Petrology of very high temperature crustal xenoliths in the Puente Negro intrusion: a sapphire-spinel-bearing Oligocene andesite, Mixteco terrane, southern Mexico

Resumen

Este estudio presenta datos petrológicos, químicos, geocronológicos e isotópicos, así como interpretaciones petrogenéticas sobre una localidad volcánica única en el sur de México que contiene xenolitos y xenocristales ígneos y metamórficos de origen profundo, afectados por pirometamorfismo extremo durante su ascenso rápido en un dique andesítico compuesto. La intrusión tiene una edad de de 29.2± 0.3 Ma (matriz volcánica) y de 30.5±0.6 Ma (xenocristales de hornblenda), y es parte de un evento magmático regional en el sur de México que, localmente en Puente Negro, intrusionó gneisses cuarzo-feldespáticos y esquistos micáceos del Complejo Acatlán paleozoico. Los xenolitos consisten en gneisses granatíferos, metapelitas aluminosas, cuarcitas impuras y abundantes rocas gabroicas ricas en hornblenda. Granate, corindón (incluyendo safiro azul-púrpura), espinela y ortopiroxena aluminosa constituyen los tipos principales de xenocristales profundos procedentes de rocas metamórficas disgregadas en la andesita. Asociaciones de presión baja con tridimita, espinela, mullita, silimanita, clinopiroxena y ortopiroxena, óxidos de Fe y Ti y vidrios anatexíticos altos en sílice indican temperaturas pico en el campo del pirometamorfismo superiores a 1100 ºC. Las coronas de descompresión alrededor de granates polimetamórficos formadas por espinela-plagioclasa-ortopiroxena ± corindón ± vidrio en gneisses restíticos de plagioclasa-ortopiroxena-espinela, ortopiroxena aluminosa en los centros de xenocristales de ortopiroxena pobre en aluminio, pseudomorfos de espinela-plagioclasa-corindón probablemente reemplazando granate, y la preservación local de asociaciones de ortopiroxena-silimanita y granate-hiperstena-espinela-cuarzo, claramente apoyan la interacción de un magma basáltico original con la corteza inferior. El contenido de aluminio en ortopiroxena (hasta 11.6 % Al2O3), que coexiste con espinela, pares de ilmenita-magnetita y la distribución Fe/Mg entre ortopiroxena y espinela en las coronas alrededor de granate, indican temperaturas metamórficas durante la descompresión cercanas a los 990 ºC, mientras que pares coexistentes de hornblenda-plagioclasa o de dos piroxenas en los xenolitos gabroicos, proporcionan temperaturas de cristalización de 800 a 950 ºC. Este primer magma basáltico hidratado, representado por los xenolitos gabroicos, se diferenció en la corteza media a presiones de 4–6 kbar, calculadas por barometría del contenido de aluminio en las anfíbolas. La inyección subsecuente a través de esta cámara magmática parcial o totalmente cristalizada de nuevos magmas basálticos, aparentemente causó la desintegración de sus rocas ricas en hornblenda, emplazándose muy cerca de la superficie con su carga de xenolitos y fundiendo parcialmente los gneisses encajonantes. Con estas bases y datos isotópicos (Sr, Pb y Nd) y geoquímicos adicionales, concluimos que la “andesita” Puente Negro fue el producto final de un sistema magmático de larga duración relativa y composición basáltica derivado del manto, el cual, durante el Oligoceno temprano (30–29 Ma), interactuó con niveles inferiores, intermedios y someros de la corteza continental representados respectivamente por xenolitos de metapelitas y cuarcitas en facies de granulita, rocas gabróicas máficas y ultramáficas y buchitas cuarzofeldespáticas en facies de sanidinita.