The Difunta Correa metasedimentary sequence (NW Argentina): relict of a Neoproterozoic platform? — elemental and Sr-Nd isotope evidence

Abstract

The Sierra de Pie de Palo (Western Sierras Pampeanas, Argentina) in the Andean foreland is mainly formed by a Mesoproterozoic basement and an Ediacaran metasedimentary over referred to as the Difunta Correa metasedimentary sequence. The latter is key to understanding the characteristics of this region prior to the early Cambrian assembly of SW Gondwana. It is composed of low- to medium grade metamorphic rocks (metasandstones, mica-chists, Ca-pelitic schists, metaconglomerates, marbles and less abundant amphibolites) that can be grouped into four informal lithostratigraphic units. The chemical composition of these rocks allows to classify the siliciclastic protoliths as shales, Fe-shales and immature sandstones (wackes, sub-litharenites, litharenites and Fe-sandstones). The sediments were derived from an evolved felsic to intermediate continental source and were deposited on a continental passive margin overlaying a Mesoproterozoic basement that crops out at several places of the Western Sierras Pampeanas. Thick marine carbonate beds with seawater isotope composition, phosphatic clasts and the lack of contemporaneous, arc related igneous rocks, also support a passive margin sedimentation. Phosphatic clasts within metaconglomerates are described for the first time in the Sierras Pampeanas and were probably formed after an important Neoproterozoic glaciation (Marinoan). We further suggest, based on our data and previous works, that the passive margin probably belonged to the Paleoproterozoic MARA (acronym of Maz, Arequipa, Río Apa) continental block. MARA, which remained juxtaposed to Laurentia since the middle to late Mesoproterozoic orogenies until its eventual drifting in the late Neoproterozoic, finally accreted to SW Gondwana in early Cambrian times during the Pampean orogeny.

La Sierra de Pie de Palo (Sierras Pampeanas Occidentales, Argentina), situada en el antepaís Andino, está formada principalmente por un basamento mesoproterozoico y una cubierta metasedimentaria ediacarense. Esta cubierta, denominada secuencia metasedimentaria Difunta Correa, es una unidad clave para entender la paleogeografía de esta región previo al ensamble del suroeste de Gondwana en el Cámbrico inferior. Esta unidad está compuesta por rocas metamórficas de grado bajo a medio (meta-arenitas, esquistos micáceos, esquistos pelíticos cálcicos, metaconglomerados, mármoles y escasas anfibolitas), las cuales pueden agruparse en cuatro unidades litoestratigráficas informales. La composición química de las rocas permite clasificar a los protolitos siliciclásticos como pelitas, Fe-pelitas y areniscas inmaduras (grauvacas, sub-litoarenitas, litoarenitas y areniscas ferruginosas). Los sedimentos se depositaron en en margen continental pasivo y son el resultado de la erosión de una fuente cortical félsica a intermedia, isotópicamente evolucionada. La existencia de potentes capas de carbonatos con composición isotópica de Sr de origen marino, sumado a la presencia de clastos fosfáticos y la falta de rocas ígneas de arco contemporáneas, apoyan la hipótesis de una sedimentación en un margen pasivo sobre un basamento mesoproterozoico que aflora en diversos lugares de las Sierras Pampeanas Occidentales. Se describen aquí, por primera vez, clastos fosfáticos en las Sierras Pampeanas que podrían estar vinculados a una de las principales glaciaciones neoproterozoicas (Marinoense). Además sugerimos, basados en nuestros datos y en trabajos previos, que dicho margen masivo probablemente formó parte del bloque continental paleoproterozoico MARA (acrónimo de Maz, Arequipa y Río Apa). Este bloque permaneció unido a Laurencia desde las orogénesis del Mesoproterozoico medio y superior, hasta su deriva a fines del Neoproterozoico y acreción al margen suroeste de Gondwana en el Cámbrico inferior (orogenia Pampeana).