Rocile vulcanice din Cerro El Centinela (36°39′S-67°20′W; Fig. 1a) fac parte din suita shoshonitică a Grupului Choiyoi (Permian-Triasic) din provincia La Pampa1. Ele constau într-o secvență vulcanică continuă de curgeri de lavă care se degradează în brecii vulcanice, intercalate cu roci piroclastice (Fig. 1b). Setul are o atitudine omoclinală care se schimbă de la Az: 296° la 170°/15°-20° la bază la 175° la 152°/17°-15° până la vârful secvenței (planul de așternere: greabăn, 0°-360°, și dip 90° în sensul acelor de ceasornic, din greabănul dat, 0°-90°). Variațiile de lovire și de înclinare care apar între diferitele curgeri trebuie să fie în mod necesar de origine primară și sunt legate de paleotopografia mediului de depunere. Dacă aceste variații ar fi fost de origine tectonică, întregul corp vulcanic ar fi trebuit să fie înclinat ca un singur bloc și nu individual, așa cum se observă pe teren. Prin urmare, deformarea tectonică postpermiană poate fi exclusă și direcțiile paleomagnetice identificate considerate ca fiind înregistrate in situ.
Localizarea și distribuția stratigrafică a siturilor paleomagnetice și vârsta U-Pb a vârfului Cerro El Centinela. (a) Cerro El Centinela este expus în nord-vestul provinciei La Pampa, Argentina, ca parte a centurii Gondwanides21, și alte locații cu studii paleomagnetice din jur (cercuri). (b) 44 de situri în total au fost eșantionate de la baza până în vârful Cerro El Centinela (a se vedea, de asemenea, tabelul 2) de două ori: în 1986 (a în tabelul 2) și, respectiv, în 2009. Toate datele au fost analizate împreună. Limita stratigrafică dintre cele două populații este indicată în partea superioară a secvenței (situl CC13a; respectiv CC17). (c) Graficul U-Pb Tera-Wasserburg arată o vârstă de concordanță de 276 ± 11 Ma (Tabelul 1), care constrânge sfârșitul activității magmatice la etapa Kunguriană din Permianul superior inferior. Această figură a fost digitizată din hărțile de bază din domeniul public ale Americii de Sud și Argentinei (http://www.ign.gob.ar/AreaServicios/DescargasGratuitas/MapaMudos) și editată cu software-ul Inkscape 0.91 (www.inkscape.org).
În ciuda faptului că zirconii sunt destul de rari în rocile vulcanice ultra potasice, au fost întreprinse mai multe încercări pentru a colecta cristale de zirconiu în vederea datării radiometrice. Într-una dintre ocaziile reușite, a fost prelucrat un eșantion de 5 kg din curgerea de lavă din partea superioară a secvenței (Fig. 1b,c) și au fost separate două cristale de zircon pentru analiza izotopică. Am obținut o vârstă de 276 ± 11 Ma, ceea ce permite plasarea vârfului secvenței vulcanice de la Cerro El Centinela în etapa Kunguriană a Permianului superior inferior (Fig. 1c și Tabelul 1). La baza secvenței au fost făcute cel puțin cinci încercări de căutare a zirconilor care s-au dovedit a fi nereușite. În ciuda acestui fapt, vom continua să încercăm.
Toate probele au prezentat un comportament similar în timpul demagnetizării termice progresive. Ele au fost stabile în timpul primelor etape de încălzire și au început să se demagnetizeze între 600 °C și 680 °C, cu o descreștere treptată cvasi-liniară sau bruscă spre origine2 (Fig. 2a). Toate rocile studiate poartă o magnetizare remanentă caracteristică inversată (ChRM), cu înclinații pozitive (în jos) (Fig. 2a,b; Tabelul 2) și o bună consistență direcțională în interiorul sitului (α95 < 15° și k > 20), cu excepția siturilor CC1, CC2, CC4 și CC23, care nu au fost utilizate pentru o analiză statistică ulterioară. Conform determinărilor noastre de vârstă, această magnetizare a fost dobândită în timpul supercronului invers Kiaman. ChRM este purtată de hematita produsă de oxidarea magnetitei în timpul răcirii succesiunii3 , sugerând o vârstă a magnetizării coevalentă cu răcirea succesiunii. Media ChRM pe baza a 40 de situri acceptate (Fig. 2b, Tabelul 2) este: Decl. = 150,7°, Incl. = 55,9°, α95 = 3,6° și k = 39,6.
Comportamentul demagnetizării termale și direcțiile caracteristice de remanență ale Cerro El Centinela. (a) Rezultatele demagnetizării termice pentru specimene selectate din baza (CC1112b) și vârful (CC2542b) secvenței din rocile vulcanice Cerro El Centinela, reprezentate sub formă de diagrame Zijderveld2, curba de demagnetizare carteziană și proiecția stereografică cu arie egală a direcțiilor parțiale de remanență (în coordonate geografice). (b) Direcțiile medii de remanență caracteristice de sit ale Populației 1 (baza secvenței, cercuri albastre) și ale Populației 2 (partea superioară a secvenței, cercuri granate) (în proiecție de suprafață egală) cu mediile respective (cercuri roșii). A se vedea, de asemenea, Tabelul 2. Steaua indică direcția axială a câmpului dipolar. Această figură-bază a fost generată cu software-ul Remasoft 3.0. (https://www.agico.com/text/software/remasoft/remasoft.php) și editată cu Inkscape 0.91 (www.inkscape.org).
Este posibil să se subdivizeze direcțiile ChRM în două populații diferite. Limita stratigrafică dintre cele două populații este situată în partea superioară a secvenței, unde apare primul strat de tuf la aproximativ 100 m deasupra bazei (siturile CC13a; CC17; tabelul 2; figurile 1b și 2). Direcția medie in situ a populației 1, este: N = 25, Decl. = 142,7°, Incl. = 62,6°, α95 = 3,0° și k = 92,4 (cercuri albastre în Fig. 2b), iar pentru populația 2, este: N = 15, Decl. = 159,2°, Incl. = 43,9°, α95 = 3,3° și k = 139,1 (cercuri granate în Fig. 2b). Distanța de cerc mare de 21° dintre cele două direcții le face să fie disctincte din punct de vedere statistic4, ceea ce indică faptul că a existat suficient timp între cele două populații pentru a media variația seculară. Mai mult decât atât, consistența internă a fiecărui sit este foarte mare, cu alpha 95 mai mic de 10° (a se vedea tabelul 2), dar nu este aceeași între diferitele situri, demonstrând, de asemenea, că a trecut suficient timp între evenimentele vulcanice individuale. De-a lungul secvenței stratigrafice (Fig. 1b), au fost calculați doi poli paleomagnetici de înaltă calitate prin medierea polilor geomagnetici virtuali (VGP) reprezentând fiecare sit (Fig. 2b). Aceștia sunt El Centinela I Paleomagnetic Pole (PP): N = 25, Lat.: 060,8°S; Long: 356,6°E, A95 = 4,5° și El Centinela II PP: N = 15, Lat.: 69,2°S; Long: 048,2°E, A95 = 3,5° (Fig. 3; Tabelul 2).
Posibilitatea polilor paleomagnetici El Centinela I și El Centinela II pe traiectoria de rătăcire polară aparentă (APWP) din Paleozoicul târziu pentru America de Sud5,6. Această figură-bază a fost generată cu softul GMap 2015 (http://www.earthdynamics.org/software/GMAP2015/GMAP.zip) și editată cu Inkscape 0.91 (www.inkscape.org).
Ambele PP au o bună concordanță cu polii paleomagnetici coevi din alte regiuni ale marjei sud-vestice a Gondwanei5,6 (Figurile 1a și 3) cu vârste delimitate între Permianul timpuriu (PP7 Tunas I, cu 295.5 ± 8,0 Ma8) și începutul Permianului târziu (Tunas II PP9, cu 280,8 ± 1,9 Ma10), PP Rio Curaco11 și San Roberto11 , respectiv PP Rio Curaco11 , PP Sierra Chica (a)12,13 și PP Punta Sierra14. PP El Centinela I și II au fost calculate în roci vulcanice și, în plus, acești poli nu sunt singurele PP bazate pe roci vulcanice din America de Sud. PP12 Sierra Chica (a) a fost, de asemenea, determinat în roci vulcanice aparținând provinciei vulcanice Choiyoi1, ceea ce coincide pe deplin cu vârsta și poziția lui El Centinela I. Câțiva ani mai târziu, a fost publicat un pol paleomagnetic diferit pentru Sierra Chica (b) PP15. Cu toate că atunci când a fost realizată pe aceleași aflorimente, aplicarea unei corecții structurale eronate și interpretarea eronată a vârstei acestor date15 a dislocat această poziție a PP13.
Care dintre polii de la El Centinela reprezintă o grosime stratigrafică semnificativă de peste 50 m (Fig. 1b). Prin urmare, din cauza separării stratigrafice și din cauza diferenței de vârstă dintre PP El Centinela I (datat din PP Tunas I coevii)7,8 și PP El Centinela II este de aproximativ 15 Ma, diferența de declinare nu poate fi atribuită unei variații seculare. În schimb, diferența de declinări ar putea fi atribuită unei aparente rătăciri polare (Fig. 3).
Prezența acestor două poziții paleopolare în aceeași secvență stratigrafică vulcanică continuă și nedeformată face ca această locație să fie poate cel mai bun exemplu din lume pentru studiul paleogeografiei Gondwanei în timpul Paleozoicului târziu. Cu ajutorul acestor poli este posibilă urmărirea precisă a APWP pentru America de Sud în timpul Paleozoicului târziu și al Triasicului și vizualizarea mișcărilor plăcilor și a deformărilor legate de crustă asociate cu acestea pe inflexiunile APWP5,6 (Fig. 3). Deplasarea continentelor în raport cu Polul Sud geografic arată tranziția de la o Pangea B16 în timpul Carboniferului-Permianului/Permianului superior (Fig. 4), la o Pangea A la granița dintre Permian și Triasic6.
Reconstrucția paleogeografică a Gondwanei în timpul Carboniferului-Permianului, pe baza PP El Centinela I și pentru Permianul superior pe baza PP El Centinela II. Continentele și paleopoliile au fost rotite independent pentru fiecare felie de timp6. Reconstrucția Laurenția a fost realizată cu polii din roci igneice și roci corectate în funcție de aplatizare, selectate din baza de date Laurenția6. Această figură-bază a fost generată cu software-ul GMap 2015 (http://www.earthdynamics.org/software/GMAP2015/GMAP.zip) și editată cu Inkscape 0.91 (www.inkscape.org).
.