biotite dehydration melting triggered by the addition of heat, supplied by mantle-derived magmas, is proposed. High Ba, Sr, LREE, MgO, Cr, Ni, Zr, and V of the monzonites suggest an enriched lithospheric mantle source. Low Yb and Y and high Sr and (La/Yb)N indicate a garnet-rich residual assemblage (P ⩾ 10 kbar). Melts for the peraluminous rocks may have derived from a metasedimentary or metaigneous source at lower pressures in a process dominated by biotite consumption and plagioclase in the residue.The Ordovician granitoids are synkinematic with compressive deformation related to the early stages of Famatinian convergence. The Devonian magmatism is synkinematic with a system of shear zones that were active during the Achalian cycle.

ResumenLos granitoides paleozoicos de la Sierra de San Luis se hallan representados por la Suite de Tonalitas Ordovícicas (OTS: tonalitas a granodioritas cálcicas metaluminosas a moderamente perlaluminosas), la Suite de Granodioritas-Granitos Ordovícicos (OGGS: granodioritas a monzogranitos cálcicos a calco-alcalinos peraluminosos), la Suite de Granitos Devónicos (DGS: monzogranitos álcali-cálcicos peraluminosos) y por la Suite de Monzonitas-Granitos Devónicos (DMGS: monzonitas cuarzosas, monzogranitos ± granodioritas álcali-cálcicos metaluminosos y monzogranitos álcali-cálcicos moderadamente peraluminosos). La OTS posee K2O, CaO, YbN relativamente altos, bajos Cr, Ni, Ba, Sr, Rb/Sr, Sr/Y, (La/Yb)N, Eu/Eu∗ negativa, εNd(470Ma) entre −5.3 −6.0 y alto 87Sr/86Sr (0.70850–0.71114). Estos valores no indicarían fundidos primarios de origen mantélico sino provenientes de la fusión parcial de una corteza inferior máfica favorecida por tenores de agua variables. La OGGS está integrada por dos tipos de granitos. La suite de alta temperatura se halla caracterizada por bajos Al2O3/TiO2, Rb/Sr, (La/Yb)N, una Eu/Eu∗ suavemente negativa y CaO relativamente alto mientras que la suite de baja temperatura presenta altos Al2O3/TiO2, Rb/Sr, bajo CaO, (La/Yb)N, Sr/Y y una Eu/Eu∗negativa. Los fundidos derivarían de la fusión parcial de metagrauvacas a presiones inferiores a 10 kbar con aporte variable de agua para la suite de temperatura alta mientras que para la suite baja temperatura la fusión parcial sería anhidra y a presión menor. Los procesos de fusión que originaron los granitoides ordovícicos están vinculados a la advección de calor que resultó del magmatismo máfico coetáneo.El magmatismo devónico está caracterizado por altos Ba, Sr, K2O, Na2O, Sr/Y y (La/Yb)N. La fuente para la DGS involucra protolitos metasedimentarios o metatonalíticos mediante la fusión anhidra de biotita. Las rocas metaluminosas de la DMGS provendrían mayormente de fundidos derivados de un manto enriquecido que interactuaron con un componente cortical. Los valores altos de Ba, Sr, LREE, MgO, Cr, Ni, Zr and V de las monzonitas indican el componente del manto enriquecido. El contenido bajo de Yb e Y, los altos tenores de Sr, y la alta (La/Yb)N sugieren una fuente a presiones no menores a 10 kbar. La composición de las rocas peraluminosas de la DMGS en cambio es compatible con la de fundidos derivados de una corteza metasedimentaria o metaígnea generados a menor presión en un proceso dominado por la desestabilización de biotita y la presencia de plagioclasa en el residuo.Las suites ordovícicas son sin-cinemáticas respecto de eventos deformativos del ciclo Famatiniano y podrían haberse emplazado en metasedimentos durante el cierre de una cuenca de retroarco debido a la convergencia famatiniana mientras que el emplazamiento de los granitoides devónicos es sin-cinemático respecto a fajas de cizalla regionales resultantes de/ o probablemente reactivadas durante el ciclo Achaliano.