Resumen de Progress and challenges using 40ar/39ar geochronology in Costa Rica and Nicaragua

Ian Saginor, Esteban Gazel, Michael J. Carr, Carl C. Swisher III, Brent Turrin

• English

  To better estimate the extrusive flux of the Central American Arc, from 2002-2008, we obtained sixty one high precision 40Ar/39Ar ages on geographically well-situated lavas and tephra from Costa Rica and Nicaragua. Here, we describe a number of observations encountered during this study using four examples that well document the precision, accuracy and general reliability of the 40Ar/39Ar ages. First, low K O values, particularly in samples from Nicara- gua, is a major limitation in or attempts to obtain reliable dates on samples under 1 My. Second, extensive weathering of samples due to the tropical climate of Central America has resulted in various levels of argon loss even when the hand sample appeared unaltered. Third, our field and geochronological data lead us to conclude that eruptive rates have not been constant over the past 15 to 20 My, but rather appears punctuated by gaps of up to several million years.

  We attempted to address the temporal gaps in several ways. First, geochemical analyses were used to identify samples that may have erupted during time periods without known volcanism. For example, U/Th values in the active Central American arc are significantly higher than those obtained from the Miocene Coyol Group except for four samples with intermediate values that were dated to determine if their ages were intermediate as well. However, all of these samples were found to be from a period with known volcanism. Second, we sought to locate the oldest sections of the active arc and the youngest sections of the Coyol Group in order to better constrain the timing and duration of the apparent gap in volcanic productivity. This approach also failed to locate samples from periods without known volcanism. When these methods proved largely unsuccessful, our focus shifted to dating regions of minor volcanism between the active and Coyol volcanic fronts as well as between Cosigüina and San Cristóbal, the longest stretch of the Central American Volcanic Front without active volcanism. This effort yielded ages on samples ranging from 1.1 to 3.6 Ma and, thus, substantially reduced the apparent volcanic gap in Nicaragua.

• English

  Con el principal objetivo de realizar mejores cálculos de la producción volcánica, en el Arco Volcánico de América Central, realizamos 61 dataciones 40Ar/39Ar en tefras y lavas en localidades de frente volcánico de Costa Rica y Nicaragua por medio de varias campañas de campo y análisis de laboratorio (preparación de muestras, envió al reactor nuclear, espectroscopía de masas de las muestras radiactivas, al laboratorio de gases nobles del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad Rutgers) del 2002-2008. En este artículo presentamos diferentes observaciones que resultaron de este estudio donde se describe la precisión, exactitud y la confiabilidad de las edades 40Ar/39Ar. El primer resultado muestra las limitaciones de esta técnica en muestras baja en K O con edades < 1 Ma, especialmente en Nicaragua. El segundo resultado muestra los efectos de la pérdida de Ar por los procesos de meteorización típicos del trópico, inclusive afectando las muestras sanas a nivel críptico. El tercer resultado sugiere que las razones eruptivas del frente volcánico no han sido constantes durante los últimos 15-20 Ma, sino más bien representan ciclos eruptivos. Con el propósito de evaluar los hitos entre diferentes ciclos eruptivos, evaluamos los datos geoquímicos a lo largo del frente volcánico, en especial las relaciones U/Th, cuyos valores son inferiores (Grupo Coyol) en Nicaragua, comparados con el frente volcánico activo. Sin embargo, las muestras seleccionadas con base en geoquímica, resultaron ser de edades conocidas y no produjeron datos que llenan los hiatos entre ciclos de actividad volcánica. La siguiente estrategia que manejamos fue extender el muestreo en el Grupo Coyol, inmediatamente detrás del frente volcánico activo, sin embargo, esta estrategia no fue exitosa para encontrar muestras que llenaran los hiatos de actividad. No obstante, obtuvimos edades de 1.1-3,6 Ma entre los volcanes Cosiguina and San Cristóbal, los cuales limitan el hiato de actividad y mejoran nuestra percepción de los ciclos de actividad volcánica en América Central.