Abstract

Lenses of spessartine quartzites (coticules) are associated with greenschist intercalations in coastal exposures at Bahia Mansa within the mainly metapsammopelitic Western Series, which forms most of the basement in the Coastal Cordillera of central to southern Chile. The chemical compositions of the coticules can be explained by protoliths formed from ferriferous and manganiferous hydrothermal precipitates mixed with aluminous alteration-derived material on top of oceanic crust. The peak conditions of metamorphism were calculated with multivariant reactions: 270–370°C, 6–8 kbar. A retrograde P–T evolution was marked by decompression to 2 kbar during cooling below 300°C, influx of an external fluid, and strain-free crystallization of retrograde phases. The appearance of “ferriwinchite”, “ferribarroisite” and phengite in coticules and surrounding metabasic rocks marks the transition from greenschist to epidote blueschist facies. Oscillatory zoning in garnet within the coticules as well as in epidote and tourmaline in the metabasic rocks seems to be governed by the local chemical environment during prograde growth of minerals. Although the garnet in the coticules formed by a continuous prograde dehydration–decarbonation reaction, the primary fluid inclusions are predominantly hydrous owing to massive influx of fluid during the early stage of decompression. The late stage of decompression is bracketed by isochores of primary fluid inclusions that are clearly below peak conditions of metamorphism. This is attributed to a volume increase of the fluid inclusions and stretching of the host minerals during decompression. Higher densities of fluid inclusions in garnet compared to those in quartz are due to differences in yield strength between the two minerals. The transient metamorphic gradient of approximately 12°C/km revealed by the coticules and adjacent metabasic rocks of oceanic origin suggest slow subduction. Penetrative ductile deformation is mainly restricted to the late prograde and early retrograde P–T path within an accretionary prism.

Abstract

Des lentilles de quartzite à spessartine (coticules) sont associées à des intercalations de schistes verts dans des affleurements côtiers à Bahia Mansa de la séquence à dominance métapsammopélitique (série de l’Ouest) qui constitue la plupart du socle de la Cordillère Côtière des parties centrale et australe du Chili. La composition chimique des coticules peut s’expliquer à partir de contributions de protolithes formés de précipités hydrothermaux ferrifères et manganifères, mélangés à des matériaux alumineux dus à l’altération de la partie supérieure de la croûte océanique. Les conditions maximales de métamorphisme ont été calculées au moyen de réactions multivariantes: 270–370°C, 6–8 kbar. Une évolution P–T rétrograde a été marquée par une décompression jusqu’à 2 kbar et d’un refroidissement à moins de 300°C, la venue d’une phase aqueuse d’une source externe, et d’une cristallisation des phases rétrogrades sans déformation. L’apparition de la “ferriwinchite”, la “ferribarroisite” et la phengite dans les coticules et les roches métabasiques encaissantes signale une transition à partir du faciès schistes verts au faciès schistes bleus à épidote. Une zonation oscillatoire dans le grenat des coticules, de même que dans l’épidote et la tourmaline des roches métabasiques, semble résulter du milieu chimique local au cours de la croissance prograde des minéraux. Quoique le grenat des coticules s’est formé par une réaction prograde continue impliquant déshydratation et décarbonation, les inclusions fluides primaires sont en majorité aqueuses à cause d’une infiltration massive de fluide au cours du stade précoce de la décompression. La stade tardif de la décompression est délimité par les isochores définis par les inclusions fluides primaires, qui sont nettement inférieures aux conditions maximales atteintes au cours du métamorphisme. Ces conditions seraient dues à l’augmentation du volume des inclusions fluides et un étirement des minéraux hôtes pendant la décompression. Les densités supérieures des inclusions piégées dans le grenat, par rapport à celles des inclusions piégées par le quartz, seraient dues aux différences dans le seuil de déformation entre ces deux minéraux. Un gradient métamorphique transitoire d’environ 12°C/km, révélé par les assemblages des coticules et des roches métabasiques adjacentes d’origine océanique, font penser à un milieu de subduction lente. Une déformation ductile pénétrante est surtout limitée au stade tardif de la recristallisation prograde et au stade précoce de la recristallisation rétrograde au cours de l’évolution P–T dans un prisme d’accrétion.

(Traduit par la Rédaction)

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