Las rocas volcánicas del Cerro El Centinela (36°39′S-67°20′W; Fig. 1a) forman parte del conjunto shoshonítico del Grupo Choiyoi (Pérmico-Triásico) en la provincia de La Pampa1. Consisten en una secuencia volcánica continua de coladas de lava que se degradan a brechas volcánicas, intercaladas con rocas piroclásticas (Fig. 1b). El conjunto tiene una actitud homoclinal que cambia de Az: 296° a 170°/15°-20° en la base a 175° a 152°/17°-15° hacia la parte superior de la secuencia (plano de estratificación: strike, 0°-360°, y dip 90° en el sentido de las agujas del reloj, desde el strike dado, 0°-90°). Las variaciones de rumbo y buzamiento que se producen entre los distintos flujos deben ser necesariamente de origen primario y están relacionadas con la paleotopografía del entorno deposicional. Si estas variaciones fueran de origen tectónico, todo el cuerpo volcánico debería haberse inclinado como un solo bloque y no individualmente como se observa en el campo. Por lo tanto se puede excluir la deformación tectónica postpérmica y considerar que las direcciones paleomagnéticas identificadas se registraron in situ.
Localización y distribución estratigráfica de los yacimientos paleomagnéticos y edad U-Pb del tope del Cerro El Centinela. (a) El Cerro El Centinela está expuesto en el noroeste de la provincia de La Pampa, Argentina, como parte del cinturón de Gondwánidos21, y otras localidades con estudios paleomagnéticos en los alrededores (círculos). (b) 44 sitios en total fueron muestreados desde la base hasta la cima del Cerro El Centinela (ver también Tabla 2) dos veces: durante 1986 (a en la Tabla 2) y 2009 respectivamente. Todos los datos fueron analizados conjuntamente. El límite estratigráfico entre ambas poblaciones se indica en la parte superior de la secuencia (Sitio CC13a; CC17 respectivamente). (c) Gráfico U-Pb de Tera-Wasserburg que muestra una edad de concordia de 276 ± 11 Ma (Tabla 1), que restringe el final de la actividad magmática a la etapa Kunguriana en el Pérmico Superior inferior. Esta figura fue digitalizada a partir de mapas base de dominio público de Sudamérica y Argentina (http://www.ign.gob.ar/AreaServicios/DescargasGratuitas/MapaMudos) y editada con el software Inkscape 0.91 (www.inkscape.org).
A pesar de que los circones son bastante raros en las rocas volcánicas ultrapotásicas, se han llevado a cabo varios intentos para recoger cristales de circón para su datación radiométrica. En una de las ocasiones en que se tuvo éxito, se procesó una muestra de 5 kg del flujo de lava de la parte superior de la secuencia (Fig. 1b,c) y se separaron dos cristales de circón para su análisis isotópico. Se obtuvo una edad de 276 ± 11 Ma, lo que permite situar el tope de la secuencia volcánica del Cerro El Centinela en el estadio Kunguriano del Pérmico Superior inferior (Fig. 1c y Tabla 1). En la base de la secuencia se realizaron al menos cinco intentos de búsqueda de circones que resultaron infructuosos. A pesar de ello, seguiremos intentándolo.
Todas las muestras mostraron un comportamiento similar durante la desmagnetización térmica progresiva. Se mantuvieron estables durante los primeros pasos de calentamiento y comenzaron a desmagnetizarse entre 600 °C y 680 °C con un decaimiento gradual cuasi-lineal o abrupto hacia el origen2 (Fig. 2a). Todas las rocas estudiadas presentan una magnetización remanente característica invertida (ChRM), con inclinaciones positivas (hacia abajo) (Fig. 2a,b; Tabla 2) y una buena consistencia direccional dentro del sitio (α95 < 15° y k > 20), con la excepción de los sitios CC1, CC2, CC4 y CC23 que no fueron utilizados para análisis estadísticos posteriores. Según nuestras determinaciones de edad, esta magnetización se adquirió durante la supercronización inversa de Kiaman. El ChRM es transportado por la hematita producto de la oxidación de la magnetita durante el enfriamiento de la sucesión3 lo que sugiere una edad de la magnetización covalente con el enfriamiento de la sucesión. La media del ChRM basada en 40 yacimientos aceptados (Fig. 2b, Tabla 2) es: Decl. = 150,7°, Incl. = 55,9°, α95 = 3,6° y k = 39,6.
Comportamiento de la desmagnetización térmica y direcciones de remanencia características del Cerro El Centinela. (a) Resultados de la desmagnetización térmica de ejemplares seleccionados de la base (CC1112b) y de la cima (CC2542b) de la secuencia de las rocas volcánicas del Cerro El Centinela, representados como diagramas de Zijderveld2, curva cartesiana de desmagnetización y proyección estereográfica de igual área de las direcciones de remanencia parcial (en coordenadas geográficas). (b) Direcciones de remanencia media característica del yacimiento de la Población 1 (base de la secuencia, círculos azules) y de la Población 2 (cima de la secuencia, círculos granates) (en proyección de área igual) con las respectivas medias (círculos rojos). Véase también el cuadro 2. La estrella indica la dirección del campo dipolar axial. Esta figura-base fue generada con el software Remasoft 3.0 (https://www.agico.com/text/software/remasoft/remasoft.php) y editada con Inkscape 0.91 (www.inkscape.org).
Es posible subdividir las direcciones del ChRM en dos poblaciones diferentes. El límite estratigráfico entre ambas poblaciones se sitúa en la parte superior de la secuencia donde aparece la primera capa de toba a unos 100 m por encima de la base (Sitios CC13a; CC17; Tabla 2; Figs 1b y 2). La dirección media in situ de la población 1, es: N = 25, Decl. = 142.7°, Incl. = 62.6°, α95 = 3.0° y k = 92.4 (círculos azules en la Fig. 2b) y para la población 2, es: N = 15, Decl. = 159,2°, Incl. = 43,9°, α95 = 3,3° y k = 139,1 (círculos granates en la Fig. 2b). La distancia de 21° del círculo mayor de ambas direcciones las hace estadísticamente distintas4, lo que indica que hubo suficiente tiempo entre las dos poblaciones para promediar la variación secular. Además, la consistencia interna de cada yacimiento es muy alta, con un alfa 95 inferior a 10° (ver Tabla 2), pero no es la misma entre los distintos yacimientos, demostrando también que transcurrió suficiente tiempo entre los distintos eventos volcánicos. A lo largo de la secuencia estratigráfica (Fig. 1b), se han calculado dos polos paleomagnéticos de alta calidad promediando los polos geomagnéticos virtuales (VGP) que representan cada sitio (Fig. 2b). Son el Polo Paleomagnético (PP) de El Centinela I: N = 25, Lat.: 060.8°S; Long: 356.6°E, A95 = 4.5° y El Centinela II PP: N = 15, Lat.: 69.2°S; Long: 048.2°E, A95 = 3.5° (Fig. 3; Tabla 2).
Posición de los polos paleomagnéticos de El Centinela I y El Centinela II en la trayectoria de vagabundeo polar aparente (APWP) del Paleozoico Tardío para Sudamérica5,6. Esta figura-base fue generada con el software GMap 2015 (http://www.earthdynamics.org/software/GMAP2015/GMAP.zip) y editada con Inkscape 0.91 (www.inkscape.org).
Ambos PP tienen buena consistencia con los polos paleomagnéticos coetáneos de otras regiones del margen suroccidental de Gondwana5,6 (Figs 1a y 3) con edades comprendidas entre el Pérmico temprano (PP de Tunas I7, con 295.5 ± 8,0 Ma8) y el Pérmico tardío temprano (Tunas II PP9, con 280,8 ± 1,9 Ma10), los PPs Río Curaco11 y San Roberto11, respectivamente, el PP Sierra Chica (a)12,13 y el PP Punta Sierra14. Los PPs El Centinela I y II han sido calculados en rocas volcánicas, y además estos polos no son los únicos PPs basados en rocas volcánicas de Sudamérica. El PP12 de Sierra Chica (a) también se determinó en rocas volcánicas pertenecientes a la provincia volcánica de Choiyoi1, que coincide plenamente con la edad y la posición de El Centinela I. Unos años más tarde, se ha publicado un polo paleomagnético diferente para Sierra Chica (b) PP15. Aunque cuando se realizó sobre los mismos afloramientos, la aplicación de una errónea corrección estructural e interpretación de la edad de estos datos15 dislocó la posición de este PP13.
Cada uno de los polos de El Centinela representa un importante espesor estratigráfico de más de 50 m (Fig. 1b). Por lo tanto, debido a la separación estratigráfica y a que la diferencia de edad entre los PP El Centinela I (datados a partir del PP coetáneo Tunas I)7,8 y El Centinela II es de unos 15 Ma, la diferencia de declinaciones no puede atribuirse a una variación secular. En su lugar, la diferencia en las declinaciones podría atribuirse a una aparente deriva polar (Fig. 3).
La presencia de estas dos posiciones paleopolares en la misma secuencia estratigráfica volcánica continua y no deformada hace que esta localización sea quizás el mejor ejemplo del mundo para el estudio de la paleogeografía de Gondwana durante el Paleozoico Tardío. Con estos polos es posible rastrear con precisión el APWP para Sudamérica durante el Paleozoico tardío y el Triásico y visualizar los movimientos de la placa y la deformación relacionada con la corteza asociada a ellos en las inflexiones del APWP5,6 (Fig. 3). El desplazamiento de los continentes respecto al Polo Sur geográfico muestra la transición de una Pangea B16 durante el Carbonífero-Pérmico/Pérmico Superior (Fig. 4), a una Pangea A en el límite Pérmico-Triásico6.
Reconstrucción paleogeográfica de Gondwana durante el Carbonífero-Pérmico, basada en el PP El Centinela I y para el Pérmico Superior basada en el PP El Centinela II. Los continentes y los paleopolos se rotaron de forma independiente para cada corte temporal6. La reconstrucción de la Laurentia se realizó con polos de rocas ígneas y con corrección de aplanamiento, seleccionados de la base de datos de la Laurentia6. Esta figura-base fue generada con el software GMap 2015 (http://www.earthdynamics.org/software/GMAP2015/GMAP.zip) y editada con Inkscape 0.91 (www.inkscape.org).