Cerro El Centinelan (36°39′S-67°20′W; Fig. 1a) ovat osa Choiyoi-ryhmän (perm-triaskausi) shoshoniittista sviittiä La Pampan provinssissa1. Ne koostuvat jatkuvasta vulkaanisesta jaksosta, joka koostuu laavavirroista, jotka hajoavat vulkaanisiksi breksioiksi, joiden välissä on pyroklastisia kiviä (kuva 1b). Sarjan asento on homokliininen, ja se muuttuu Az: 296°:sta 170°/15°-20°:iin pohjalla 175°:sta 152°/17°-15°:iin sarjan huipulla (kerrostumistaso: leikkaus 0°-360° ja kallistus 90° myötäpäivään, kyseisestä leikkauksesta 0°-90°). Eri virtausten välillä esiintyvien laki- ja kallistusvaihteluiden on välttämättä oltava primaarista alkuperää ja liityttävä kerrostumisympäristön paleotopografiaan. Jos nämä vaihtelut olisivat tektonista alkuperää, koko vulkaanisen kappaleen olisi pitänyt kallistua yhtenäisenä lohkona eikä yksittäin, kuten kentällä on havaittu. Siksi Permin jälkeinen tektoninen deformaatio voidaan sulkea pois, ja tunnistettuja paleomagneettisia suuntia voidaan pitää in situ tallennettuina.
Paleomagneettisten paikkojen sijainti ja stratigrafinen jakauma sekä Cerro El Centinelan huipulle merkittyjen paleomagneettisten paikkojen ja Cerro El Centinelan huipulle merkittyjen paleomagneettisten paikkojen ja paleomagneettisten paikkojen U-Pb ikä. (a) Cerro El Centinela paljastuu La Pampan provinssin luoteisosassa Argentiinassa osana Gondwanidien vyöhykettä21 , ja muut paleomagneettisesti tutkitut paikat ympäröivällä alueella (ympyrät). (b) Cerro El Centinelan (ks. myös taulukko 2) juurelta huipulle otettiin näytteet yhteensä 44 paikasta kahdesti: vuonna 1986 (taulukon 2 a) ja vuonna 2009. Kaikki tiedot analysoitiin yhdessä. Molempien populaatioiden välinen stratigrafinen raja on merkitty sekvenssin yläosaan (paikat CC13a ja CC17). (c) U-Pb Tera-Wasserburg-plotti, joka osoittaa konkordian iäksi 276 ± 11 Ma (taulukko 1), mikä rajoittaa magmaattisen toiminnan päättymisen kungurivaiheeseen alemmassa yläpermissä. Tämä kuva on digitoitu Etelä-Amerikan ja Argentiinan julkisista peruskartoista (http://www.ign.gob.ar/AreaServicios/DescargasGratuitas/MapaMudos) ja muokattu Inkscape 0.91 -ohjelmalla (www.inkscape.org).
Huolimatta siitä, että zirkonit ovat melko harvinaisia ultrapotaskaalisissa vulkaanisissa kivilajeissa, zirkonikiteitä on pyritty keräämään useaan otteeseen radiometristä ajoitusta varten. Yhdellä onnistuneella kerralla käsiteltiin 5 kg:n näyte sekvenssin yläosasta peräisin olevasta laavavirrasta (kuva 1b,c) ja erotettiin kaksi zirkonikidettä isotooppianalyysiä varten. Saimme iäksi 276 ± 11 Ma, minkä perusteella Cerro El Centinelan tulivuorijakson huippu voidaan sijoittaa ylemmän permikauden alaosan kungurivaiheeseen (kuva 1c ja taulukko 1). Jakson pohjalta on yritetty etsiä ainakin viisi kertaa zirkoneita, jotka eivät ole onnistuneet. Tästä huolimatta jatkamme yrittämistä.
Kaikki näytteet käyttäytyivät samankaltaisesti asteittaisen termisen demagnetoinnin aikana. Ne olivat stabiileja ensimmäisten lämmitysvaiheiden aikana ja alkoivat demagnetoitua 600 °C:n ja 680 °C:n välillä, ja niiden demagnetoituminen oli asteittain lähes lineaarista tai jyrkkää kohti alkuperää2 (kuva 2a). Kaikilla tutkituilla kivilajeilla on käänteinen ominainen remanenttimagnetoituminen (ChRM), jolla on positiivinen (alaspäin suuntautuva) kaltevuus (kuvat 2a,b; taulukko 2) ja hyvä yhdenmukaisuus paikan sisällä (α95 < 15° ja k > 20), lukuun ottamatta paikkoja CC1, CC2, CC4 ja CC23, joita ei käytetty tilastolliseen jatkoanalyysiin. Ikämäärityksemme mukaan tämä magnetoituminen on saatu Kiamanin käänteisen superkronin aikana. ChRM:n kantajana on hematiitti, joka on syntynyt magnetiitin hapettumisesta jakson jäähtymisen aikana3 , mikä viittaa siihen, että magnetoitumisen ikä on sama kuin jakson jäähtyminen. ChRM:n keskiarvo 40 hyväksytyn paikan perusteella (kuva 2b, taulukko 2) on: Decl. = 150,7°, Incl. = 55,9°, α95 = 3,6° ja k = 39,6.
Cerro El Centinelan terminen demagnetoitumiskäyttäytyminen ja tyypilliset remanenssisuunnat. (a) Cerro El Centinelan vulkaniitista peräisin olevan sekvenssin pohjan (CC1112b) ja huipun (CC2542b) valittujen näytteiden termisen demagnetoinnin tulokset, jotka on esitetty Zijderveld-diagrammeina2, kartesiittisena demagnetointikäyränä ja osittaisten remanenssisuuntien (maantieteellisinä koordinaatteina) yhtäläisen pinta-alan stereografisena projektiona. (b) Populaation 1 (jakson pohja, siniset ympyrät) ja populaation 2 (jakson yläosa, granaattipunainen ympyrä) keskimääräiset paikalle ominaiset remanenssisuunnat (yhtäläisen pinta-alan projisoinnissa) vastaavien mediaanien (punaiset ympyrät) kanssa. Katso myös taulukko 2. Tähti osoittaa aksiaalisen dipolikentän suunnan. Tämä kuvapohja on luotu ohjelmalla Remasoft 3.0. (https://www.agico.com/text/software/remasoft/remasoft.php) ja muokattu Inkscape 0.91:llä (www.inkscape.org).
ChrM-suunnat voidaan jakaa kahteen eri populaatioon. Stratigrafinen raja molempien populaatioiden välillä sijaitsee sekvenssin yläosassa, jossa ensimmäinen tuffikerros ilmestyy noin 100 metriä pohjan yläpuolelle (kohteet CC13a; CC17; taulukko 2; kuvat 1b ja 2). Populaation 1 keskimääräinen suunta in situ on: N = 25, Decl = 142,7°, Incl = 62,6°, α95 = 3,0° ja k = 92,4 (siniset ympyrät kuvassa 2b): N = 15, Decl. = 159,2°, Incl. = 43,9°, α95 = 3,3° ja k = 139,1 (granaatinpunainen ympyrä kuvassa 2b). Molempien suuntien 21°:n suurympyräetäisyys tekee niistä tilastollisesti erillisiä4 , mikä osoittaa, että näiden kahden populaation välillä oli riittävästi aikaa sekulaarisen vaihtelun keskiarvottamiseen. Lisäksi kunkin paikan sisäinen johdonmukaisuus on erittäin korkea, sillä alfa 95 on alle 10° (ks. taulukko 2), mutta se ei ole sama eri paikkojen välillä, mikä osoittaa myös, että yksittäisten tulivuoritapahtumien välillä on kulunut riittävästi aikaa. Stratigrafista jaksoa pitkin (kuva 1b) on laskettu kaksi korkealaatuista paleomagneettista napaa keskiarvoistamalla kutakin paikkaa edustavat virtuaaliset geomagneettiset navat (VGP) (kuva 2b). Ne ovat El Centinela I paleomagneettinen napa (PP): N = 25, leveyspiiri: 060,8° eteläistä leveyttä; pituus: 060,8° eteläistä pituutta: 356,6° itäistä pituutta, A95 = 4,5° ja El Centinela II PP: N = 15, leveys: 69,2° eteläistä leveyttä; pituus: 6,6° itäistä pituutta: 048.2°E, A95 = 3.5° (Kuva 3; Taulukko 2).
El Centinela I:n ja El Centinela II:n paleomagneettisten napojen sijainti Etelä-Amerikan myöhäispaleotsooisen ajan näennäisen polaarisen vaelluksen reitillä (APWP)5,6. Tämä kuvapohja on luotu GMap 2015 -ohjelmistolla (http://www.earthdynamics.org/software/GMAP2015/GMAP.zip) ja muokattu Inkscape 0.91:llä (www.inkscape.org).
Kummallakin PP:llä on hyvä yhdenmukaisuus Lounais-Gondwanan marginaalin muilta alueilta saatujen samanaikaisten paleomagneettisten napojen kanssa5,6 (kuvat 1 a ja 3), ja niiden iät on rajattu varhaisen permikauden välille (Tunas I:n PP:llä7, jossa 295.5 ± 8,0 Ma8) ja varhaisen myöhäispermin (Tunas II PP9, 280,8 ± 1,9 Ma10), Rio Curacon11 ja San Roberton11 PP:n, Sierra Chican (a)12,13 PP:n ja Punta Sierran PP:n14 välille. El Centinela I:n ja II:n PP:t on laskettu vulkaanisista kivistä, ja lisäksi nämä pylväät eivät ole ainoat Etelä-Amerikan vulkaanisiin kiviin perustuvat PP:t. Sierra Chica (a) PP12 määritettiin myös Choiyoin vulkaaniseen provinssiin1 kuuluvista vulkaanisista kivistä, mikä vastaa täysin El Centinela I:n ikää ja sijaintia. Joitakin vuosia myöhemmin on julkaistu erilainen paleomagneettinen napa Sierra Chica (b) PP15:lle. Tosin kun se tehtiin samoista paljastumista, virheellisen rakennekorjauksen ja iän tulkinnan soveltaminen näihin tietoihin15 siirsi tämän PP:n sijainnin13.
Jokainen El Centinelan pylväistä edustaa merkittävää, yli 50 metrin stratigrafista paksuutta (kuva 1b). Näin ollen stratigrafisen eron vuoksi ja koska El Centinela I:n (joka on ajoitettu samanaikaisesta Tunas I PP:stä)7,8 ja El Centinela II:n PP:iden välinen ikäero on noin 15 Ma, deklinaatioeroa ei voida katsoa johtuvan sekulaarista vaihtelusta. Sen sijaan deklinaatioeron voidaan katsoa johtuvan ilmeisestä polaarisesta vaelluksesta (kuva 3).
Tämän kahden paleopolaarisen aseman esiintyminen samassa jatkuvassa ja epämuodostuneessa vulkaanisessa stratigrafisessa sekvenssissä tekee tästä paikasta kenties maailman parhaan esimerkin Gondwanan paleogeografian tutkimiseen myöhäispaleotsooisen kauden aikana. Näiden napojen avulla on mahdollista seurata tarkasti Etelä-Amerikan APWP:n kulkua myöhäispaleotsooisen ja triaskauden aikana ja havainnollistaa laattojen liikkeet ja niihin liittyvät maankuoren muodonmuutokset APWP:n taipumissa5,6 (kuva 3). Maanosien siirtyminen suhteessa maantieteelliseen etelänavaan osoittaa siirtymisen Pangea B16:sta hiilikauden-permikauden/yläpermikauden aikana (kuva 4) Pangea A:han permikauden ja triaskauden rajalla6.
Gondwanan paleogeografinen rekonstruktio hiilikauden-permikauden aikana El Centinela I PP:n perusteella ja yläpermikauden osalta El Centinela II PP:n perusteella. Mantereita ja paleopoleja pyöritettiin itsenäisesti kunkin aikaviipaleen osalta6. Laurentian rekonstruktio suoritettiin Laurentian tietokannasta6 valittujen magmakivien ja litistymiskorjattujen kivien pylväiden avulla. Tämä kuvapohja luotiin GMap 2015 -ohjelmistolla (http://www.earthdynamics.org/software/GMAP2015/GMAP.zip) ja muokattiin Inkscape 0.91:llä (www.inkscape.org).