Evolución del sistema Volcánico Cerro el León (Región de , ), mediante interpretación fotogeológica, petrográfica y geoquímica

Francisco Silva 1, Felipe Aguilera 1, Benigno Godoy 2, Gerhard Wörner 3 y Shoji Kojima 4 1 Departamento de Geología, Universidad de Atacama, Chile 2 Doctorado en Ciencias mención Geología, Universidad Católica del Norte, Chile 3 Abteilung Geochemie, GZG, Universidad de Göttingen. Alemania 4 Departamento de Ciencias Geológicas, Universidad Católica del Norte, Chile

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Resumen. La evolución del volcán Cerro El León, encuentra distribuida en orientación NW-SE, de manera localizado en la cadena volcánica San Pedro-Linzor en los transversal al arco volcánico principal de los Andes Centrales, se divide en 3 etapas, todas de Centrales. El objetivo principal de este trabajo es composición andesítica-dacítica. La fase inicial estuvo determinar de forma preliminar los estados evolutivos de dominada por la emisión de flujos de que se construcción de este sistema volcánico, mediante la depositaron sobre el basamento correspondiente a la Ignimbrita . La Sección Media corresponde a un interpretación de fotografías aéreas, descripción macro y evento intermedio que aflora en los flancos SE-NW del microscópica de rocas y caracterización geoquímica de las volcán. La Sección Superior corresponde a la construcción mismas. de la mayor parte del edifico volcánico, en la que también se encuentran depósitos de morrenas asociados a la última glaciación del Altiplano. Los datos geoquímicos indican un 2 Área de estudio de origen subalcalino, de la serie calcoalcalina de alto K, típico de un margen continental activo, donde posiblemente existe un fuerte influencia de procesos de La cadena volcánica SPL tiene una longitud de ~65 km contaminación cortical y/o mezcla con originados (Fig. 1) y se encuentra orientada en dirección NW-SE, en la corteza continental. siendo paralela a los lineamientos de Lipez-Coranzuli- Pastos Grandes, Calama-Olacapato-El Toro y transversal a Palabras Claves: Cerro El León, dacíticas, Lavas la cadena principal de orientación N-S (Fig. 1). Esta andesíticas, calcoalcalino, alto K. cadena incluye el complejo volcánico San Pedro- y los volcanes , Cerro del León, Toconce y Linzor, encontrándose en ella además el cono de escoria La Poruña 1 Introducción y los domos Chao y Chillahuita (Fig. 1).

Los Andes Centrales corresponden a la zona volcánica Considerando las relaciones estratigráficas con las distribuida entre los 14° y 27°S. El actual arco volcánico, ignimbritas distribuidas en el área de estudio (Salisbury et de orientación principal N-S, ha estado activo desde el al., 2011), dataciones radiométricas (Lahsen, 1982; Oligoceno tardío (e.g. Wörner et al., 2000). El volcanismo Seelenfreund et al., 2009), y la morfología de los edificios en esta zona se encuentra dominado por la emisión de volcánicos, una edad Plesitoceno Superior – Holoceno ha flujos de lavas andesíticos a dacíticos, que constituyen los sido asignada a la cadena SPL (Ramirez y Huete, 1980; prominentes estratovolcanes, y de ignimbritas dacíticas a Marinovic y Lahsen, 1984). roilíticas sobre las cuales gran parte de estos volcanes se han construido (de Silva and Francis, 1991; Trumbull et El basamento corresponde a la Ignimbrita Toconce (Guest, al., 2006). Así, esta cadena magmática presenta decenas de 1969), el cual pertenece a la Formación Toconce, la cual se volcanes, concentrándose gran parte de ellos en la dispone concordantemente sobre la Ignimbrita Sifón, en el Cordillera Occidental, la cual se localiza a ~120 km sobre sector de Caspana, y entre los ríos Toconce y Salado. el slab y a 300-350 km hacia el este de la fosa de Presenta una potencia máxima de 150 m en el curso medio subducción. De los volcanes localizados en este sector de y superior del río Toconce. los Andes Centrales, algunos de ellos se encuentran aún activos (e.g. San Pedro, ), y sólo algunos han sido estudiados en detalle (e.g Parinacota, Ollagüe, Lascar) (e.g. 3 Evolución volcánica Clavero et al., 2004; Vezolli et al., 2008; Gardeweg et al., 1998). 3.1) Sección inferior: Se encuentra ubicada en la base del volcán. Ésta corresponde a flujos de lavas andesíticas El volcán Cerro El León ( 22°8'21"S 68°6'39"W ) presenta que se distribuyen al E y W del área de estudio, sobre el una altura de 5760 m s.n.m., y se localiza en la parte media basamento ignimbrítico. Estas lavas presentan una de la cadena volcánica San Pedro-Linzor (SPL), la cual se 603 mineralogía compuesta por fenocristales de plagioclasa SiO 2, se distingue que TiO 2, Al 2O3, Fe 2O3, MnO, MgO, (20-30% Vol.), ortopiroxeno (10% Vol.), clinopiroxeno CaO y P 2O5, disminuyen progresivamente a medida que (15% Vol.), biotita (1-2% Vol.), y minerales opacos (3-5% aumenta el SiO 2, mostrando un comportamiento Vol.), La masa fundamental está constituida de microlitos compatible. En el caso del Na 2O, esta muestra una fuerte de plagioclasa (19-22% Vol.), hornblenda (7% Vol.) y dispersión, con una leve tendencia al aumento con vidrio (30-50% Vol.). Los diámetros promedios de respecto al incremento del SiO 2. El K2O se comporta de plagioclasas son 0,658 mm, ortopiroxeno 0,25 mm y manera incompatible con valores que oscilan entre un clinopiroxeno 0,375 mm. Las principales texturas son 2,51% a un 3,3%. porfídica, vesicular, vitrofidica.

3.2) Sección Media: Corresponde a un evento intermedio de flujos de lavas andesíticas que afloran en los flancos SE y NW del volcán. La mineralogía de esta secuencia se caracteriza por la presencia de fenocristales de plagioclasa (33% Vol.), clinopiroxeno (10% Vol.), minerales opacos (4% Vol.), presentando como masa fundamental vidrio y microlitos de plagioclasa, los rangos de tamaño de los fenocristales de plagioclasa varían de 0,0125 a 2,5 mm, con un promedio de 0,5 mm y los de clinopiroxeno 0,025 a 1,375 mm, con una media de 0,3 mm. Los clinopiroxenos son generalmente subhedrales, maclados y glomeroporfídicos. Las plagioclasas se encuentran zonadas. Otras texturas identificadas son la vesicular y fenocristales de plagioclasa esqueletizados.

3.3) Sección Superior: Corresponde a la última Fig. 2 . Diagrama AFM para muestras del volcán Cerro El León. emisión de flujos lávicos que fueron los principales causantes de la construcción del edificio volcánico. Los flujos de lavas corresponden a andesitas y dacitas. La mineralogía esta compuesta principalmente por fenocristales de plagioclasa (15-25% Vol.), ortopiroxeno (7-12% Vol.), clinopiroxeno (10-15% Vol.), biotita (1-2% Vol.) y minerales opacos (3-5% Vol.). La masa fundamental la constituyen microlitos de plagioclasa (16- 20% Vol.), hornblenda (3-8% Vol.), cuarzo (10-15% Vol.) y vidrio (30-50% Vol.). Las principales texturas son porfídica, vesicular, traquítica, vitrofídica, poiquilítica y amigdaloidal, con cuarzo como mineral de relleno. Las plagioclasas presentan un rango de tamaño de 0,025-2,75 mm, ortopiroxeno 0,0125-0,6 mm y clinopiroxeno 0,025- 0,8 mm. Una marcada erosión glaciar se observa en el flanco NNW del volcán, la que se caracteriza por la presencia de depósitos de morrenas, los que se encuentran Fig. 3 . Diagrama TAS para muestras del volcán Cerro El hasta los 5.200 m s.n.m. Estos depósitos morrénicos León . estarían asociados a la última glaciación del Altiplano, ocurrida entre ~15.000 y ~11.000 AP (Ammann et al., 2001). 5 Agradecimientos

4 Geoquímica Este trabajo está financiado por los proyectos DGIP-UCN Nº 10301265 y CONICYT Nº 24100002. B.G. es Los datos geoquímicos indican que las rocas pertenecen a financiado por la beca de doctorado CONICYT y la serie calcoalcalina (Fig 2), correspondientes a la serie BecasChile-DAAD. Agradecemos al Sr. Jesús López de alto K, y reflejan el alto grado de contaminación (UDA) por la confección de los cortes transparentes. Los cortical que existe en los márgenes continentales activos. análisis químicos fueron realizados en la Universidad de El contenido de SiO 2 varia entre 57,6% a un 64,42%, Göttingen, Alemania. correspondiente a andesitas y dacitas (Fig. 3).

De acuerdo a los diagramas Harker de óxidos mayores vs.

604 6 Referencias N.C., Ort, M.H. 2011. 40Ar/39Ar chronostratigraphy of Altiplano-Puna volcanic complex reveals the Ammann, C., Jenny, B., Kammer, K., and Messerli, B.: Late development of a major magmatic province. Geological Society Quaternary response to humidity changes in the arid American Bulletin, vol. 123:821-840 Andes of Chile (18–295 S), Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 172: 313–326 Seelenfreund, A., Fonseca, E., Llona, F., Lera, L., Sinclaire, C., Rees, C. 2009. Geochemical analysis of vitreous rocks exploited during Clavero, J.; Sparks, Sarks, S.: Planco, E.: Pringle, M. 2004. Evolution the Formative period in the Atacama region, northern Chile. of Parinacota volcano, Cantral Andes, Northern Chile. Revista Archaeometry, vol. 51: 1-25 Geológica de Chile, Vol. 31: 317-347 Trumbull, R., Riller, U., Oncken, O., Scheuber, E., Munier, K., & de Silva, S. L., Francis, P.W. 1991. Volcanoes of the Central Andes. Hongn, F. 2006. The Time-Space Distribution of Cenozoic Springer-Verlag, Berlin. 218 pp. Volcanism in the South-Central Andes: a New Data Compilation and Some Tectonic Implications In Oncken, O., Chong, G., Gardeweg M C, Sparks R S J, Matthews S J, 1998. Evolution of Franz, G., Giese, P., Götze, H.-J., Ramos, V.A., Strecker, M.R., Lascar volcano, northern Chile. Journal of Geolical Society of and Wigger, P. (Eds). The Andes Active Orogeny. London, 155: 89-104 Frontiers in Earth Sciences, vol. 1. Springer, Heidelberg, Berlin, Germany. p. 29-43 Guest, J. E. 1969. Upper Tertiary ignimbrites in the Andean Cordillera of part of the Antofagasta province, northern Chile. Vezzoli, L., Tibaldi, A., Renzulli, A., Menna, M., Flude, S. 2008. Geol Geological Society American Bulletin, Vol. 80: 337-362 Faulting-assisted lateral collapses and influence on shallow magma feeding sustem at Ollagüe volcano (Central Volcanic Lahsen, A. 1982. Upper Cenozoic volcanism and tectonism in the Zone, Chile- Andes). Journal of Volcanology and Andes of northern Chile. Earth-Science Reviews, vol. 18: 285- Geothermal Research, Vol. 171: 137-159 302 Wörner, G., Hammerschmidt, K., Henjes-Kunst, F., Lezaun, J., Wilke, Marinovic, N., Lahsen, A. 1984. Carta geológica de Chile, Hoja H. 2000. Geochronology (40Ar/39Ar, K-Ar and He-exposure Calama, Escala 1:250.000. Servicio Nacional de Geología y ages) of Cenozoic magmatic rocks from northern Chile (18- Minería, Carta nº 58, Santiago, Chile. 22ºS): Implications for magmatism and tectonic evolution of the Central Andes. Revista Geológica de Chile, Vol. 27: 205-240 Ramírez, C., Huete, C. 1981. Carta geológica de Chile, Hoja Ollagüe. Escala 1:250.000. Instituto de Investigaciones Geológicas, Carta Wörner, G., Harmon, R.S., Davidson, J., Moorbath, S., Turner, D.L., nº 40, Santiago, Chile. McMillan, N., Nye, C., Lopez-Escobar, L., Moreno, H. 1988. The Nevados de Payachata volcanic region (18°S/69°W, N Salisbury, M.J., Jicha, B.R., de Silva, S.L., Singer, B.S., Jiméez, Chile). Bulletin of Volcanology, vol 50: 287-303

Fig. 1. Mapa de ubicación y distribución de la cadena volcánica San Pedro – Linzor. IRR: Irruputuncu; OLC: Olca; AUC: Aucanquilcha; CAR: Carcote; OLL: Ollagüe; SPE: San Pedro; SPA: San Pablo; LIN: Linzor; SAI: Sairecabur; LIC: Licancabur; LAS: Lascar; PAL: Palpana; AZU: Azufre; AAVC: Aguilucho-Apacheta; INA: Inacaliri; POR: La Poruña; ELR: El Rojo III; PANI: Paniri; Chao: Dacita Chao; LEO: Cerro del León; CHI: Domo Chillahuita; TOC: Toconce; LIN: Linzor

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