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XV SEMANA
VI CONGRESSO IBÉRICO
Los enclaves de gabros de la Isla de Corvo (Azores, Portugal)
Gabbroic enclaves of the Corvo Island (Azores, Porugal)
Lago, M.1; França, Z.2; Galé, C. 1; Widom, E.3; Arranz., E.1; Forjaz,V.H.2; Pueyo,O.1; Ubide, T. 1
1
3
University of Zaragoza, Zaragoza, España
2
University of Açores, Açores, Portugal
Miami University, Oxford, Ohio 45056, USA
Abstract
The geochemistry of granular enclaves included within alkali basalts of the pre-caldera stage of the Corvo island
(Açores) is studied in detail. Three types of gabbroic enclaves with a common mineral assemblage composed of
Pl+Cpx+Am were defined: 1) olivine-bearing gabbro, 2) kaersutite-bearing gabbro and 3) kaersutite-rich gabbro. The
whole-rock and mineral compositions are compatible with an alkaline affinity, similar to that of the host basaltic lavas.
The geochemistry of the enclaves suggests that they share a common genesis, but not related with cumulative
processes of the host magma. These enclaves represent, as the most probable genetic hypothesis, fragments of the
materials of the Basal Complex of the island, included in the magmas of the pre-caldera stage. The geochemistry of one
of the studied enclaves (type 1, rich in olivine), is very similar to those of the tholeiitic rocks that compose the Az ores
Plateau, related to a slightly higher melting ratio.
Keywords: Enclave, gabbro, basalt, Açores
Resumen
Se han estudiado geoquímicamente los enclaves granudos incluidos en los basaltos alcalinos de la etapa precaldera de la Isla de Corvo (Azores). Los tipos estudiados son gabros con la asociación común Pl+Cpx+Am
diferenciandose tres subtipos 1) gabro con olivino, 2) gabro con kaersutita y 3) gabro rico en kaersutita. Las
composiciones en roca total y en minerales de estos enclaves indican su afinidad alcalina, similar a la de los basaltos
que los incluyen.
Los datos aportados indican un origen común para estos enclaves y no sustentan su origen cumulativo a partir del
mismo magma que los incluye. La hipótesis más probable es que representen a materiales del Complejo Basal,
incorporados por los magmas pre-caldera. Uno de los enclaves, con Ol, presenta una signatura geoquímica e isotópica
similar a las descritas para las rocas toleíticas que constituyen los niveles basales del archipiélago, relacionados con
una tasa de fusión ligeramente mayor.
Palabras clave: Enclave, gabro, basalto, Azores
2. Geoquímica de rochas ígneas/Geochemistry of igneous rocks
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XV Semana – VI Congresso Ibérico de Geoquímica
subredondeada,
contactos netos
y su
distribución en el basalto encajante es aleatoria.
Introducción
La isla de Corvo corresponde al sector
occidental de las islas de las Azores (Portugal)
y, al igual que la isla próxima de Flores, se sitúa
en la placa Americana (Fig. 1) al W del Dorsal
Medio-Atlántica (M.A.R.).
Los primeros trabajos sobre esta isla se
centran en la geología y en el establecimiento
de la vulcano-estratigrafía (França et al., 2003 y
Azevedo et al., 2003). Así, el vulcanismo de esta
isla está representado por una serie de
episodios sucesivos representados por un
Complejo Basal y un Complejo Superior. El
Complejo Superior, en detalle, consta de
diversos episodios, mayoritariamente basálticos,
cuyo emplazamiento puede relacionarse con las
etapas pre-, sin- y post-Caldera (França et al.,
2003).
Tabla 1 – Composición en roca total de enclaves
seleccionados.
Muestra
ENC-1
ENC-3
ENC-4
Tipo
1
2
3
SiO2
41,52
41,50
39,65
TiO2
2,62
3,35
4,41
Al2O3
12,58
19,25
17,34
Fe2O3
14,97
14,19
14,88
MnO
0,16
0,17
0,18
MgO
11,65
4,31
6,39
CaO
15,31
13,26
11,77
Na2O
1,02
2,32
2,84
K2O
0,12
0,37
0,72
P2O5
0,08
0,50
1,16
LOI
0,18
0,32
0,80
mg*
0,64
0,41
0,49
100,21
99,54
100,14
Rb
3,40
6,77
11,81
Sr
403,76
954,52
887,35
Ba
74,59
226,08
347,86
Sc
42,00
17,19
20,87
V
492,80
339,70
329,70
Cr
255,00
22,10
16,70
Co
47,50
24,50
26,30
Ni
72,90
5,80
4,90
Cu
22,96
27,34
27,83
Zn
61,80
77,90
98,90
Ga
17,00
21,55
20,30
Y
TOTAL
Fig. 1 – Mapa esquemático de situación de la isla de
Corvo en el archipiélago de las Azores.
Los basaltos del Complejo Superior han sido
estudiados por França et al. (2006a y b) desde
el punto de vista de su composición mineral y
geoquímica, caracterizando su historia de
cristalización y proponiendo un origen ligado a
dos términos mantélicos, uno sublitosférico y
otro de tipo astenosférico. Además, estos
autores pusieron de manifiesto la presencia de
numerosos enclaves granudos, de carácter
máfico, alojados dentro de los basaltos,
aportando datos preliminares acerca de su
composición mineralógica.
En el presente trabajo, presentamos los
primeros datos de composición geoquímica de
roca total de los enclaves que se encuentran
dentro de estos basaltos y discutimos su posible
origen.
Petrología
Los enclaves han sido muestreados en los
materiales de la primera etapa volcánica del
Complejo Superior (etapa Pre-Caldera) que son
principalmente basaltos alcalinos y ankaramitas.
Los enclaves, de tamaño centimétrico a
decimétrico tienen una morfología redondeada a
13,95
14,99
25,91
Nb
9,19
24,00
44,50
Ta
0,75
1,82
3,18
Zr
65,92
82,86
96,51
Hf
2,37
2,47
2,95
Pb
0,17
0,87
0,72
U
0,35
0,41
0,61
Th
1,06
1,68
2,46
La
12,34
26,12
35,37
Ce
21,59
44,73
69,39
Pr
3,27
5,67
9,30
Nd
14,66
23,17
39,81
Sm
3,60
4,70
8,40
Eu
1,16
1,66
2,68
Gd
3,49
4,11
7,67
Tb
0,52
0,60
1,07
Dy
2,90
3,14
5,79
Ho
0,56
0,59
1,05
Er
1,36
1,45
2,44
Tm
0,18
0,19
0,32
Yb
1,12
1,17
1,84
Lu
0,18
0,18
0,28
2. Geoquímica de rochas ígneas/Geochemistry of igneous rocks
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XV Semana – VI Congresso Ibérico de Geoquímica
Al microscopio tienen una textura granuda y
su
asociación
mineral
común
incluye
clinopiroxeno, plagioclasa y anfíbol, en distintas
proporciones modales, lo cual permite reconocer
tres tipos diferentes: 1) gabros con olivino que
además de los citados, incorporan este mineral,
2) gabros con kaersutita, formados por Cpx + Pl
+ Am y 3) gabros ricos en kaersutita, que son
simliares a los anteriores pero presentan una
mayor proporción modal de anfíbol (hasta el
55%) y el clinopiroxeno es muy escaso (3%).
A partir de las composiciones que presentan
los minerales, França et al. (2006b) deducen un
grado de fraccionación reducido, que ligado a la
ausencia de zonados y las temperaturas de
cristalización que calculan, les lleva a sugerir un
proceso de cristalización continuo bajo las
mismas condiciones magmáticas, posiblemente
en una misma cámara somera.
Los elevados contenidos en TiO2 y Na2O del
piroxeno y el anfíbol indican su afinidad alcalina,
en principio similar a la de los basaltos
encajantes.
Esta
afinidad
alcalina
es
corroborada por su composición geoquímica de
roca total (Tabla 1).
común de los tres tipos de enclaves, sugiere
considerar una tasa de fusión mayor en el caso
de este litotipo.
Tabla 2 – Composición isotópica de Sr-Nd de los
enclaves seleccionados.
Muestra
ENC-1
ENC-3
1
2
3
0,03
0,02
0,04
0,70350
0,70348
0,70344
Tipo
87
Rb/ Sr
86
87
Sr/ Sr
86
147
144
Sm/
143
Nd/
144
Nd
0,15
0,12
0,13
Nd
0,51291
0,51294
0,51294
Nd
Sr
5,2
6,0
6,0
-14,2
-14,5
-15,0
Origen de los enclaves
La presencia de los enclaves estudiados
dentro de los basaltos del episodio Pre-Caldera
del Complejo Superior nos lleva a considerar
dos hipótesis acerca de su origen: 1) pueden
representar fragmentos de niveles cumulativos
que provienen de la base de la cámara
magmática que dio lugar al episodio PreCaldera o, 2) pueden corresponder a materiales
previos a este episodio, posiblemente del
Complejo Basal (submarino), sobre el que se
apoya el Complejo Superior emergido.
La verificación del posible origen cumulado
de los enclaves requiere comparar la
composición de los minerales que lo componen
con la de los homólogos presentes en los
basaltos encajantes, estudiados por França et
al. (2005).
Si los enclaves son cumulados de ese
episodio, tanto Ol como Cpx y Pl deberían
mostrar composiciones menos diferenciadas
que las de los basaltos. Sin embargo, el Ol del
enclave tiene una composición de Fo: 72-69
mientras que el de los basaltos es Fo: 89-78
(França et al. 2005 y 2006b). Este requisito,
tampoco se cumple para los clinopiroxenos
(Fig. 3) ni para la plagioclasa (Fig. 4).
Fig. 2 – Pautas de REE de los enclaves. Datos de los
basaltos alcalinos pre-caldera según França et al.,
(2006a).
Son rocas con bajos contenidos en SiO2 y
valores altos de TiO2. El parámetro mg# varía
de 0,64 a 0,41 y sólo el gabro con Ol puede
considerarse como una composición primitiva
(MgO > 8%). La evolución de mg# junto con las
pautas de REE que presentan (Fig. 2) indican
una fraccionación progresiva de los gabros con
Ol a los términos progresivamente más ricos en
anfíbol. La similitud de las pautas de REE y de
las signaturas isotópicas de Sr-Nd (Tabla 2)
sugieren un origen común para estos enclaves.
Las pendientes La/YbN de los gabros con Krs
son simliares entre sí e iguales a las de los
basaltos mientras que el gabro con Ol tiene una
pendiente menor, lo cual, si se acepta el origen
ENC-4
Fig. 3 – Composición del piroxeno.
2. Geoquímica de rochas ígneas/Geochemistry of igneous rocks
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XV Semana – VI Congresso Ibérico de Geoquímica
Consideraciones
El estudio geoquímico de los enclaves de
gabro que aparecen en los basaltos alcalinos de
la etapa Pre-Caldera del Complejo Superior de
la isla de Corvo sugiere un origen común,
relacionado con eventos magmáticos previos a
dicha etapa. Los datos disponibles permiten
descartar un origen cumulativo.
Uno de los enclaves estudiados, rico en
olivino, presenta una signatura geoquímica más
próxima a los terminos toleíticos enriquecidos
que caracterizan las unidades basales del
archipiélago. Este carácter subalcalino podría
estar relacionado con una tasa de fusión algo
mayor, en el origen de los magmas iniciales.
La adscripción de estos materiales al
Complejo Basal parece la hipótesis más
probable, si bien la carencia de datos sobre
dicho Complejo Basal impide, por el momento la
comparación de resultados.
Fig. 4 – Composición de la plagioclasa.
El conjunto de estos criterios mineralógicos
invalida la hipótesis de un origen cumulado y,
por lo tanto, sugiere que son representantes de
un material previo a la etapa Pre-Caldera.
Si se acepta lo anterior, es lógico pensar en
que su origen su puede encontrar en el
Complejo Basal, más aún si se tiene un cuenta
su mineralogía que indica una cristalización en
condiciones de litosfera superficial.
Pese a no disponer de datos concretos del
Complejo Basal, podemos asimilarlo a los
materiales descritos por Turner et al. (1997) y
Widom et al. (1997), de composición toleítica
enriquecida en LREE.
El gabro con Ol presenta relaciones
interelementales (Tabla 3) más propias de
líquidos subalcalinos que el conjunto de los
basaltos del Complejo Superior, lo cual sería
compatible con su origen ligado al Complejo
Basal.
Tabla 3 –
enclaves.
Muestra
Tipo
Relaciones
ENC-1
interelementales
ENC-3
en
los
ENC-4
1
2
3
La/Yb N
7,81
15,84
13,67
Nb/Y
0,66
1,60
1,72
Zr/Nb
7,18
3,45
2,17
K/Nb
108,46
127,99
134,32
Ti/V
31,87
59,11
80,17
Las relaciones isotópicas de los tres tipos de
enclaves (Tabla 2) varían de 0,7034 a 0,7035 en
el caso del Sr y de +5,2 a +6,0 para Nd, lo cual
es consistente con un origen a partir de la pluma
de las Azores (Faure, 2001). El menor contenido
de Nd radiogénico del enclave con Ol lo sitúa
como la composición más próxima a las rocas
de tipo MORB del Plateau de las Azores (Faure,
2001), como se deriva también de su
composición en elementos traza.
Agradecimientos
Trabajo realizado con el Proyecto VULMAC
II.
Referencias
Azevedo, J.M.M., Alves, E.I. & Dias, J.L. 2003.
Contributo para a interpretação vulcanostrutural da
ilha do Corvo, Açores. Ciências da Terra (UNL),
Lisboa, nº esp. V, CD-ROM, pp. A5-A8.
Faure, G. 2001. Origin of igneous rocks: the isotopic
evidence. Springer-Verlag, Berlin, 496 p.
França, Z.T., Nunes, J.C., Cruz, J.V., Duarte, H.F. &
Forjaz, V.H. 2003. Proceedings da 3ª Assembleia
Luso Espanhola de Geodesia e Geofisica,
Valencia (España), Ed. Univ. Polit. Valencia
(España), II, pp. 727-730.
França, Z., Lago, M., Nunes, J.C., Galé, C., Forjaz,
V.H., Gil, A. & Arranz, E. 2005. Mineral
composition and geothermometry in alkali basalts
of the Corvo Island (Azores, Portugal). V Congreso
Ibérico de Geoquímica, Abstract CD-ROM, pp. 5259.
França, Z., Lago, M., Nunes, J.C., Galé, C., Forjaz,
V.H., Pueyo, O. & Arranz, E. 2006a. Geochemistry
of alkaline basalts (Azores, Portugal): preliminary
data. Geogaceta, 40, pp. 87-90.
França, Z., Lago, M., Galé, C., Nunes, J.C., Pueyo, O.,
Gil, A., Arranz, E., Forjaz, V.H. & Pocovi, A.
2006b. Mafic enclaves from the Corvo Island
basalts (Azores, Portugal): preliminary data. IV
Pico Island International Volcanological Meeting,
Abstract Book, pp: 34-36.
Turner, S., Hawkesworth, C., Rogers, N. and King, P.,
1997. U-Th isotope disequilibria and ocean island
basalt generation in the Azores. Chem. Geol. Sp.
Vol., 139, pp. 145-164.
Sun, S.S. & McDonough, W.F. 1989. In: Saunders,
A.D. & Norry, M.J. (Ed.) Magmatism in ocean
basins. Geol. Soc. London Spec. Pub., 42, pp.
313-345.
Widom E., Carlson R. W., Gill J. B., Schmincke H. U.
1997. Th–Sr–Nd–Pb isotope and trace element
evidence for the origin of the Sao Miguel, Azores,
enriched mantle source. Chem. Geol., 140, pp.
49–68
2. Geoquímica de rochas ígneas/Geochemistry of igneous rocks
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