Ordovician igneous and metamorphic units in southeastern Puna: New U–Pb and Sm–Nd data and implications for the evolution of northwestern Argentina

New field, petrological, geochemical, and geochronological data (U–Pb and Sm–Nd) for Ordovician rock units in the southeastern Puna, NW Argentina, indicate two lithostratigraphic units at the eastern–northeastern border of salar Centenario: (1) a bimodal volcanosedimentary sequence affected by low- to medium-grade metamorphism, comprising metasediments associated with basic and felsic metavolcanic rocks, dated 485 ± 5 Ma, and (2) a plutonic unit composed of syenogranites to quartz-rich leucogranites with U–Pb zircon ages between 462 ± 7 and 475 ± 5 Ma. Felsic metavolcanic and plutonic rocks are peraluminous and show similar geochemical differentiation trends. They also have similar Sm–Nd isotopic compositions (TDM model ages of 1.54–1.78 Ga; εNd(T) values ranging from −3.2 to −7.5) that suggest a common origin and derivation of the original magmas from older (Meso-Paleoproterozoic?) continental crust. Mafic rocks show εNd(T) ranging from +2.3 to +2.5, indicating a depleted mantle source. The data presented here, combined with those in the literature, suggest Ordovician magmatism mainly recycles preexisting crust with minor additions of juvenile mantle-derived material.

RésuméNuevos estudios de campo, petrológicos, geoquímicos y datos geocronológicos (U–Pb y Sm–Nd) de unidades ordovícicas de la Puna sudoriental, Noroeste Argentino, nos permitió reconocer dos unidades litoestratigráficas: (i) una secuencia volcano-sedimentaria bimodal afectada por un metamorfismo de bajo-mediano grado, comprendiendo metasedimentos asociados a metavolcanitas félsicas y básicas con edades de 485 ± 5 Ma. y (ii) una unidad plutónica integrada por sienogranitos a leucogranitos ricos en cuarzo con edades U–Pb en zircones de 462 ± 7 y 475 ± 3 Ma. Las metavolcanitas felsicas y las rocas plutónicas son peraluminosas y muestran similares “trends” de diferenciación geoquímica. Tambien presentan similares composiciones isotópicas Sm–Nd (Edades modelo TDM entre 1.54 Ga. y 1.78 Ga. y valores εNd(T) entre – 3.2 y – 7.5), lo cual sugiere un origen en común y que los magmas originales derivan del reciclaje de una corteza continental (Meso-Paleoproterozoica?). Las rocas máficas muestran valores de εNd(T) entre + 2.3 y +2.5 indicando una fuente mantelica empobrecida. Los datos presentados en este trabajo, combinados con los de la literatura, sugieren que el evento Ordovícico recicla principalmente corteza preexistente con menor adición de material mantélico juvenil.