LOS ISÓTOPOS DE BARIO COMO TRAZADORES DEL RECICLAJE DE SEDIMENTOS EN LOS MAGMAS DE ARCO DE COLOMBIA Y MÉXICO
Las zonas de subducción transportan sedimentos al manto, permitiendo que sus componentes y firmas geoquímicas se transfieran a los magmas de arco. Sin embargo, distinguir las contribuciones de los sedimentos biogénicos de aquellas derivadas de sedimentos terrígenos o hidrotermales continúa siendo un desafío. Los arcos continentales de Colombia y México ofrecen un contexto geológico ideal para abordar esta cuestión, pues los sedimentos que ingresan a las respectivas zonas de subducción son de naturaleza contrastante. Bajo la Provincia Volcánica Norte de Colombia (PVNC), la placa de Nazca transporta sedimentos biogénicos ricos en Ba, mientras que bajo la Faja Volcánica Transmexicana (FVTM), las placas de Rivera y Cocos transportan sedimentos terrígenos e hidrotermales. Aunque las rocas volcánicas de ambas regiones presentan afinidades calcoalcalinas similares, sus concentraciones promedio de Ba difieren notablemente. Para investigar el origen de este contraste, en este trabajo se presenta el primer conjunto de datos isotópicos de Ba de alta precisión para lavas de la PVNC y la FVTM, obtenido mediante espectrometría de masas por ionización térmica y corregido mediante el método de doble trazador isotópico 135Ba–137Ba. Estas mediciones, combinadas con datos geoquímicos publicados, permiten evaluar si los aportes contrastantes de sedimentos biogénicos y terrígenos/hidrotermales confieren a los magmas de arco firmas isotópicas de Ba distinguibles. En la PVNC, las andesitas de alto Mg del volcán Nevado de Santa Isabel, donde la placa subducida se encuentra a una profundidad de ~140 km, presentan composiciones isotópicamente ligeras, con valores de δ138Ba/134BaNIST3104a de –0.10‰ a –0.07‰. En contraste, las lavas del volcán Cerro Machín, donde la placa alcanza una profundidad de ~160 km, registran las composiciones isotópicas de Ba más pesadas del conjunto colombiano (–0.04‰ a +0.01‰). El sector occidental de la FVTM muestra una relación opuesta con la profundidad de la placa: las lavas del volcán de Colima, bajo el cual la placa se encuentra a ~90 km de profundidad, presentan composiciones más pesadas (–0.04‰ a –0.01‰) que las del volcán Tequila (–0.09‰ a –0.03‰), situado a mayor distancia de la trinchera y bajo el cual la placa alcanza una profundidad estimada de ~320 km. Se propone que la variabilidad isotópica del Ba observada en las lavas de la PVNC y la FVTM refleja aportes de Ba procedentes de baritas subducidas formadas en ambientes marinos contrastantes. En los sectores relativamente someros de la placa bajo el Nevado de Santa Isabel y el volcán de Colima, la barita podría permanecer relativamente estable. En cambio, a mayor profundidad, la desestabilización de la barita pelágica isotópicamente más pesada bajo Colombia y de la barita hidrotermal isotópicamente ligera bajo México podría desplazar las composiciones isotópicas de las lavas de Cerro Machín y Tequila hacia valores más pesados y ligeros, respectivamente. Estos resultados resaltan el potencial de los isótopos de Ba para rastrear el reciclaje de componentes sedimentarios biogénicos y terrígenos/hidrotermales desde el fondo oceánico, a través de la cuña del manto y de regreso a la superficie mediante el volcanismo de arco.