A Cerro El Centinela (36°39′S-67°20′W; Fig. 1a) a La Pampa tartományban található Choiyoi-csoport (perm-triász) shoshonitos rétegsorának részét képezik1. A lávafolyások folyamatos vulkáni sorozatából állnak, amelyek vulkáni breccsákká degradálódnak, piroklasztikus kőzetekkel átfedve (1b. ábra). A halmaz homoklinális fekvésű, amely Az: 296°-ról 170°/15°-20°-ra változik az alapnál 175°-ról 152°/17°-15°-ra a szekvencia tetejére (ágyazati sík: sztrájk, 0°-360°, és 90°-os dőlés az óramutató járásával megegyező irányban, adott sztrájktól 0°-90°). A különböző áramlások között a sztrájk és a dőlés közötti eltéréseknek szükségszerűen elsődleges eredetűnek kell lenniük, és a lerakódási környezet paleotopográfiájával függnek össze. Ha ezek az eltérések tektonikai eredetűek lennének, akkor az egész vulkáni testnek egyetlen tömbként kellett volna megdőlnie, nem pedig külön-külön, ahogy a terepen megfigyelhető. Ezért a perm utáni tektonikus deformáció kizárható, és az azonosított paleomágneses irányok in situ rögzítettnek tekinthetők.
A paleomágneses helyek elhelyezkedése és rétegtani eloszlása, valamint a Cerro El Centinela tetejének U-Pb kora. (a) A Cerro El Centinela az argentínai La Pampa tartomány északnyugati részén, a Gondwanidák övének21 részeként feltárt Cerro El Centinela és a környező paleomágneses vizsgálatokkal rendelkező egyéb lelőhelyek (körök). (b) A Cerro El Centinela (lásd még a 2. táblázatot) aljától a tetejéig összesen 44 helyszínen vettek mintát kétszer: 1986-ban (a 2. táblázat a), illetve 2009-ben. Az összes adatot együttesen elemeztük. A két populáció közötti rétegtani határ a szekvencia felső részén van jelölve (CC13a; CC17 lelőhely). (c) U-Pb Tera-Wasserburg-diagram, amely 276 ± 11 Ma konkordia kort mutat (1. táblázat), ami a magmás tevékenység végét a kungur szakaszra korlátozza az alsó felső-perm alsó szakaszában. Az ábrát Dél-Amerika és Argentína közkincs alaptérképeiről digitalizáltam (http://www.ign.gob.ar/AreaServicios/DescargasGratuitas/MapaMudos) és az Inkscape 0.91 szoftverrel szerkesztettem (www.inkscape.org).
Az ultrakáli vulkáni kőzetekben meglehetősen ritka a cirkon, ennek ellenére számos kísérletet tettek arra, hogy cirkonkristályokat gyűjtsenek radiometrikus kormeghatározáshoz. Az egyik sikeres alkalommal a szekvencia tetejéről származó lávafolyamból (1b,c ábra) származó 5 kg-os mintát dolgoztak fel, és két cirkonkristályt különítettek el izotópos elemzés céljából. A kapott kor 276 ± 11 Ma, ami lehetővé teszi, hogy a Cerro El Centinela vulkáni szekvencia tetejét az alsó felső perm alsó permi kungur szakaszába helyezzük (1c. ábra és 1. táblázat). A szekvencia alján legalább öt kísérletet tettek a cirkonok keresésére, amelyek sikertelennek bizonyultak. Ennek ellenére tovább próbálkozunk.
Minden minta hasonló viselkedést mutatott a fokozatos termikus demagnetizálás során. A korai melegítési lépések során stabilak voltak, majd 600 °C és 680 °C között kezdtek demagnetizálódni, a kiindulási pont felé fokozatos, kvázi-lineáris vagy hirtelen lecsengéssel2 (2a. ábra). Valamennyi vizsgált kőzet fordított karakterisztikus remanens mágnesezettséget (ChRM) mutat, pozitív (lefelé irányuló) dőlésszöggel (2a,b ábra; 2. táblázat) és jó iránybeli konzisztenciával (α95 < 15° és k > 20), a CC1, CC2, CC4 és CC23 helyek kivételével, amelyeket nem használtunk további statisztikai elemzésre. Kormeghatározásaink szerint ez a mágnesezettség a Kiaman fordított szuperkron alatt keletkezett. A ChRM-et a szekvencia lehűlése során a magnetit oxidációjának hematitterméke hordozza3 , ami a mágnesezettség korát a szukcesszió lehűlésével egyidősre teszi. A ChRM átlaga 40 elfogadott lelőhely alapján (2b. ábra, 2. táblázat) a következő: Decl. = 150,7°, Incl. = 55,9°, α95 = 3,6° és k = 39,6.
A Cerro El Centinela termikus demagnetizációs viselkedése és jellemző remanenciairányai. (a) Termikus demagnetizációs eredmények a Cerro El Centinela vulkáni kőzetből származó szekvencia alap (CC1112b) és felső (CC2542b) kiválasztott példányainak Zijderveld-diagramok2 , kartéziás demagnetizációs görbe és a részleges remanenciairányok (földrajzi koordinátákban) egyenlő területű sztereográfiai vetülete formájában ábrázolva. (b) Az 1. populáció (a szekvencia alapja, kék körök) és a 2. populáció (a szekvencia teteje, gránátvörös körök) átlagos helyjellemző remanenciairányai (egyenlő területű vetületben) a megfelelő médiumokkal (piros körök). Lásd még a 2. táblázatot. A csillag a tengelyirányú dipólusmező irányát jelzi. Ez az ábra-alap a Remasoft 3.0 szoftverrel készült. (https://www.agico.com/text/software/remasoft/remasoft.php) és az Inkscape 0.91 (www.inkscape.org) programmal szerkesztettük.
A ChRM irányokat két különböző populációra lehet felosztani. A két populáció közötti rétegtani határ a szekvencia felső részén található, ahol az első tufaréteg az alaptól mintegy 100 m magasságban jelenik meg (CC13a; CC17 lelőhelyek; 2. táblázat; 1b és 2. ábra). Az 1. populáció átlagos in situ iránya a következő: N = 25, Decl. = 142,7°, Incl. = 62,6°, α95 = 3,0° és k = 92,4 (kék körök a 2b. ábrán), a 2. populáció esetében pedig: N = 15, Decl. = 159,2°, Incl. = 43,9°, α95 = 3,3° és k = 139,1 (gránátvörös körök a 2b. ábrán). A két irány 21°-os nagykörtávolsága miatt statisztikailag elkülönülnek egymástól4 , ami azt jelzi, hogy a két populáció között elegendő idő telt el a szekuláris változások átlagolásához. Ezenkívül az egyes helyek belső konzisztenciája nagyon magas, az alfa 95 10°-nál kisebb (lásd a 2. táblázatot), de nem azonos a különböző helyek között, ami szintén azt mutatja, hogy az egyes vulkáni események között elegendő idő telt el. A rétegsor mentén (1b. ábra) két jó minőségű paleomágneses pólust számoltunk ki az egyes lelőhelyeket képviselő virtuális geomágneses pólusok (VGP) átlagolásával (2b. ábra). Ezek az El Centinela I paleomágneses pólus (PP): N = 25, szélesség: 060,8° déli szélesség; hosszúság: 060,8° déli szélesség: 356,6° K, A95 = 4,5° és El Centinela II PP: N = 15, szélesség: 69,2° D, hosszúság: 69,2° K, szélesség: 6,6° K, hosszúság: 4,5°: 048,2°E, A95 = 3,5° (3. ábra; 2. táblázat).
Az El Centinela I és El Centinela II paleomágneses pólusok elhelyezkedése a Dél-Amerikára vonatkozó késő paleozoikumi látszólagos poláris vándorlási pályán (APWP)5,6. Ez az ábra-alap a GMap 2015 (http://www.earthdynamics.org/software/GMAP2015/GMAP.zip) szoftverrel készült, és az Inkscape 0.91 (www.inkscape.org) programmal lett szerkesztve.
Mindkét PP jó összhangot mutat a délnyugat-gondwanai peremvidék más régióiból származó egykorú paleomágneses pólusokkal5,6 (1a. és 3. ábra), amelyek kora a kora perm (Tunas I PP7, 295. ábra) közé esik.5 ± 8,0 Ma8) és a korai késő perm (Tunas II PP9, 280,8 ± 1,9 Ma10), Rio Curaco11 és San Roberto11 PP-k, illetve Sierra Chica (a)12,13 PP és Punta Sierra PP14 között. Az El Centinela I és II PP-ket vulkanikus kőzetekben számították ki, továbbá ezek a pólusok nem az egyedüli PP-k, amelyek Dél-Amerika vulkanikus kőzeteken alapulnak. A Sierra Chica (a) PP12-t is a Choiyoi vulkáni tartományhoz1 tartozó vulkáni kőzetekben határozták meg, ami teljesen egybeesik az El Centinela I korával és helyzetével. Néhány évvel később egy másik paleomágneses pólust tettek közzé a Sierra Chica (b) PP15 esetében. Bár amikor ugyanezen feltárásokon végezték, ezen adatok15 téves szerkezeti korrekciójának és korértelmezésének alkalmazása elmozdította ezt a PP pozíciót13.
Az El Centinela mindegyik pólusa jelentős, több mint 50 m-es rétegtani vastagságot képvisel (1b. ábra). Ezért a rétegtani elkülönülés miatt, és mivel az El Centinela I (az egykorú Tunas I PP-ről datált)7,8 és az El Centinela II PP-k közötti korkülönbség mintegy 15 Ma, a deklinációs különbség nem tulajdonítható szekuláris variációnak. Ehelyett a deklinációk közötti különbség a látszólagos poláris vándorlásnak tulajdonítható (3. ábra).
A két paleopoláris pozíció jelenléte ugyanabban a folyamatos és deformálatlan vulkáni rétegtani sorozatban teszi ezt a helyet talán a legjobb példává a világon a Gondwana késő paleozoikum alatti paleogeográfiájának tanulmányozására. E pólusok segítségével pontosan nyomon követhető a Dél-Amerikára vonatkozó APWP a késő paleozoikum és triász idején, és szemléltetni lehet a lemez mozgásait és az azokhoz kapcsolódó kéreggel kapcsolatos deformációt az APWP5,6 hajlásain (3. ábra). A kontinensek földrajzi Déli-sarkhoz viszonyított elmozdulása a karbon-perm-felső perm időszakban a Pangea B16-ról (4. ábra) a perm-triász határon a Pangea A-ra való átmenetet mutatja6.
Gondwana paleogeográfiai rekonstrukciója a karbon-perm időszakban, az El Centinela I PP alapján, a felső perm esetében pedig az El Centinela II PP alapján. A kontinenseket és a paleopólusokat minden egyes időszelethez egymástól függetlenül forgattuk6. A Laurentia rekonstrukcióját a Laurentia adatbázisból6 kiválasztott, vulkáni és laposodáskorrigált kőzetekből származó pólusokkal végeztük. Az ábra-alapot a GMap 2015 (http://www.earthdynamics.org/software/GMAP2015/GMAP.zip) szoftverrel készítettük, és az Inkscape 0.91 (www.inkscape.org) programmal szerkesztettük.