XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009 S7_030

Evidencias de transtensión dextral contemporánea al magmatismo del Volcán Callaqui, Andes del Sur.

Sielfeld, G.1, Cembrano, J.2, Lara. L.E.3

(1) Fondecyt, 1060187. (2) Universidad Católica Norte. (3) Sernageomi, Programa de Riesgo Volcánico. Santiago. [email protected]

Introducción El Volcán Callaqui, ubicado en la cordillera de la Región del Bío-Bío (Fig. A y B, Lám.2), es un caso de estudio ejemplar de la interacción entre los procesos de deformación y magmatismo en arcos volcánicos. El volcán se emplaza en un sector caracterizado por la presencia de la Zona de Falla Liquiñe-Ofqui (ZFLO, 38°- 47°LS), desarrollada a lo largo de la porción meridional de la Zona Volcánica Sur (ZVS, 33°- 46°LS ) [1,2,3], como resultado de la convergencia oblicua entre las placas de Nazca y Sudamericana, El segmento norte de la ZFLO ha sido descrito como un dominio de transtensión dextral, representado por fallas sintéticas en un arreglo geométrico tipo “cola de caballo” con divergencia hacia el ENE [4]. A sus lineamientos principales, se asocia espacial y temporalmente el sistema Callaqui-Copahue-Mandolegüe, conjunto de centros volcánicos con orientación N60ºE que se desarrolla por más de 80 km de longitud [5,6], eventualmente ligado a una zona de trasferencia heredada del Mioceno [7]. Ubicado en el extremo suroccidental del sistema Callaqui-Copahue-Mandolegüe, el volcán Callaqui presenta una morfología elongada de dirección N60°E, rasgo que estaría controlado por un esfuerzo horizontal máximo de orientación N60°E-S60°W [8, 9, 10]. Esta contribución presenta antecedentes inéditos de campo sobre la naturaleza y distribución espacial del sistema de diques y conos volcánicos pleistocenos-holocenos del volcán Callaqui que permiten formular un modelo tectónico para su evolución morfoestructural.

Geología del volcán El Vn. Callaqui presenta actividad eruptiva desde al menos 540±140 ka y en él han sido reconocidas 4 unidades, esencialmente compuestas por lavas basálticas y andesítico- basálticas [11]. Las unidades Callaqui 1 y 2, representan el substrato de los diques y

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XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009 conos monogénicos de flanco, mientras que las unidades Callaqui 3 (Pleistoceno Sup.- Holoceno) y 4 (Reciente), constituyen los centros de emisión analizados en esta investigación (Fig. F, Lám.2). Este trabajo define como unidad separada al enjambre de diques máficos que corta las unidades Callaqui 1 y 2, asignádoles una edad relativa, Pleistoceno Superior pre-Callaqui 3.

Distribución espacial, geometría de diques y morfometría de conos y fisuras La totalidad de los diques (129 identificados en imagen Quickbird; 32 medidos en terreno), conos y fisuras se emplazan próximos al eje de elongación del aparato principal de rumbo N60°E y coinciden con su orientación general (Figura F; Lám.2). El sistema de diques pleistocenos conforma una red estructural elongada N60°E con inflexiones progresivas en el rumbo, hacia el ENE en la región NE y hacia el WSW, en la SW, desarrollando divergencias y estrechamiento hacia las zonas distales, presentando “tips” (Figs.D, E y F, Lám.2) en sus extremos terminales. Geométricamente, y a menor escala, los diques se caracterizan por sinuosidades del plano principal, además de la presencia de pequeños ‘codos dilatacionales’. Localmente, se han identificado diques de orientación ENE cortados y desplazados por fallas inversa-sinestrales de rumbo NW, con separaciones decimétricas (Fig.E, Lám.2). Internamente, hacia las paredes, los diques contienen un clivaje paralelo al plano principal y vesículas elongadas hacia el centro. Por otra parte, en el conjunto de conos y fisuras de flanco se reconoce tanto aparatos erodados como algunos mejor conservados. Los primeros se manifiestan de preferencia en el flanco SW (Fig.F, Lám.2) y se caracterizan por presentar cráteres elípticos, cuyos diámetros máximos tienen una orientación oblicua al eje general del sistema volcánico, en un arreglo en èchelon. A su vez, los conos y fisuras más jóvenes, se desarrollan mejor en el subsistema fisural de la región SW (Fig.F, Lám.2), característico por su morfometría lineal N56°E y divergencias subortogonales hacia el SE; y el Cordón Fisural Quillaycahue (Fig. D, Lám.2) en la región NE, correspondiente a un cono piroclástico y seis centros menores de emisión de lava, orientados NW-SE, sobre el valle glacial homónimo.

Modelo estructural La geometría y distribución de los sistemas de diques y centros de emisión resulta análoga a aquella descrita en modelos de zonas de daño tipo “wing cracks” (Fig, I, Lám.1) para ambientes transtensivos [12]. Por otro lado, las estructuras menores a la escala de los diques y centros eruptivos sugieren deformación contemporánea con el magmatismo [13]. El conjunto de características geométricas descritas a diferentes escalas sugiere un régimen tectónico de transtensión dextral local, tanto como control del magmatismo en el volcán Callaqui, así como de su evolución morfoestructural desde el Pleistoceno Superior al Reciente.

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XII Congreso Geológico Chileno Santiago, 22-26 Noviembre, 2009 Referencias [1] Cembrano, J. y Moreno, H. (1994) Geometría y naturaleza contrastante del volcanismo cuaternario entre los 38°S y 46°S: ¿Dominios compresionales y tensionales en un régimen transcurrente? Actas del VII Congreso Geológico Chileno. Concepción, vo1. 1, 240 – 244. [2] López-Escobar, L. y Moreno, H. (1994) Geochemical characteristics of the Southern Andes basaltic volcanism associated with the Liquiñe-Ofqui Fault Zone between 39° and 46°S. Actas del VII Congreso Geológico Chileno, Concepción, vol. 2, 1388 – 1393. [3] Stern, C.H. (2004) Active Andean Volcanism: its geological and tectonic setting. Revista Geológica de Chile, vol. 31, 161-206. [4] Potent, S. (2003) Kinematik und Dynamik neogener Deformationsprozesse des südzentralchilenischen Subduktionssystems, nördlichste Patagonische Anden. Tesis doctoral, Universidad de Hamburg, 1-165. [5] Folguera, A., Melnick, D., Radic, J.P., Iaffa, D., Ramos V.A. (2002) 37° to 39°S intraarc basin in the Southern Central Andes -Cenozoic activity of western Neuquén basin-. Actas 7° Congreso Internacional de Ciencias de la Tierra. Santiago de Chile. Vol.1, 1-18. [6] Melnick, D., Folguera, A., Ramos, V.A. (2006) Structural control on arc volcanism: The Caviahue–Copahue complex, Central to Patagonian Andes transition (38°S). Jour. S.A.E.Sc. Vol 22, 66-88. [7] Radic, J.P., Rojas, L., Carpinelli, A., Zurita, E. (2002) Evolución Tectónica de la Cuenca Terciaria de Cura-Mallin, Región Cordillerana Chileno Argentina.XV Congreso Geológico Argentino, Vol. 1, 76-80. [8] Rosenau, M. (2004) Tectonics of the Southern Andean Intra.arc Zone, (38° – 42°S). Tesis doctoral, Universidad Libre de Berlín, 1-154. [9] Lara, L., Lavenu, A., Cembrano, J., Rodríguez, C. (2006) Structural controls of volcanism in transversal chains: Resheared faults and neotectónics in the Cordón Caulle-Puyehue area (40,5°S), Southern Andes. Journal of Volcanology and Geothermal Research, pp. 1-17. [10] Sielfeld, G. (2008) Cordón Fisural Callaqui: antecedentes tectónicos de la naturaleza y geometría del volcanismo en el Volcán Callaqui. Memoria de Título. Universidad de Concepción, 1-81. [11] Moreno, H., Lahsen, A., Thiele, R., Varela, J. (1984) Estudio del Volcán Callaqui, Contrato 01CB-01. Geología del Área del Volcán Callaqui, Escala 1 : 50.000. [12] Kim, Y-S, Peacock, D., Sanderson, D.J. (2004) Faults damage zones. Journal of Structural Geology, vol. 26, 503- 517. [13] Delaney, P.T., Pollard, D.D., Ziony, J.I. y McKee, E.H. (1986) Field relations between dikes and joints: emplacement processes and paleostress analysis.- Journal of Geophysical Research, vol. 91, 4920.

Lámina 1. Figura G: Imagen ©QuickBird con enjambres de dique en rojo, fisuras eruptivas recientes en verde. Fallas inversas y siniestral- inversa en azul. Línea amarilla denota eje de máxima elongación (EME) del Volcán Callaqui. Diagrama de planos con concentración de polos, obtenido del enjambre Quillaycahue. H: Roseta con totalidad de direcciones ponderadas de diques, flechas indican orientación de Shmáx., a escala del volcán. Modelo cinemático indica posición de Shmáx (gris) y Shmín (blanco) local en las regiones NE y SW. Diagrama de strain incremental es la solución para fallas del sitio estructural Quillaychaue. Figura I, modelos de transtensión dextral en zonas de daño terminales en sistemas con componente de rumbo para medios isótropos.

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Lámina 2. Contiene figuras descriptivas A, B, C, D, E y F. 4