ABSTRACT: Sr-Nd-Pb isotopic signatures were determined for silica-undersaturated hypabyssal alkaline basic rocks of the Los Baldecitos Formation in the Cerro Morado area, situated in the Ischigualasto - Vale de la Luna Provincial Park (northernmost San Juan Province, Argentina). The basic rocks show slight variations of the Sr-Nd-Pb isotopes and similar behavior of whole-rock geochemistry, which suggest a single source for the Cerro Morado volcanic rocks. The present-day Pb isotopic data show moderately radiogenic Pb compositions (206Pb/204Pb = 18.31 - 18.35), in addition to low values of 87Sr/86Sr initial ratios of 0.70314 - 0.70386 and highly radiogenic Nd initial isotopic compositions (+7.1 < εNd (228 Ma) < +9.3), which point to a PREMA mantle reservoir signature for the alkaline basalts with little evidence of crustal contamination. The involvement of a HIMU component in the source, previously suggested for the Cerro Morado volcanics, should be disregarded in the light of the Pb isotopic signature. The Sr-Nd signature together with Nd-TDM model ages not older than 295 Ma does not support the involvement of an ancient crust.

RESUMO: O Cinturão Dom Feliciano, que se estende desde o leste do Uruguai até o sul do Brasil, representa um importante orógeno Neoproterozoico formado pela colagem de domínios oceânicos e fragmentos continentais entre os crátons Rio de La Plata, Congo e Kalahari. A integração de dados de mapeamento geológico e estrutural com resultados isotópicos permitu estabelecer uma melhor compreensão sobre as fontes de magmatismo e os processos de sedimentação. A evolução do Cinturão Dom Feliciano envolveu a superposição de três eventos orogênicos denominados Passinho (0.89 - 0.86 Ga), São Gabriel (0.77 - 0.68 Ga) e Dom Feliciano (0.65 - 0.54 Ga). Os dois primeiros eventos envolvem o fechamento do oceano Charrua com a geração inicial de um arco intra-oceânico (Passinho) e, posteriormente, de um arco continental (São Gabriel). Esse oceano separava as áreas continentais representadas pelo cráton Rio de La Plata e a microplaca continental Nico Perez. No terceiro evento ocorreu fechamento do oceano Adamastor em decorrência da colisão entre os crátons Rio de La Plata e Kalahari entre 650 - 620 Ma, envolvendo condições metamórficas de alta temperatura e pressão intermediária. Neste momento de grande espessamento crustal, a partição da deformação no cinturão controla a sua evolução final com a passagem para uma tectônica de escape, responsável pela nucleação de zonas de cisalhamento transcorrentes de escala crustal. Essas estruturas são profundas e promoveram a geração e a ascenção de magmas máficos, que, associados ao elevado gradiente térmico regional, induziram um extenso evento de retrabalhamento crustal, responsável pela formação do Batólito Pelotas. O colapso do orógeno é representado pelo magmatismo tardio do batólito e pela formação das sequências superiores da Bacia do Camaquã.

ABSTRACT: The Dom Feliciano Belt is an important Neoproterozoic to Cambrian orogenic complex, extending from eastern Uruguay to southern Brazil. It comprises a collage of oceanic domains and continental fragments developed between 900 and 540 Ma between the Rio de La Plata, Congo and Kalahari cratons. The integration of field and structural data with recent isotopic results has introduced new insights on the sources of the magmatism and sedimentary processes. This paper presents a review of the geochronological results combined with stratigraphic, structural and geochemical data. The evolution of the Dom Feliciano Belt involved three orogenic events known as the Passinho (0.89 - 0.86 Ga), São Gabriel (0.77 - 0.68 Ga) and Dom Feliciano (0.65 - 0.54 Ga). The first two events involved the closure of the Charrua Ocean generating an intra-oceanic arc (Passinho) and, subsequently, an active continental margin arc (São Gabriel). This ocean separated the continental areas represented by the Rio de la Plata Craton and the Nico Perez continental microplate. Closure of the Adamastor ocean resulted in an important collisional event between the Nico Perez Microplate/Rio de La Plata Craton and Kalahari and Congo cratons between 650 and 620 Ma, involving high T/intermediate P metamorphism. At this time of crustal thickening, the partition of the deformation controled the final evolution of the belt with important escape tectonics, responsible for nucleating crustal-scale transcurrent shear zones. These structures were deep and promoted the rise of mafic magmas, which, associated with high regional thermal gradient, lead to an important event of crustal reworking, responsible for the formation of the Pelotas Batholith. The orogenic collapse is represented by late magmatism of Pelotas Batholith and deposition of upper section of the Camaquã Basin.

O método LA-MC-ICP-MS utilizado para datação U-Pb in situ está cada vez mais preciso e reprodutível devido à melhor desempenho técnico das microssondas a LASER e os espectrômetro de massa com plasma acoplado indutivamente (ICP-MS). Com intuito de testar a validade e a reprodutibilidade deste método, 5 amostras diferentes foram selecionadas (incluindo o padrão Temora 2), com idades entre 2.2 Ga e 246 Ma, para serem analisadas por ambos os métodos LA-MC-ICPMS e SHRIMP. Os zircões selecionados foram primeiramente datados com SHRIMP e após foram polidos para que fossem realizadas, na maior parte dos casos, as datações com microssonda a LASER de 213 nm acoplada a um espectrômetro de massa com multicoletor misto (copo Faraday e MIC´s), no mesmo local ou fase do grão. Os dados foram obtidos pela ação do laser com tamanho de feixe igual a 25 μm, e mais raramente de 15 e 40 μm. A calibração cuidadosa entre o copo Faraday e MIC´s foi realizada com solução diluída de U-Th-Pb para calcular a taxa de conversão entre os coletores e o uso de um padrão de comportamento homogêneo e constante durante as análises, o padrão GJ-1, para a calibração externa foram decisivas para a obtenção de resultados confiáveis. Todas as idades obtidas foram concordantes dentro dos erros experimentais. Os erros obtidos pelo método LA-MC-ICP-MS foram, na maior parte, mais altos do que aqueles obtidos pelo método SHRIMP. A utilização do LA-MC-ICPMS pode ser vantajosa para obtenção de idades U-Pb in situ, desde que não seja necessária a definição estratigráfica de alta resolução.

The LA-MC-ICP-MS method applied to U-Pb in situ dating is still rapidly evolving due to improvements in both lasers and ICP-MS. To test the validity and reproducibility of the method, 5 different zircon samples, including the standard Temora-2, ranging in age between 2.2 Ga and 246 Ma, were dated using both LA-MC-ICP-MS and SHRIMP. The selected zircons were dated by SHRIMP and, after gentle polishing, the laser spot was driven to the same site or on the same zircon phase with a 213 nm laser microprobe coupled to a multi-collector mixed system. The data were collected with a routine spot size of 25 μm and, in some cases, of 15 and 40 μm. A careful cross-calibration using a diluted U-Th-Pb solution to calculate the Faraday reading to counting rate conversion factors and the highly suitable GJ-1 standard zircon for external calibrations were of paramount importance for obtaining reliable results. All age results were concordant within the experimental errors. The assigned age errors using the LA-MC-ICP-MS technique were, in most cases, higher than those obtained by SHRIMP, but if we are not faced with a high resolution stratigraphy, the laser technique has certain advantages.

In the south of the Precordillera of Mendoza crops out the Cacheuta Pluton formed with an eastern belt of gray-green monzonite to granodiorite type rocks (Boca del Rio) and a subsequent larger surface outcrop of pink granitic rocks. In this work are offered new whole rock geochemical and geochronological U/Pb (LA-ICP-MS) data on 25 zircon crystals extracted from three monzonitic rock samples. These rocks have subalkaline and metaaluminous signature, with enrichment in light REE with less negative Eu anomaly. The analyses of zircon crystals by U/Pb geochronology show that a main mode of ages is 253 -258 Ma that represent the Late Permian. Then the isotopic data span between the Carboniferous with 302 Ma as the oldest zircon record and other one that presents the age of 249 Ma corresponding to the Early Triassic. With these data, the composed Cacheuta Pluton belongs entirely to the Gondwanian orogenic cycle and is coeval with the Permian-Triassic volcanic activity of the Choiyoi Group.

En el sur de la Precordillera mendocina, afora el plutón de Cacheuta formado por un borde de tipo monzonítico a granodiorítico (Boca del Río) gris-verdoso y otro posterior de mayor superficie aforante de composición granítica y tonos rosados-rojizos. Se ofrecen en este trabajo nuevos datos geoquímicos sobre las rocas monzoníticas y el análisis geocronológico por el método U/Pb (LA-ICP-MS) sobre 25 cristales de circones extraídos de tres muestras. Las rocas monzoníticas analizadas son de características subalcalinas, metaaluminosas y presentan enriquecimiento en LREE, diseño plano o ligeramente inclinado de HREE y leve anomalía negativa de Eu. La signatura geoquímica es de rocas calco-alcalinas de arco magmático. El análisis geocronológico por U/Pb permitió definir un histograma con una moda principal de edades entre 253 - 258 Ma correspondiente al Pérmico Tardío. Luego los datos isotópicos se extienden entre el Carbonífero Tardío con 302 Ma para un circón de una de las muestras como registro más antiguo y otra que presenta la edad de 249 Ma correspondiendo ya al Triásico más bajo. Con estos datos se confirma que el magmatismo del plutón de Cacheuta pertenece al ciclo gondwánico, resultando coetáneo con parte de la actividad volcánica del Grupo Choiyoi.

An integrated study of planktic foraminiferal tests (Orbulina universa and Globigerinoides trilobus) imaging techniques and chemical/isotopic analyses has been carried out at the Miocene section of the Pelotas Basin (South Brazil) with the purpose of record and evaluate the effects of the diagenesis in its wall texture and isotopic composition. The characterization of the foraminiferal tests preservation prior performing isotopic analysis for paleoceanographic studies is essential to ensure the choice of suitable material for obtaining reliable data. Scanning electron microscopy, backscatter scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectrometry and stable isotope measurements were used to evaluate the post-depositional effects on the tests. It was possible to identify features of dissolution, neomorphism (recrystallization) and coating of autigenic minerals. The stable isotopic data define two compositional groups. The heavier and less scattered values characterize a preserved paleoenvironmental signal as the lighter and scattered ones indicate a signal derived from post-depositional alterations. Additionally, the characterization of the distinct types of diagenetic changes and their textural products provide a guideline for the evaluation of the diagenetic effects of deeply buried fossil foraminifera.

Un estudio integrado de las características de textura y composición química e isotópica de foraminíferos planctónicos (Orbulina universa y Globigerinoides trilobus) del Mioceno de la Cuenca de Pelotas (sur de Brasil) fue llevado a cabo con el propósito de registrar y evaluar los efectos de la diagénesis. La caracterización del grado de preservación de los foraminíferos, previa a la obtención de análisis isotópicos para estudios paleoceanográficos, es esencial para asegurar una selección adecuada del material y así obtener datos fiables. Se empleó microscopía electrónica de barrido, imágenes con electrones retrodispersados, espectroscopía de rayos X de dispersión de energía y mediciones de isótopos estables para evaluar los efectos post-depósito en los caparazones. Esos estudios permitieron identificar características de disolución, recristalización y revestimiento de minerales autigénicos. Los datos de isótopos estables permitieron definir dos grupos de composición: los valores más pesados y menos dispersos caracterizan señales paleoambientales preservadas, mientras que los datos más dispersos y correspondientes a composiciones más ligeras indican una señal derivada de las alteraciones post-depósito. Además, la caracterización de los distintos tipos de cambios diagenéticos y sus productos texturales proporciona una guía para la evaluación de los efectos diagenéticos en los foraminíferos fósiles provenientes de secciones sedimentarias de gran espesor.

A continuación es presentado un análisis tectonoestratigráfico de la Cuenca Camaquã. Esta Cuenca presenta una secuencia volcano-sedimentaria del Neoproterozoico al Eoproterozoico. Basado en lineamentos obtenidos de análisis de imágenes LANDSAT TM y análisis geofísico, donde son reconocidos cuatro dominios estructurales. Las secuencias deposicional y deformacional de las Formaciones Guaritas y Bom Jardim, son descritas a partir de registros de pozo y la gravimetría, comprendiendo depósitos deltaicos y tectónica dúctil y frágil. Variaciones en profundidad y los análisis de los registros sugieren compactación diferencial en la roca, a partir de la información Geofísica (métodos eléctricos y potenciales). En el análisis de imágenes fueron consideradas características con la misma composición, brillo y transformada. El último paso incluye filtros que ayudan a analizar los lineamentos estructurales y el modelo de la cuenca. Se observaron diferentes espesores sedimentarios, una división en diferentes sub-cuencas, y un incremento de espesor al noreste. Es presentado un modelo esquemático 3D de la Cuenca de Camaquã basado en la geofísica de pozos e imágenes de satélite, integrados al modelo digital del terreno.

A tectonostratigraphic study of the Camaquã Basin, formed by Neoproterozoic to Eopaleozoic volcano-sedimentary units, is herein presented. Based on lineaments obtained through LANDSAT TM images and geophysical methods, four structural domains were recognized. The depositional and deformational sequences of the Guaritas and the Bom Jardim Formations were identified on well logs, where the fluvial deltaic system and brittle to brittle-ductile tectonic evidence is preserved. Differential compaction of sedimentary rocks was recognized using geophysical information (electrical (well log) and potential methods (gravimetry)). The sedimentary package presents variable thickness, increasing to the NE portion of the basin, and a compartmentalization in echelon subbasins, delimited by NW-trending structures is observed. A 3D schematic model of the Camaquã Basin was built based on the geophysical and satellite image data integrated to the Digital Terrane Model.

Neste estudo, compara-se a composição de isótopos de oxigênio de dois gêneros de foraminíferos bentônicos (Uvigerina e Cibicidoides) de amostras de topo de testemunho com a composição isotópica moderna da água do mar (delta18O). Baseados em uma nova relação entre delta18O e salinidade para a latitude média do Atlântico Sul ocidental, estimou-se a composição isotópica da calcita em equilíbrio (delta18Oeq) a partir de duas equações diferentes: (1) O'Neil et al. (1969), modificada por McCorkle et al. (1997) e (2) Kim & O'Neil (1997). Utilizando (1), a pequena diferença entre delta18Oeq e delta18O de Uvigerina sugere que este gênero precipita as suas testas próximo ao equilíbrio com a água. Já os dados de delta18O de Cibicidoides são 0,82 ‰ menores que a composição isotópica prevista. Ao contrário, utilizando (2) os dados de delta18O de Cibicidoides mostram uma concordância excelente com a composição isotópica esperada, enquanto que os dados de delta18O de Uvigerina são 0,69 ‰ maiores que os valores de equilíbrio previstos. A partir das evidências apresentadas neste trabalho e em estudos prévios sugerimos a utilização do gênero Cibicidoides e a aplicação da equação de Kim & O'Neil (1997) para pesquisas de paleotemperatura. Na ausência de suficientes espécimens de Cibicidoides sugerimos a utilização de delta18O de Uvigerina aplicando um fator de correção de -0,69 ‰.

In this study we have compared the oxygen isotopic composition of two genera of benthic foraminifera (Uvigerina and Cibicidoides) from core-top samples with modern oxygen isotopic composition of seawater (delta18O). Based on a new relationship between delta18O and salinity for the mid-latitude western South Atlantic, we estimated the isotopic composition of equilibrium calcite (delta18Oeq) using two different equations: (1) O'Neil et al. (1969), modified by McCorkle et al. (1997) and (2) Kim & O'Neil (1997). When using (1), the small difference between delta18Oeq and delta18O of Uvigerina suggests that this genus precipitates its shell close to equilibrium with ambient seawater. The delta18O Cibicidoides data are 0.82 ‰ lower than the predicted (equilibrium) oxygen isotopic composition. Conversely, using (2) the Cibicidoides delta18O data show excellent agreement with the oxygen isotopic composition predicted from delta18O and water temperature while Uvigerina delta18O data are 0.69 ‰ higher than predicted oxygen isotope equilibrium values. Based on the evidences presented here and on the results from previous studies we suggest using the genus Cibicidoides and applying Kim & O'Neil's (1997) equation for down-core paleotemperature investigations. In the absence of enough Cibicidoides specimens we suggest using Uvigerina delta18O data and applying a correction factor of -0.69 ‰.

The studies based on systematic isotope variations in carbonate rocks are valuable tools to understand the evolution of marine sedimentary basins, especially those developed during a key Earth history time such as the Neoproterozoic-Lower Paleozoic, interval from which fossil register is incomplete. The isotopic data allow to gather important information about sedimentation- diagenetic ages, metamorphic events, tecto-sedimentary paleoenvironments evolution, sedimentary provenance and source areas. In particular, determining the Sr and C isotopic rate in non-fossiliferous carbonates is very important because it provides the precipitation age indirectly and can be applied for stratigraphic correlation in local and regional scale as well. On the other hand, the Sm-Nd isotope ratios on sedimentary rocks are useful because they allow learning about the basement type rocks of the basin and the possible source regions. The present contribution reports stable isotope studies (C and O), natural 87Sr/86Sr, 206Pb/207Pb and Sm- Nd ratios obtained on carbonate rocks outcropping in the Precordillera-Cuyania terrane (Astini et al., 1995; Ramos et al., 1998) from western Argentina. The main object of this work is to increase the isotopic database about low metamorphic carbonates that crop out in the Western Sierras Pampeanas, assigned by several authors as Neoproterozoic- Lower Paleozoic units, and furthermore, we compare the obtained results with well known fossiliferous Cambrian limestones from the Eastern Precordillera. The analysed rocks are non-fossiliferous metalimestones, marbles, and meta-marls of the Caucete Group (Sierra de Pie de Palo); carbonates with low metamorphism outcrop in Cerro Salinas and Sierra de la Huerta (Pan de Azúcar and Loma de las Chacras). For comparison, Cambrian fossiliferous limestones (no metamorphic) were studied from La Laja Formation (Sierra Chica de Zonda, Precordillera of San Juan). Sr isotopic data from Caliza Angacos (Sierra de Pie de Palo) are in agreement with the published secular variation curve for the Lower Cambrian and partially Middle Cambrian. The d13C values for the same unit are spread in the C secular variation curve in coincidence with the 87Sr/86Sr ratios (Fig. 10). 13C/12C and 87Sr/86Sr ratios obtained from samples from Juan Pobre Member of La Laja Formation are positioned on the Middle Cambrian interval in agreement with their fossiliferous content (Fig. 10). The Cerro Salinas carbonates show higher 87Sr/86Sr ratios in comparison with the Caliza Angacos (Sierra de Pie de Palo) and in concordance with the Late Middle Cambrian to Upper Cambrian isotopic curve (Fig. 10). The increasing Sr isotope ratios are positioned on the youngest sector of the Upper Cambrian on the secular variation curve for sea-water. This event is in concordant with the isotopic global positive excursion (Montañez et al., 2000). The 207Pb/206Pb isochrone, obtained for the limestones of Cerro Salinas, suggests an age on the boundary of Neoproterozoic and Cambrian time. The presence of stromatolites and the isotopic Sr composition on the Cerro Salinas carbonate unit could be correlated with the La Flecha Formation (Upper Cambrian of Precordillera). Nd model ages (T DM) measured for the siliciclastic levels intercalated in the Soldano Member (La Laja Formation) are coincident with the Caliza Angacos (Pie de Palo). This suggests that the provenance area for this formation and the fossiliferous Lower Cambrian units from Eastern Precordillera are similar. In the frequency diagram (Fig. 9) the source rocks from these sediments present two well differentiated populations for the Nd model ages: Paleoproterozoic (1.7 Ga) and Mesoproterozoic (1.5 Ga). Isotopic evidences allow us to interpret that the marine carbonates analyzed in this work could be part of the common carbonate platform during Cambrian times, registering deeper water sedimentary conditions and increasing metamorphism towards the East.

El presente trabajo comprende estudios sobre isótopos estables (carbono y oxígeno), Sr natural (87Sr/86Sr), 206Pb/207Pb y Sm/Nd aplicados sobre rocas esencialmente carbonáticas aflorantes en el terreno Precordillera-Cuyania del oeste argentino. Las rocas analizadas son metacarbonatos, mármoles y metamargas aflorantes en la sierra de Pie de Palo (Grupo Caucete), en el cerro Salinas y en la sierra de La Huerta (cerro Pan de Azúcar y Loma de las Chacras), y calizas no metamorfizadas del Cámbrico de la Precordillera Oriental de San Juan. Los datos de los isótopos del Sr obtenidos para la Caliza Angacos (Pie de Palo) están de acuerdo con los valores de la curva de variación secular para el Cámbrico Inferior alto y parte del Cámbrico Medio. Los valores de d13C para la misma unidad, se distribuyen en la curva de variación secular del C en coincidencia con las relaciones 87Sr/86Sr. Las relaciones 87Sr/86Sr y 13C/12C medidas en las muestras de calizas del Miembro Juan Pobre de la Formación La Laja se ubican en el Cámbrico Medio en las curvas mencionadas y en coincidencia con su contenido fosilífero. Los carbonatos del cerro Salinas presentan relaciones 87Sr/86Sr más altas en comparación con las de la Caliza Angacos (Pie de Palo) y en concordancia con el lapso de la curva del Cámbrico Medio alto al Cámbrico Superior. Este incremento en la relación isotópica del Sr está acompañado por un enriquecimiento en los valores de d13C, que se ubican en el tramo más joven del Cámbrico Superior en la curva de variación secular del C en el agua de mar, marcando según varios autores, el inicio de una excursión isotópica positiva de carácter global. La isocrona 206Pb/207Pb calculada para carbonatos del cerro Salinas, sugiere una edad comprendida entre el Neoproterozoico y el Cámbrico por su margen de error importante. Por el hallazgo de estromatolitos y la composición isotópica del Sr esta unidad del cerro Salinas podría tener correlación con la Formación La Flecha del Cámbrico Superior de la Precordillera. Las edades modelo Sm/Nd (T DM) calculadas para los niveles silicoclásticos intercalados en el Miembro Soldano de la Formación La Laja, son coincidentes con las obtenidas en la Caliza Angacos. Esto sugiere que el área de procedencia para la Caliza Angacos y las unidades del Cámbrico Inferior alto de la Precordillera fue similar. Las rocas madres de estos sedimentos tienen como característica la presencia de dos picos bien diferenciados de edades modelo, uno Paleoproterozoico (1,7 Ga) y otro Mesoproterozoico (1,5 Ga). Las evidencias isotópicas apoyan la hipótesis que los carbonatos analizados podrían haber formado parte de una plataforma carbonática común para los tiempos cámbricos, registrando profundización de la cuenca y aumento progresivo del metamorfismo en dirección este.