Vulkanické horniny Cerro El Centinela (36°39′S-67°20′W; Fig. 1a) jsou součástí šošonitové svity skupiny Choiyoi (perm-trias) v provincii La Pampa1. Tvoří je souvislá vulkanická sekvence lávových proudů, které degradují na vulkanické brekcie, proložené pyroklastickými horninami (obr. 1b). Soubor má homoklinální úklon, který se mění z az: 296° na 170°/15°-20° na bázi na 175° na 152°/17°-15° k vrcholu sekvence (rovina podloží: strike, 0°-360°, a dip 90° ve směru hodinových ručiček, od daného strike, 0°-90°). Změny v striktu a dipu, které se vyskytují mezi jednotlivými proudy, musí být nutně primárního původu a souvisejí s paleotopografií depozičního prostředí. Pokud by tyto variace byly tektonického původu, muselo by se celé vulkanické těleso naklánět jako jeden blok, a ne jednotlivě, jak je pozorováno v terénu. Proto lze vyloučit postpermské tektonické deformace a identifikované paleomagnetické směry považovat za zaznamenané in situ.
Lokalizace a stratigrafické rozložení paleomagnetických lokalit a U-Pb stáří vrcholu Cerro El Centinela. (a) Cerro El Centinela je odkryto na severozápadě provincie La Pampa v Argentině jako součást pásma gondwanidů21 a další lokality s paleomagnetickými studiemi v okolí (kroužky). (b) Celkem 44 lokalit bylo vzorkováno od základny až po vrchol Cerro El Centinela (viz také tabulka 2) dvakrát: během roku 1986 (a v tabulce 2), resp. 2009. Všechna data byla analyzována společně. Stratigrafická hranice mezi oběma populacemi je vyznačena v horní části sekvence (lokalita CC13a; resp. CC17). (c) U-Pb Tera-Wasserburgův graf ukazující stáří konkordie 276 ± 11 mil. let (tab. 1), které omezuje ukončení magmatické aktivity na stupeň kungur ve spodním svrchním permu. Tento obrázek byl digitalizován z veřejně dostupných základních map Jižní Ameriky a Argentiny (http://www.ign.gob.ar/AreaServicios/DescargasGratuitas/MapaMudos) a upraven pomocí softwaru Inkscape 0.91 (www.inkscape.org).
Přestože jsou zirkony v ultrapotasových vulkanických horninách poměrně vzácné, bylo podniknuto několik pokusů s cílem získat krystaly zirkonu pro radiometrické datování. Při jednom z úspěšných pokusů byl zpracován vzorek o hmotnosti 5 kg z lávového proudu z vrcholu sekvence (obr. 1b,c) a byly odděleny dva krystaly zirkonu pro izotopovou analýzu. Získali jsme stáří 276 ± 11 mil. let, které umožňuje zařadit vrchol vulkanické sekvence Cerro El Centinela do kungurského stupně spodního svrchního permu (obr. 1c a tab. 1). Na bázi sekvence bylo provedeno nejméně pět pokusů o hledání zirkonů, které se ukázaly jako neúspěšné. Přesto se o to budeme pokoušet i nadále.
Všechny vzorky vykazovaly podobné chování během postupné tepelné demagnetizace. Během prvních kroků zahřívání byly stabilní a mezi 600 °C až 680 °C začaly demagnetizovat s postupným kvazilineárním nebo náhlým poklesem směrem k počátku2 (obr. 2a). Všechny studované horniny nesou obrácenou charakteristickou remanentní magnetizaci (ChRM) s kladným sklonem (směrem dolů) (obr. 2a,b; tab. 2) a dobrou směrovou konzistencí v rámci lokality (α95 < 15° a k > 20), s výjimkou lokalit CC1, CC2, CC4 a CC23, které nebyly použity pro další statistickou analýzu. Podle našich stanovení stáří byla tato magnetizace získána během Kiamanova reverzního superchronu. ChRM je nesena hematitovým produktem oxidace magnetitu během ochlazování sekvence3 , což naznačuje stáří magnetizace současně s ochlazováním sekvence. Průměrná hodnota ChRM na základě 40 akceptovaných lokalit (obr. 2b, tab. 2) je: Decl. = 150,7°, Incl. = 55,9°, α95 = 3,6° a k = 39,6.
Chování termální demagnetizace a charakteristické směry remanence Cerro El Centinela. (a) Výsledky termické demagnetizace pro vybrané vzorky báze (CC1112b) a vrcholu (CC2542b) sekvence z vulkanických hornin Cerro El Centinela, znázorněné jako Zijderveldovy diagramy2 , kartézská demagnetizační křivka a rovnoplošná stereografická projekce dílčích remanenčních směrů (v zeměpisných souřadnicích). (b) Střední směry remanence charakteristické pro lokalitu populace 1 (báze sekvence, modré kruhy) a populace 2 (vrchol sekvence, granátové kruhy) (ve stejnoplošné projekci) s příslušnými mediemi (červené kruhy). Viz také tabulka 2. Hvězdička označuje směr axiálního dipólového pole. Tato obrazová základna byla vytvořena pomocí softwaru Remasoft 3.0. (https://www.agico.com/text/software/remasoft/remasoft.php) a upravena pomocí programu Inkscape 0.91 (www.inkscape.org).
Směry ChRM je možné rozdělit do dvou různých populací. Stratigrafická hranice mezi oběma populacemi se nachází v horní části sekvence, kde se ve výšce asi 100 m nad bází objevuje první vrstva tufu (lokality CC13a; CC17; tab. 2; obr. 1b a 2). Střední směr in situ populace 1, je: N = 25, Decl. = 142,7°, Incl. = 62,6°, α95 = 3,0° a k = 92,4 (modré kruhy na obr. 2b) a pro populaci 2 je: N = 15, Decl. = 159,2°, Incl. = 43,9°, α95 = 3,3° a k = 139,1 (granátové kroužky na obr. 2b). Vzdálenost velkých kružnic 21° obou směrů je činí statisticky odlišnými4 , což naznačuje, že mezi oběma populacemi byl dostatek času na zprůměrování sekulárních změn. Kromě toho je vnitřní konzistence jednotlivých lokalit velmi vysoká s alfa 95 nižší než 10° (viz tab. 2), ale není stejná mezi různými lokalitami, což také ukazuje, že mezi jednotlivými vulkanickými událostmi byl dostatek času. Podél stratigrafické sekvence (obr. 1b) byly zprůměrováním virtuálních geomagnetických pólů (VGP) reprezentujících každou lokalitu vypočteny dva vysoce kvalitní paleomagnetické póly (obr. 2b). Jedná se o paleomagnetický pól El Centinela I (PP): N = 25, šířka: 060,8° j. š.; délka: A95 = 4,5° a El Centinela II PP: N = 15, šířka: 69,2° j. š.; délka::
Poloha paleomagnetických pólů El Centinela I a El Centinela II na pozdně paleozoické zjevné dráze polárního putování (APWP) pro Jižní Ameriku5,6. Tento obrazový podklad byl vytvořen pomocí softwaru GMap 2015 (http://www.earthdynamics.org/software/GMAP2015/GMAP.zip) a upraven pomocí programu Inkscape 0.91 (www.inkscape.org).
Oba PP mají dobrou shodu s koevaluačními paleomagnetickými póly z jiných oblastí jihozápadního okraje Gondwany5,6 (obr. 1a a 3) se stářím vázaným mezi raný perm (PP Tunas I7, s 295.5 ± 8,0 Ma8) a raným pozdním permem (Tunas II PP9, s 280,8 ± 1,9 Ma10), Rio Curaco11 a San Roberto11 PP, respektive Sierra Chica (a)12,13 PP a Punta Sierra PP14. PP El Centinela I a II byly vypočteny ve vulkanických horninách a navíc tyto póly nejsou jedinými PP založenými na vulkanických horninách Jižní Ameriky. PP12 Sierra Chica (a) byl rovněž určen ve vulkanických horninách patřících do vulkanické provincie Choiyoi1 , což se plně shoduje se stářím a polohou El Centinela I. O několik let později byl publikován jiný paleomagnetický pól pro Sierra Chica (b) PP15. Přestože při jeho provedení na stejných výchozech došlo při použití chybné strukturní korekce a interpretace stáří těchto dat15 k dislokaci této polohy PP13.
Každý z pólů El Centinela představuje značnou stratigrafickou tloušťku více než 50 m (obr. 1b). Proto vzhledem ke stratigrafickému oddělení a vzhledem k tomu, že rozdíl ve stáří PP El Centinela I (datované od souvrství PP Tunas I)7,8 a El Centinela II činí přibližně 15 mil. let, nelze rozdíl v deklinaci přičítat sekulární variaci. Místo toho lze rozdíl v deklinacích připsat zjevnému polárnímu putování (obr. 3).
Přítomnost těchto dvou paleopolárních poloh ve stejné souvislé a nedeformované vulkanické stratigrafické sekvenci činí z této lokality pravděpodobně nejlepší příklad na světě pro studium paleogeografie Gondwany během pozdních paleozoik. Díky těmto pólům je možné přesně sledovat APWP pro Jižní Ameriku během pozdního paleozoika a triasu a vizualizovat pohyby desek a s nimi spojené deformace zemské kůry na inflexích APWP5,6 (obr. 3). Posun kontinentů vzhledem ke geografickému jižnímu pólu ukazuje přechod od Pangey B16 během karbonu, permu a svrchního permu (obr. 4) k Pangee A na hranici permu a triasu6.
Paleogeografická rekonstrukce Gondwany během karbonu-permu na základě PP El Centinela I a pro svrchní perm na základě PP El Centinela II. Kontinenty a paleopole byly pro každý časový úsek otočeny nezávisle6. Rekonstrukce Laurentia byla provedena pomocí pólů z vyvřelých a zploštělých hornin, vybraných z databáze Laurentia6. Tato obrazová základna byla vytvořena pomocí softwaru GMap 2015 (http://www.earthdynamics.org/software/GMAP2015/GMAP.zip) a upravena pomocí programu Inkscape 0.91 (www.inkscape.org).
.