Petrología estructural y mineralogía mantélica de la Peridotita de Loma Caribe, Cordillera Central, República Dominicana

GEOGACETA, 74, 2023 Copy igh © 2023 El Au o /a(s). Publicado po la Sociedad Geológica de España. A ículo de acceso abie o bajo la licencia CC BY-NC-SA 4.0 35 In oducción En el ma gen sep en ional de la pla- ca de Ca ibe, di e sos macizos o iolí icos ep esen an es igios de li os e a oceá- nica obducida y ac ecionada al ma gen me idional de la placa de Amé ica del No e du an e la colisión inal a co-con- inen e en el Eoceno medio-supe io (Lewis e al., 2006). Localizado en el Dominio de la Co dille a Cen al de la República Dominicana (Fig. 1), el macizo pe ido í ico de Loma Ca ibe se ex iende unos 100 km en la di ección NO-SE des- de el á ea de La Vega has a el no e de San o Domingo. La Pe ido i a de Loma Ca ibe (PLC) ha sido in e p e ada como: (a) un agmen o de li os e a oceánica de una cuenca de as-a co elacionada con la subducción al NE de la placa Pa- cí ica, o hacia el SO de la p o o-Ca ibe- ña; (b) li os e a de an e-a co de la placa Ca ibeña; o (c) una mélange o iolí ica o mada du an e la in e sión en la po- la idad de subducción (Me cie de Lepi- nay, 1987; Lewis y D ape , 1990; D ape e al., 1996; Lewis e al., 2006; Ma chesi e al., 2016; Fa é-de-Pablo e al., 2020). En es e abajo se desc iben y analizan las áb icas es uc u ales y la mine alo- gía p ima ia de la PLC a escala egional con el in de es ablece las elaciones en e la e olución es uc u al, pe oló- gica y mine alógica pa a así econs ui su his o ia ec ónica, magmá ica y me- asomá ica. Li ologías, áb icas y es uc u as En el sec o de La Vega, la PLC es á cons i uida po una sección man élica de ∼2,0 km de espeso , sob e la que se supe pone una delgada co eza plu o- no- olcánica (∼0,1-0,8 km; Escude -Vi- ue e, 2010). El con ac o en e el man o y la co eza a lo a muy a amen e y el Moho o iginal no es á p ese ado. Lo- calmen e, las ocas olcánicas es án en con ac o deposicional o ec ónico con las ocas del man o. La base de la sección man élica no a lo a, po lo que se desco- noce si se supe pone a una base an ibo- lí ica dinamo- é mica. La PLC es á p in- cipalmen e compues a po ha zbu gi as que con ienen pequeños cue pos, diques Geogace a, 74 (2023), 35-38 h ps://doi.o g/10.55407/geogace a98187 Fecha de ecepción: 31/012023 ISSN ( e sión imp esa): 0213-683X Fecha de e isión: 20/04/2023 ISSN (In e ne ): 2173-6545 Fecha de acep ación: 26/05/2023 ABSTRACT The Loma Ca ibe Pe ido i e (LCP) consis s o g anula and po - phy oclas ic pe ido i es, (GP and PCP, espec i ely). GP de eloped high-T duc ile olia ions du ing he man le upwelling benea h he sp eading idge and he subsequen c us -man le shea as he li hos- phe e mig a ed away om he idge. Howe e , he po phy oclas ic o myloni ic olia ions p esen in he PCP, as well as hose p esen in he o e lying olia ed se pen ini es, a e ela ed o ec onic exhuma ion and denuda ion o he man le. The LCP man le is composed mainly o deple ed ha zbu gi es g ading o Cpx- ich ha zbu gi es and lhe - zoli es, wi h mine al composi ions simila o hose o o e-a c pe i- do i es. By compa a ion wi h expe imen al da a, a ia ions in modal p opo ions and mine al chemis y a e consis en wi h 26-38% and 12-44% pa ial mel ing o PG and PPC, espec i ely. Key-wo ds: Loma Ca ibe Pe ido i e, man le ab ics, man le mel- ing, man le me asoma ism, Dominican Republic. RESUMEN Las di e encias ex u ales, químico-mine alógicas y en la o ien- ación de la áb ica en la pe ido i a de Loma Ca ibe (PLC) pe mi en dis ingui pe ido i as g anula es (PG) y po i oclás icas (PPC). Las PG p esen an oliaciones dúc iles de al a-T desa olladas du an e el as- censo de man o bajo una zona de do sal y el pos e io cizallamien- o co eza-man o p oducido al aleja se la li os e a de la do sal. Sin emba go, las oliaciones po i oclás icas a miloní icas p esen es en las PPC, así como la p esen e en las se pen ini as oliadas sup ayacen es, se elacionan con la exhumación ec ónica y denudación del man o. El man o de la PLC es á compues o p incipalmen e po ha zbu gi as empob ecidas que g adualmen e pasan a ha zbu gi as icas en Cpx y lhe zoli as, con composiciones mine ales simila es a pe ido i as de an e-a co. En compa ación con da os expe imen ales, las a iaciones en las p opo ciones modales y la química mine al son consis en es con 26-38% de usión pa cial pa a las PG y 12-44% pa a las PPC. Palab as-cla e: Pe ido i a Loma Ca ibe, áb icas del man o, usión de man o, me asoma ismo de man o, República Dominicana. Pe ología es uc u al y mine alogía man élica de la Pe ido i a de Loma Ca ibe, Co dille a Cen al, República Dominicana S uc u al pe ology and man le mine alogy o he Loma Ca ibe Pe ido i e, Co dille a Cen al, Dominican Republic Ja ie Escude -Vi ue e1*, Me cedes Cas illo Ca ión1, Ál a o Rubio O dóñez2, F ancisco José Fe nández2, Fe nando Pé ez Vale a3, Ja ie Escude -Magallón1 y Pablo Val e de Vaque o1 1 Ins i u o Geológico y Mine o España - CSIC, C. La Cale a 1, 28760 T es Can os, Mad id. j.escude @igme.es, m.cas [email protected], p. al e [email protected], ja ie .escude @es udian e.uam.es 2 Depa amen o de Geología, Uni e sidad de O iedo. C. Jesús A ias de Velasco, 33005 O iedo. ubioal[email p o ec ed], j e nandez@unio i.es 3 Depa amen o de Ciencias de la Tie a y del Medio Ambien e, Uni e sidad de Alican e. 03080 San Vicen de Raspeig, Alican e. pe e[email p o ec ed]s *Co esponding au ho GEOGACETA, 74, 2023 J. Escude -Vi ue e, M. Cas illo Ca ión, Á. Rubio O dóñez, F. José Fe nández, F. Pé ez Vale o, J. Escude -Magallón... 36 Pe ología y geoquímica/Pe ology and Geochemis y y enas de duni as, c omi i as, o o y cli- nopi oxeni as. Las di e en es áb icas, jun o con las ex u as y composiciones mine ales pe - mi en subdi idi el man o en pe ido i as po i oclás icas (PPC) y pe ido i as g an- ula es (PG). Aunque su dis ibución no es á cla amen e es ablecida. La oliación man élica en las ha zbu - gi as es á de inida po el es i amien o y agmen ación del o opi oxeno, y po el alineamien o de los g anos de c omi a, así como po un bandeado modal di uso. En las PG es posible econoce a escala de a lo amien o dos oliaciones de desa ol- lo débil. La oliación dominan e p esen a una di ección NE a ENE y un al o ángulo de buzamien o al NO o SE, sub-pe pen- dicula a la elongación y al bandeado magmá ico cumulado en len es de dun- i as y c omi i as y sub-pa alela a diques pi oxení icos. Es a oliación se in e p e a como esul ado del lujo as enos é ico ascenden e bajo la zona de do sal. La oliación secunda ia p esen a una di ección N130°E±25 y ángulos de buzamien o medios y bajos al NE y SO. Es a oliación es sub-pa alela al cumu- lado magmá ico y localmen e co a al o opi oxeno elongado de la p ime a oliación. Es a áb ica es á sob eimpues- a po áb icas dúc iles sub-pa alelas de meno T y se in e p e a como esul ado del cizallamien o co eza-man o a medi- da que la li os e a se aleja de la zona de do sal. En con as e, las PPC p esen an una oliación bien desa ollada y más pene- a i a. La oliación iene una di ección NO a ONO y un ángulo de buzamien o de medio a al o gene almen e hacia el SO. La oliación es localmen e miloní i- ca y se ca ac e iza po una lineación de es i amien o NO-SE a O-E. Su desa ollo es á acompañado po una educción del amaño de g ano y la ansposición ex- ema de las in usiones duní icas y pi ox- ení icas. Hacia los ni eles es uc u ales más al os las pe ido i as es án ex ensamen e se pen inizadas y cizalladas, dando luga a un amo de se pen ini as oliadas de espeso en e 50 y 350 m. Es as se pen i- ni as oliadas es án in uidas po diques y sills sub-conco dan es de gab os y dol- e i as, que mues an con ac os en iados. Es as áb icas y ex u as implican una de o mación li os é ica p og esi amen e más ía, elacionada con la exhumación y denudación ec ónica. Es a de o mación e óg ada puede explica el súbi o en i- amien o de los magmas má icos, los con- ac os en e basal os y man o, a o ece la in il ación de luidos supe iciales, la se pen inización y las condiciones de O2 educidas. Fig. 1. Mapa geológico esquemá ico mos ando la si uación de la Pe ido i a Loma Ca ibe en la Co dille a Cen al de la República Dominica- na y en la isla de La Española ( ecuad o). Ve igu a en colo en e sión web. Fig. 1. Schema ic geological map showing he loca ion o he Loma Ca ibe Pe ido i e in he Co dille a Cen al o he Dominican Republic and in he Hispaniola Island (inle ). See colo igu e on web. GEOGACETA, 74, 2023 Pe ología es uc u al y mine alogía de la Pe ido i a de Loma Ca ibe (Rep. Dominicana) 37 Pe ología y geoquímica/Pe ology and Geochemis y Además de las áb icas p e-empla- zamien o desc i as, la PLC es á a ec ada po áb icas dúc il- ágiles y ágiles el- acionadas con episodios de o ma i os sin- y pos -emplazamien o. La com- p esión du an e el Eoceno medio-supe- io se mani ies a con un plegamien o a escala egional de e gencia NE, ela- cionado con cabalgamien os di igidos al NE, así como e o-cabalgamien os di igidos al SO y pliegues asociados, que son esponsables del basculamien o, ple- gamien o e incluso in e sión local de la PLC. Es as es uc u as de o man ambién a unidades clás icas olis os ómicas y u bidí icas del G upo Ta e a (Eoceno su- pe io -Oligoceno). El aco amien o en el Mioceno supe io -Pleis oceno e-aplas a odas las es uc u as an e io es y gene a un g upo de allas in e sas de di ección ONO a NO, con ángulos de buzamien o medio y al o al NE y SO, así como desga - es NE-SO a O-E. Tex u as y mine alogía La li ología dominan e en la PLC es ha zbu gi a, que g adúa localmen e a ha zbu gi a ica en clinopi oxeno (<6% modal) y lhe zoli a. El con enido modal de oli ino a ía en e 58 y 88%; el o o- pi oxeno en e 12 y 34%; y la C -espinela en e 0,4 o 1,5%. El an íbol es á p esen e como acceso io. Las PG p esen an una ex u a g anuda secunda ia de amaño de g ano uni o me (4-8 mm, máx. 12 mm), en la que el oli ino y el o opi oxe- no no mues an de o mación in e na. Los con ac os cu ados oli ino-oli ino y oli ino-pi oxeno sugie en su modi ica- ción po p ocesos de usión pa cial. Las PPC p esen an po i oclas os milimé i- cos elongados de oli ino y o opi oxeno (y a o clinopi oxeno) odeados po una ma iz neoblás ica de g ano ino (≤0,3 mm) compues a po oli ino, o o y clino- pi oxeno, espinela y en ocasiones an íbol (Mg-ho nblenda a emoli a). Los neo- blas os p esen an gene almen e ex in- ción ec a y con o nos poligonales con pun os iples a 120°, indica i os de una ec is alización pe asi a. La composición mine al ue ob eni- da median e mic osonda elec ónica en el CNME de Mad id. Los mine ales de las ha zbu gi as no mues an zonación, exhiben una pequeña a iación compo- sicional, y se asemejan p incipalmen e a las pe ido i as de zona de sup a-subduc- ción (ZSS). El oli ino p esen a un es echo ango composicional (Mg# 89-93; Fig. 2a) pa a una limi ada a iación en NiO (0,28-0,50 w .%). La C -espinela mues a un amplio ango composicional de C # (C /(C +Al)) en e 0,14 y 0,91, pa a Mg# (Mg/(Mg+Fe2+) en e 0,22 y 0,75 (Fig. 2b). Los con enidos en TiO2 (≤0,02 w .%; Fig. 2c) y NiO (0,01-0,09 w .%) son muy bajos. Po an o, las C -espinelas compa - en composiciones ca ac e ís icas an o de las pe ido i as abisales como de las de ZSS. El o opi oxeno exhibe un al o Mg# (Mg/(Mg+Fe o ) en e 0,90 y 0,93, pa a con enidos bajos en Al2O3 (0,7-4,2 w .%), C 2O3 (0,40–0,62 w .%) y TiO2 (<0,02%); simila es a los de pe ido i as de ZSS (Fig. 2d). Análogamen e, el clinopi oxeno p e- sen a un al o Mg# (0,90-0,96); pe o bajo Al2O3 (1,0-5,2 w .%), C 2O3 (0,7-1,1 w .%), Na2O (<0,03 w .%) y TiO2 (0,01–0,12 w .%) (Figs. 2e, ). En las PG, sin emba go, el clinopi oxe- no de ex u a in e s icial puede p esen a un mayo con enido en TiO2 (<0,5 w .%) y Na2O (<0,3 w .%), así como la espine- la in e s icial se más ica en TiO2 (<0,2 w .%), sugi iendo la in e acción con, o la Fig. 2. Diag amas de (a) Mg# e sus NiO2 en el oli ino, (b) Mg# e sus C # en la espinela, (c) TiO2 e sus C # en la espinela, (d) Mg# e sus Al2O3 en el o opi oxeno, (e) Mg# e sus Al2O3 en el clinopi oxeno, y ( ) Al2O3 e sus TiO2 en el clinopi oxeno pa a las ha zbu gi as de la PLC. Las e e encias de los campos composicionales es án incluidas en Escude -Vi ue e e al. (2014, 2015). ZSS, zona de sup a-subducción; Hzb ZSS-CPP, ha zbu gi as del Complejo O iolí ico de Pue o Pla a. Ve igu a en colo en e sión web. Fig. 2. Plo s o (a) Mg# s. NiO2 in Ol, (b) Mg# s. C # in Spl, (c) TiO2 s. C # in Spl, (d) Mg# s. Al2O3 in Opx, (e) Mg# s. Al2O3 in Cpx, and ( ) Al2O3 e sus TiO2 in Cpx o he LCP ha zbu gi es. Re e ences o composi ional ields a e included in Escude -Vi ue e e al. (2014, 2015). ZSS, sup a-sub- duc ion zone; Hzb ZSS-CPP, Ha zbu gi es om he Pue o Pla a Ophioli ic Complex. See colo igu e on web. GEOGACETA, 74, 2023 J. Escude -Vi ue e, M. Cas illo Ca ión, Á. Rubio O dóñez, F. José Fe nández, F. Pé ez Vale o, J. Escude -Magallón... 38 Pe ología y geoquímica/Pe ology and Geochemis y c is alización desde, un undido que im- p egna la pe ido i a. El an íbol in e s icial ambién indica el paso de luidos hid a- ados a díos. Es as ca ac e ís icas com- posicionales es án ambién p esen es en las PPC y se a ibuyen a la ci culación de un undido hid a ado e olucionado du- an e la de o mación de la pe ido i a. En gene al, las PPC mues an un mayo an- go de composición mine al que las PG, lo que implica un mayo g ado de usión en equilib io de un man o é il uen e de MORB. Po compa ación con los da os expe imen ales de Hi ose y Kawamo o, es as asas g aduan en e 12 y 44% pa a las PPC en e a 26 y 38% pa a las PG, las cuales son más al as a las p opues as po Ma chesi e al. (2006) median e modeli- zación geoquímica e incluyendo lhe zo- li as. Conclusiones El análisis es uc u al, pe ológico y mine alógico egional de la PLC e- ela impo an es di e encias en la ex- u a, química-mine al y o ien ación de las áb icas, que nos pe mi e dis ingui dos ipos de pe ido i as. Las PG p esen- an dos oliaciones dúc iles de al a-T. La p ime a es sub-pe pendicula al ban- deado cumulado en duni as-c omi i as y sub-pa alela a diques pi oxení icos. Se in e p e a como una áb ica as enos é- ica elacionada con el lujo ascenden e de man o bajo una zona de do sal. La se- gunda áb ica aspone a la p ime a y es subpa alela a los len es de duni as-c o- mi i as, y su desa ollo se elaciona con el cizallamien o co eza-man o p odu- cido al aleja se la li os e a de la do sal. Las PPC mues an áb icas subpa alelas al echo es uc u al del macizo pe ido í- ico, que se ca ac e iza po la o mación de se pen ini as oliadas, in e p e ándo- se como elacionadas con la exhumación ec ónica del man o. El man o de la PLC es á compues o p incipalmen e po ha zbu gi as em- pob ecidas que g adúan a ha zbu gi as icas en clinopi oxeno y lhe zoli as, con composiciones mine ales simila es a las de pe ido i as de an e-a co. Va iaciones en la composición modal y la química mine al son consis en es con un mayo ango de usión pa cial en las PPC que en las PG. La p esencia de enas y sills de duni as, c omi i as y pi oxeni as impli- ca un lujo magmá ico canalizado, que in e acciona de mane a limi ada con las ha zbu gi as caja. Po an o, un p oceso mix o cumulado y de eacción pa a es as in usiones explica mejo la p esencia de espinela ica en Ti y de an íbol y clinopi- oxeno in e s icial. Las ha zbu gi as po - i oclás icas egis an condiciones edox más educidas, posiblemen e como e- sul ado de la in e acción con luidos a - díos elacionados con la se pen inización du an e la de o mación. Ag adecimien os El p esen e abajo ha sido inanciado po el p oyec o PID2019-105625RB-C22 del MCIN/AEI/ 10.13039/501100011033. Los au o es ag adecen los comen a ios ealizados po dos e iso es anónimos que han con ibuido a mejo a el manus- c i o. Re e encias D ape , G. Gu ié ez, G. y Lewis, J.F. (1996). Geology, 24, 1143–1146. h ps://doi.o - g/10.1130/0091-7613(1996)024<1143:- TEOTHP>2.3.CO;2 Escude -Vi ue e, J. (2010). Mapa Geoló- gico de la Hoja a E. 1:50.000 nº 6073-I (La Vega). Se icio Geológico Nacional, San o Domingo, 249 pp. h ps://www.sgn.gob.do Escude -Vi ue e, J. Cas illo-Ca ión, M. Gabi es, J. Súa ez, A. y Pé ez-Es aún, A. (2014). Li hos 196–197, 261–280. h ps://doi.o g/10.1016/j.li hos.2014.03.013 Escude -Vi ue e, J. Baumga ne , P.O. y Cas illo-Ca ión, M. (2015). Li hos 231, 16–34. h ps://doi.o g/10.1016/j.li hos.2015.05.019 Fa é-de-Pablo, J. P oenza, J.A. Gonzá- lez-Jiménez, J.M. Aiglspe ge , T. Ga - cia-Casco, A. Escude -Vi ue e, J. Colás, V. y Longo, F. (2020). Geoscience F on- ie s, 11, 2083–2102. h ps://doi.o g/10.1016/j.gs .2020.05.005 Hi ose, K. y Kawamo o, T. (1995). Ea - h and Plane a y Science Le e s 133, 463–473. Lewis, J.F. y D ape , G. (1990). En: The Ca- ibbean Region (G. Dengo y J.E. Case, Eds.), Geological Socie y o Ame ica, The Geology o No h Ame ica, H, 77– 140. Lewis, J.F. D ape , G. P oenza, J.A. Espai- lla , J. y Jiménez, J. (2006). Geologica Ac a, 4, 237–263. h ps://doi.o g/10.1344/105.000000368. Ma chesi, C. Ga ido, C.J. P oenza, J.A. Hidas, K. Va as-Reus, M.I. Bu josa, L. y Lewis, J.F. (2016). Li hos, 252–253, 1–15. h ps://doi.o g/10.1016/j.li- hos.2016.02.009 Me cie de Lépinay, B. (1987). L’é olu ion géologique de la bo du e no d-ca aï- be: L’exemple de la ans e sale del’île d’Hispaniola (G andes An illes). 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