UNIVERSIDAD NACIONAL ANDRES BELLO Facultad de Ingeniería Departamento Geología, Sede Viña del Mar

EVOLUCIÓN DEL ARCO VOLCÁNICO PLIOCENO-CUATERNARIO A LOS 39°S, CARACTERISTICAS GEOQUÍMICAS Y MAGMATISMO

Memoria de pregrado para optar al título de Geólogo

Autor:

Jonathan Felipe Guerra Vera

Profesor Guía:

Luis Enrique Lara Pulgar

Viña del Mar, 2021

RESUMEN

El presente estudio trata de reflejar las variaciones geoquímicas y composicionales que determinan la evolución arquitectónica del arco volcánico Plioceno-Cuaternario, en los distintos estadios de deformación que han ocurrido en el margen occidental de Sudamérica. La ZVSC, cubre entre las latitudes de los 38°-42°S, y este estudio se centra en a los 39°S zona que cubre la región de la Araucanía y los Ríos, en territorio chileno y los departamentos de Huilliches y Aluminé en la provincia de Neuquén, Argentina.

Para determinar las variaciones que han ocurrido en la zona se analiza e interpreta una recopilación integra de datos bibliográficos, en conjunto con datos inéditos de los 39°S 71°-70°W, y selección de gráficos geoquímicos de elementos mayores (TAS y AFM), elementos traza (La/Yb vs Distancia a la fosa; La/Nb vs La; Ba/La vs La/Sm; Ba/Ta vs La/Ta) y tierras raras (Diagrama Spider).

Los resultados obtenidos mediante elementos trazan tal como su distribución (La/Yb vs Distancia a la fosa), y afinidad arco-trasarco-intraplaca (Ba/Ta vs La/Ta y La/Nb vs La) demuestran que la actividad magmática a los 39°S fue mayor durante la transición Mioceno superior-Plioceno, con tasas de convergencia mayor a las actuales, generando un arco volcánico con un ancho mayor al actual.

La integración e interpretación de los datos geoquímicos, junto con la consideración de los factores que controlan la posición de arcos volcánicos, permiten generar un modelo evolutivo para la transecta 39°S.

I

ABSTRACT

The present study tries to reflect the geochemical and compositional variations that determine the architectural evolution of the Pliocene-Quaternary volcanic arc, in the different stages of deformation that have occurred in the western margin of South America. The ZVSC covers between the latitudes of 38 ° -42 ° S, and this study focuses on the 39 ° S area that covers the Araucanía and Los Ríos region, in Chilean territory and the departments of Huilliches and Aluminé in Neuquén province, Argentina.

To determine the variations that have occurred in the area, a comprehensive collection of bibliographic data is analyzed and interpreted, together with unpublished data from 39 ° S 71 ° -70 ° W, and a selection of geochemical graphics of major elements (TAS and AFM ), trace elements (La / Yb vs Distance to the pit; La / Nb vs La; Ba / La vs La / Sm; Ba / Ta vs La / Ta) and rare earths (Spider Diagram).

The results obtained using trace elements such as their distribution (La / Yb vs Distance to the pit), and arc-transarco-intraplate affinity (Ba / Ta vs La / Ta and La / Nb vs La) show that the magmatic activity at the 39 ° S was greater during the Upper Miocene-Pliocene transition, with convergence rates higher than the current ones, generating a volcanic arc with a width greater than the current one.

The integration and interpretation of the geochemical data, together with the consideration of the factors that control the position of volcanic arches, allow to generate an evolutionary model for the 39 ° S transect.

II

AGRADECIMIENTOS

Me gustaría expresar mi gratitud al profesor Luis Lara por darme la oportunidad de enfrentarme a un estudio de esta categoría.

De igual manera agradecer mis padres que sin su apoyo nada hubiese sido posible, quienes siempre me daban el aliento para seguir adelante, a pesar de todas las adversidades.

En particular, me gustaría dar las gracias a mi hermano Mario y a Justinne, por su exigencia, dedicación, crítica y por desvelarse junto a mi dándome consejos y apoyo para salir adelante de este proceso que fue tan complejo.

Quisiera dedicar este trabajo a mi familia, ya que en cada videollamada me llenaban de energía para continuar. Dar gracias a la vida por mi Abuelita y mi Tata que me vieron exponer y convertirme en profesional, al igual que a mi Mami y Papi que desde el cielo celebran junto a mí. También mencionar a mi Tío Juanito quien en cada conversación me dejaba una enseñanza... un abrazo al cielo tío.

Estoy especialmente agradecido por mis amigos, que durante todo el proceso de cuarentena nos apoyamos incondicionalmente conversando de la vida, buscando alguna distracción o simplemente mandándonos memes, gracias por eso Camilo y Hugo.

III

ÍNDICE

RESUMEN ...... I

ABSTRACT ...... II

AGRADECIMIENTOS ...... III

ÍNDICE ...... IV

I.- INTRODUCCIÓN ...... 1

1.1.- PROBLEMÁTICA ...... 4

1.2.- PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN ...... 6

1.3.- HIPÓTESIS ...... 6

1.4.- OBJETIVO GENERAL ...... 7

1.5.- OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...... 7

1.6.- UBICACIÓN ...... 7

II.- MARCO GEOTECTÓNICO ...... 9

III.- MARCO GEOLÓGICO ...... 11

3.1.- Volcanes Chilenos ...... 13

3.1.1.- Volcán Sollipulli ...... 13

3.1.2.- Cerro Trautrén ...... 13

3.1.3.- Cerro Maichín ...... 14

3.1.4.- Volcán Villarrica ...... 14

3.1.5.- Volcán Quetrupillán ...... 15

3.2.- Volcanes Argentinos ...... 16

3.2.1.- Volcán Lanín ...... 16

3.2.2.- Unidades Argentinas ...... 17

IV.- MARCO TEÓRICO ...... 19

IV

4.1.- Geoquímica ...... 19

4.1.1.- Elementos Mayores ...... 19

4.1.2.- Elementos trazas...... 20

4.1.3.- Elementos de Tierras Raras ETR o REE ...... 21

4.2.- Magmatismo ...... 21

V.- METODOLOGÍA ...... 23

5.1.- Revisión bibliográfica ...... 23

5.2.- Selección de componentes geoquímicos ...... 23

5.3 Cuadro de datos ...... 25

VI.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN ...... 26

6.1.- Geoquímica de Elementos Mayores ...... 26

6.1.1.- Diagrama TAS ...... 27

6.1.2 Diagrama AFM ...... 29

6.2 Geoquímica de Elementos Traza ...... 30

6.2.1 Diagrama de Tierras Raras (spider)...... 30

6.2.2 Diagramas de Elementos Traza ...... 31

6.3 Geoquímica ...... 35

6.3.1 Variación Elementos Traza Oeste-Este ...... 36

6.4 Estrechamiento del arco Plioceno-Cuaternario ...... 37

6.5 Evolución Geológica ...... 40

VII.- CONCLUSIONES ...... 45

VIII.- REFERENCIAS ...... 46

IX.- ANEXOS ...... 1

V

Índice de Figuras

Figura 1.- Mapa esquemático de las provincias volcánicas. En rojo la ZVS (Norambuena et al 1998; Angermann et al., 1999) (Extraído de Stern, 2004) .... 3 Figura 2.- Esquema de la problemática de estudio, presentando las variaciones en el ángulo de la losa sumergida, tasas de convergencia y variación del arco volcánico a los 39°S...... 5 Figura 3.- Tasa de convergencia entre las placas litosféricas desde los 60 Ma al presente a la latitud de los 42°S. Tomada de Somoza y Ghidella, 2012...... 6 Figura 4.- Mapa de ubicación del área de estudio basado en datos de Lara et al. 2001. En rojo se presentan los volcanes Pleistoceno-Holoceno, en verde volcanes Plio-Pleistocenos, y estructuras que controlan el área...... 8 Figura 5.- Triple unión de placas y sistema de fallas de Liquiñe-Ofqui. Se presentan algunos lineamientos de tendencia WNW oblicuos al arco volcánico. (Extraído de Cembrano y Lara, 2009) ...... 10 Figura 6.- Modificado de Lara y Moreno (2004), Moreno y Lara (2008), Cucchi y Leanza (2005), Escosteguy y otros (2013)...... 12 Figura 7.- Esquema de las metodologías a utilizar, para lograr los objetivos propuestos...... 25 Figura 8.- Distribución de las muestras a los 39°S...... 26 Figura 9.- Diagrama de TAS (Le Bas et al., 1986) de las muestras volcánicas estudiadas...... 28 Figura 10.-Diagrama AFM (Irvine y Baragar, 1971) de las muestras volcánicas pertenecientes a los 39°S, mostrando una afinidad mayormente calcoalcalina...... 29 Figura 11.- Diagrama spider normalizado al Condrito. Se analizan muestras representativas de cada zona, con un claro enriquecimiento en las tierras raras livianas las muestras de Argentina...... 31 Figura 12.- Diagrama La/Yb en función de la distancia de las rocas de la fosa. Un elevado valor estará indicando bajo grado de fusión parcial...... 32

VI

Figura 13.- Diagrama La/Ta vs Ba/Ta. El campo de muestras con afinidad de arco corresponde al encerrado por las rectas Ba/La=30 y Ba/La=20. El campo con bajos valores de ambas relaciones corresponde a un ambiente de intraplaca. 33 Figura 14.- Contraste de La vs La/Nb. Bajos valores de La/Nb se asocia a un ambiente de trasarco; altos valores de La/Nb ambiente de arco...... 34 Figura 15.- Relación La/Sm vs Ba/La. Razón Ba/La es buen indicador de fluidos provenientes de la losa subductada...... 35 Figura 16.- Resumen de la evolución a los 39°S. En a) consta del periodo que cubre el Mioceno Temprano, donde el magmatismo es expresado en las emisiones de la cuenca Cura Mallín. En b) figura el Mioceno Medio-Tardío, en este periodo la losa sumergida es más superficial, el magmatismo de arco es influenciado por aportes de fluidos de la subducción, y en el trasarco se genera magmatismo de intraplaca el cual se identifica a 367 km de la fosa. En c) es ilustrado el periodo Plioceno, en el cual desde el Mioceno el arco venía siendo productivo logrando al Plioceno llegar a poseer un ancho de arco considerable, producto de una mayor velocidad de convergencia. En d) el periodo actual del arco volcánico en que la velocidad de convergencia ha disminuido, al igual que el ancho del arco, considerándose una reducción de hasta un 50 %...... 44

Índice de Tablas

Tabla 1.- Distribución del volcanismo clasificado por edad, distancia de la fosa y ejemplares asociados...... 27 Tabla 2.- Concentración (en ppm) del condrito utilizadas para la normalización de tierras raras (extraído de Sun y McDonough, 1989)...... 30 Tabla 3.- Factores que afectan la geometría de zonas de subducción. Extraída de Cross y Pilger, 1982...... 38 Tabla 4.- Expresión de las etapas por las cuales ha evolucionado el arco volcánico a los 39°S...... 40 Tabla 5.- Química, edad y distancia a la fosa de las muestras Pleistoceno- Holoceno “Occidente”...... 1

VII

Tabla 6.- Química, edad y distancia a la fosa de las muestras Pleistoceno- Holoceno “Oriente”...... 3 Tabla 7.- Química, edad y distancia a la fosa de las muestras “Plio-Pleistoceno”...... 6 Tabla 8.- Química, edad y distancia a la fosa de las muestras Mioceno “Occidente”...... 8 Tabla 9.- Química, edad y distancia a la fosa de las muestras Mioceno “Oriente”...... 9 Tabla 10.- Geoquímica de Elementos Mayores de Datos Inéditos Luis Lara. .... 9 Tabla 11.- Geoquímica de Elementos Traza de Datos Inéditos Luis Lara...... 10 Tabla 12.- Geoquímica de Elementos de Tierras Raras de Datos Inéditos Luis Lara...... 10

Índice de Ecuaciones

Ecuación 1.- D: Coeficiente de partición; Cs: Concentración sólida; Cl: Concentración líquida...... 20

VIII

I.- INTRODUCCIÓN La Cordillera Principal de los Andes se encuentra compuesta por una larga cadena montañosa que posee una longitud que se estima de 7500 km de largo en el margen Occidental de Sudamérica. La Cordillera de los Andes contiene alrededor de 200 volcanes que pertenecen al arco andino Pleistoceno-Holoceno, 90 de los cuales se consideran activos (Stern, 2004; Lara et al 2020). El arco volcánico cuaternario está organizado en provincias volcánicas, tales como zona volcánica norte 2°N-5°S (ZVN), zona volcánica central 14°S-28°S (ZVC), zona volcánica sur 33°S-46°S (ZVS) y zona volcánica austral 49°S-55°S (ZVA) (Figura 1, Stern 2004).

El presente estudio se enfoca en la ZVS, que se encuentra en un margen convergente activo, con una tasa de convergencia de 6-7 cm/año y una dirección de N80E, además de un ángulo de subducción de ca. 20° en el extremo norte a 25° más al sur (Angermann et al 1999). En la ZVS a través de consideraciones petrológicas y geoquímicas de los volcanes del Pleistoceno y Holoceno se subdivide en 4 segmentos, denominados, extremo norte 33.3°-34.4°S (ZVSN), zona transicional 34.4°-37°S (ZVST), zona central 37°-42°S (ZVSC), y zona extremo sur 42°-46°S (ZVSS) (Stern, 2004).

El área de estudio se encuentra en la ZVSC, sitio en que los volcanes se sitúan a través del margen occidental de la cordillera principal con el valle central (Muñoz et al 2000), lugar que posee un espesor cortical de aproximadamente de 35 km, el cual es inferior al que se encuentra en la ZVSN.

El magmatismo andino se encuentra mayormente controlado por la deshidratación y/o fusión de la litosfera oceánica subducida (placa de Nazca), que resulta en la adición de componentes sumergidos y subsecuente fusión parcial de la cuña mantélica del subarco (Thorpe 1981, 1984). Por otra parte, el mecanismo principal de ascenso de este magmatismo en la ZVS corresponde al sistema de falla de Liquiñe-Ofqui (SFLO), el cual se encuentra controlando la ubicación de muchos de los centros volcánicos del área (López-Escobar et al. 1995a). 1

La provincia de la ZVSC, sitio que cubre los 39°S, contiene mayormente basaltos y andesitas-basálticas que provienen de estratovolcanes compuestos (EV) que presentan una orientación NW y NE, y de centros eruptivos menores (CEM) de orientación NS (Hickey-Vargas 1989; Hickey et al 1986), rocas las cuales son sometidas al análisis.

Estudios aledaños a los 39°S respecto a la evolución geológica de la zona de interés, son los planteados por Muñoz & Stern (1988) en que se plantea un estilo de variación del arco donde mencionan una posible migración del arco volcánico hacia el Oeste, basados en rocas Pliocenas a Pleistocenas correspondientes al bloque Copahue-Pino Hachado entre 38°-39°S, que no se encontraban presentes en la Cordillera Principal. Sin embargo, estudios más modernos tal como Lara y Folguera (2006) proponen algo totalmente distinto, exponiendo que la migración planteada por Muñoz & Stern (1988) no es llevada a cabo, sino que lo que ocurre es un estrechamiento del arco hacia el Oeste, esto en vista de datos geoquímicos y de propiedades que debe cumplir la losa de subducción para lograr una posible migración al Oeste.

La cadena Pliocena Superior-Pleistocena, muestra una señal geoquímica característica de arco, con variaciones marcadas en el aumento progresivo hacia el Este de la razón La/Sm y una moderada atenuación de la razón Ba/La. Estas razones geoquímicas son compatibles con menores grados de fusión parcial y atenuación de componentes de subducción según se aleja de la fosa, lo cual refuerza lo propuesto por Lara y Folguera (2006). En los estratovolcanes Pleistoceno-Holoceno Villarrica-Quetrupillán-Lanín se mantiene un marcado aumento de abundancias de elementos incompatibles de las rocas basálticas de dichos centros eruptivos el cual incrementa de Oeste a Este. El comportamiento de los elementos traza incompatibles, sugiere que su abundancia en las rocas basálticas tanto de EV como CEM pertenecientes a las ZVSC y ZVSS, son independiente de la orientación de las fallas y estructuras, por lo que la comprensión de estos componentes geoquímicos determinará los procesos que están relacionados a su comportamiento.

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Molnar et al (1979) explica a través de un modelo como se podría generar dicho estrechamiento en que señala una relación empírica entre velocidades de subducción, la edad de la placa subductada y la longitud que posee la zona de Wadati-Benioff, expresada como L[km]=V[mm/año] x T[Ma], donde la velocidad de convergencia es la variable que está principalmente cambiando, como ocurre en el plioceno-pleistoceno cerca de los 2-3 Ma que varía desde 9 cm/año (Engebretson et al) a los actuales 7,9 cm/año o incluso 5-6 cm/año (Angermann et al., 1999). Esta reducción en las tasas de convergencia acreditaría la disminución observada de hasta un 50% en el ancho del arco volcánico (Lara y Folguera, 2006). El propósito de esta memoria será esclarecer la variación que ha sufrido el arco volcánico a los 39°S a partir de una colección de muestras Mioceno Suoerior al Holoceno, en donde el frente volcánico se ha mantenido en la misma posición. Esto vinculando la geoquímica de las rocas, la cual contiene información de cada proceso por el cual han sido afectadas, y así dar una explicación a la arquitectura del arco mediante variación de ángulo de subducción, en conjunto con la tasa de convergencia a la que se subduce la placa.

Figura 1.- Mapa esquemático de las provincias volcánicas. En rojo la ZVS (Norambuena et al 1998; Angermann et al., 1999) (Extraído de Stern, 2004)

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1.1.- PROBLEMÁTICA El área de estudio está dentro de la provincia de la ZVSC en la latitud 39°S, lugar que se hace fundamental abordar un estudio de cómo han variado las condiciones de volcanismo en términos de procesos principales durante la última parte del Cenozoico. El arco volcánico actual, cuyo eje se encuentra a unos 280 km de la fosa Chile-Perú, tiene un ancho promedio de 40 km, un máximo de 120 km y a los 39°S un ancho de casi 80 km (Figura 2). La fisiografía del área es dominada por alzamiento de bloques y cuencas elongadas, que fue el sitio del volcanismo durante el Plioceno Temprano-Holoceno, la cual era coetánea con la extensa deformación transpresional a lo largo del arco frontal y transitorios episodios extensionales en el retroarco, lo cual facilitaba el ascenso de magmas.

Es necesario analizar desde el punto de vista geoquímico estas rocas para entender la evolución de la arquitectura del arco volcánico, debido a la variación que ha sufrido a partir del desmembramiento de la Placa de Farallón, descompuesta en Placa de Nazca, Cocos y Antártica, lo cual ha continuado cambiando a través del tiempo. Además, los procesos que ocurren en la ZVSC difieren con la ZVSN y ZVC, debido a diferencias de espesores de corteza y los aportes provenientes de los componentes de subducción, esto en respuesta al cambio de ángulo y tasas de subducción (Figura 3). Se sugiere un estudio detallado de rocas para la determinación de la arquitectura y evolución del arco volcánico desde el Mioceno Superior al Holoceno a los 39°S, expresado en la variación de la geoquímica de sus magmas considerando elementos mayores, traza y tierras raras, junto con la integración de datos geocronológicos permitiendo establecer la secuencia del arco Mioceno-Cuaternario, el cual se habría encontrado en una etapa sumamente productiva expresado en rocas con carácter de arco alejadas dela arco actual, lo que lleva al desarrollo de un sistema volcánico de mayor extensión al actual, el cual comienza a estrecharse por el Este a partir del Plioceno Superior, conservando su frente volcánico en la misma posición como es expuesto en la Figura 2.

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Figura 2.- Esquema de la problemática de estudio, presentando las variaciones en el ángulo de la losa sumergida, tasas de convergencia y variación del arco volcánico a los 39°S.

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Figura 3.- Tasa de convergencia entre las placas litosféricas desde los 60 Ma al presente a la latitud de los 42°S. Tomada de Somoza y Ghidella, 2012.

1.2.- PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN ¿Cómo ha evolucionado el arco volcánico en el Cenozoico en la zona transicional de los 39°S? ¿Qué factores influyen en la configuración del arco volcánico y cual es la señal geoquímica en los magmas asociados de los procesos asociados?

1.3.- HIPÓTESIS La configuración del arco volcánico Cenozoico a los 39°S está condicionada por procesos de escala regional (velocidad de subducción, régimen de esfuerzos) que han determinado la arquitectura del arco esencialmente a través de variaciones en su ancho manteniendo el frente. La impronta geoquímica de los magmas permite inferir esta configuración a través del tiempo.

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1.4.- OBJETIVO GENERAL Construir un modelo evolutivo de la arquitectura del arco volcánico Cenozoico en el entorno de 39°S mediante patrones geoquímicos.

1.5.- OBJETIVOS ESPECÍFICOS Construir una base de datos que permita organizar los elementos mayores, elementos traza y REE asociados a centros volcánicos en el entorno de la transecta 39°S.

Determinar la señal geoquímica y evolución de los magmas del arco volcánico Cenozoico en la zona transicional a los 39°S.

Dilucidar los factores que influyen en la configuración del arco volcánico en el entorno de la transecta 39°S.

Identificar variaciones de los patrones geoquímicos atribuibles a procesos geológicos de interés.

Evaluar modelos evolutivos propuestos previamente para la ZVS y proponer una síntesis compatible con los datos para la transecta 39°S.

1.6.- UBICACIÓN El área de estudio está comprendida entre la Región de la Araucanía y Región de Los Ríos en territorio chileno, y en territorio argentino cubre parte de la Provincia de Neuquén en los Departamentos de Aluminé y Huilliches (Junín de los Andes) englobando la latitud 39°S y longitud 72°01’-71°08’W. (Figura 4).

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Figura 4.- Mapa de ubicación del área de estudio basado en datos de Lara et al. 2001. En rojo se presentan los volcanes Pleistoceno-Holoceno, en verde volcanes Plio-Pleistocenos, y estructuras que controlan el área.

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II.- MARCO GEOTECTÓNICO La configuración tectónica se caracteriza por una convergencia ligeramente oblicua entre las placas de Nazca y Sudamericana a una tasa de convergencia de ca. 7-9 cm/año que se ha mantenido durante los últimos 20 Ma (Molnar 1987, Angermann et al 1999). El activo Ridge Chile colisiona con el margen continental en la triple unión de las placas de Nazca, Sudamericana y Antártida que se encuentran con la fosa Chile-Perú a la altura del Golfo de Penas (Figura 5). (Gansser, 1973; Cembrano y Lara, 2009).

Los rasgos morfoestructurales entre los 38° y 42°30’S, son los de un sistema de arco volcánico de borde continental. Estas unidades están distribuidas NS, compuestas por la Cordillera de la Costa, el Valle Central, la Cordillera Principal lugar en que se ubica el arco volcánico activo, y una zona de antepaís.

La depresión central se extiende por sobre los 1400 km, con un ancho que no sobrepasa los 75 km. Escarpes de fallas constituyen el límite occidental con la Cordillera de la Costa, y un límite oriental entre los 33°-36°S en la Cordillera Principal a un relieve de falla importante. Desde los 39°S hacia el sur no es tan evidente este límite y corresponde a los pies del arco actual.

La orientación del arco volcánico en la ZVS tiende a variar en ciertas provincias. Entre los 33°21’S hasta los 34.39°S el arco posee una orientación N-S, continuando al sur de los 34.5°S con una orientación NNE, que persiste hasta a los 36°S lugar que el arco retoma el rumbo N-S. A lo largo de la ZVS, se refleja la caída de norte a sur de la elevación promedio de la Cordillera de los Andes, que cambia de entre 5-7 km a los 33°S a 2-3 km a los 37°S, nivelándose aproximadamente entre los 36° y 38°S, para posteriormente a los 42°S el frente volcánico alcanzar el nivel del mar (Hildreth y Moorbath, 1988).

Entre los 38°-42°S, el arco volcánico actual se desarrolla sobre los lineamientos corticales de segundo orden que Hervé (1976;1984) define como sistema de falla de Liquiñe-Ofqui que es controlada por tectónica transpresional dextral que

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posee 1200 km de largo y su origen se ha relacionado con la subducción oblicua debajo del margen continental, es por ello que se puede considerar como una falla de arco, debido a su dirección que es la misma que la elongación del sistema arco-fosa.

Figura 5.- Triple unión de placas y sistema de fallas de Liquiñe-Ofqui. Se presentan algunos lineamientos de tendencia WNW oblicuos al arco volcánico. (Extraído de Cembrano y Lara, 2009)

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III.- MARCO GEOLÓGICO En el presente capitulo se exponen los centros de emisiones volcánicas, que están presentes entre los 39°-40°18’S. De estas rocas que afloran en la zona se puede establecer la evolución que ha sufrido el área en un periodo que abarca desde el Paleozoico inferior al Holoceno en el margen suroccidental de Gondwana y occidental de Sudamérica (Lara y Moreno, 2004). Lara y Moreno (2004), exponen secuencias volcánicas y unidades ígneas en la carta nombrada de Liquiñe-Neltume, la cual es complementaria con Moreno y Lara (2008) debido que es la carta colindante al norte nombrada Pucón-Curarrehue en territorio chileno. Por su parte, en el lado argentino se exponen rocas de un alto espectro de edad que pertenecen a la carta Junín de los Andes (Rubén Cucchi y Héctor A. Leanza, 2005) y San Martín (Escosteguy y otros, 2013). Para el objetivo de este estudio se contemplan solo las emisiones volcánicas desde el Mioceno al Presente. Las unidades expuestas se presentan en el siguiente mapa de la zona modificado de cada mapa. (Figura 6).

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Figura 6.- Modificado de Lara y Moreno (2004), Moreno y Lara (2008), Cucchi y Leanza (2005), Escosteguy y otros (2013).

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3.1.- Volcanes Chilenos La distribución presente será de la ubicación de los volcanes de norte a sur con las unidades que las rodean.

3.1.1.- Volcán Sollipulli • Lavas y conos piroclásticos recientes (HV)

Descrita por Moreno y Lara (2008), integrada por coladas tipo bloque de composición andesíticas silíceas y dacíticas, con espesores de 20 a 70 m respectivamente. Se desconoce la edad de las coladas y conos piroclásticos recientes, aunque en algunos de ellos, como en el cordón de los Nevados de Sollipulli, la colada de bloques que desciende hacia el valle del río Blanco, al NE del lago Caburgua, es anterior a la Ignimbrita Alpehue (ca. 2,9 ka). Se le designa una edad Holoceno.

3.1.2.- Cerro Trautrén • Estratovolcanes antiguos (Plimv)

Descrita por Moreno y Lara (2008), comprende secuencias estratificadas, intensamente erosionadas y remanentes de antiguos estratovolcanes. Alcanza espesores de más de 1000 m. Las rocas que predominan son andesitas basálticas de olivino y clinopiroxeno. También se distinguen andesitas y dacitas de dos piroxenos, además de escasos basaltos de olivino. Se le asigna una edad Pleistoceno Inferior a Medio.

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3.1.3.- Cerro Maichín • Formación Curarrehue (Pc)

Definida por Aguirre y Levi (1964) a los alrededores de la localidad de Curarrehue, donde la secuencia alcanza un espesor de hasta 800 m. De acuerdo con nuevos antecedentes, la Formación Curarrehue se correlacionaría con los Estratos de Pitreño, definidos por Campos et al. (1998) en el sector del lago Ranco, pero reconocidos también más al norte, y para los cuales se han obtenido edades entre ca. 2,4 y 5,8 Ma (Campos et al., 1998; Lara y Moreno, 2004). A su vez, esta formación sería equivalente de la unidad inferior de la Formación Malleco, definida por Suárez y Emparán (1997). Esta unidad está constituida por tobas de cristales y líticos de origen ignimbrítico, brechas volcánicas, conglomerados volcánicos y lavas andesíticas de piroxeno. Se le asigna una edad de Plioceno Inferior.

• Lavas y rocas volcanoclásticas (Plmsv)

Descrita por Moreno y Lara (2008), coladas de lava emitidas desde centros eruptivos independientes e incluye afloramientos de lavas aisladas, al NW del lago Caburgua y en la cima del cerro Maichín al este de Curarrehue. Predominan las andesitas basálticas de olivino y clinopiroxeno. Se le asigna una edad de Pleistoceno Medio a Superior.

3.1.4.- Volcán Villarrica • Lavas y rocas volcanoclásticas (Plmsv)

Esta unidad descrita por Moreno y Lara (2008), forma la secuencia basal erosionada del estratovolcán en cuestión. Cubierta por depósitos glaciales, por lavas del Pleistoceno superior tardío y Holoceno y por los depósitos sedimentarios holocenos. Predominan los basaltos emitidos del volcán Villarrica. Se le asigna una edad Pleistoceno Medio a Superior.

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• Lavas tardiglaciales (PlHv)

Esta unidad nombrada en primera instancia por Lara y Moreno (2004) y posteriormente revisada por Moreno y Lara (2008), está constituida principalmente por lavas de morfología superficial bien preservada o con evidencias incipientes de erosión glacial en los sectores elevados. En el volcán Villarrica, afloran basaltos de olivino. Esta unidad incluye depósitos piroclásticos de edades holocenas (>3,5 Ka), principalmente en el volcán Villarrica. Se le asigna una edad de Pleistoceno Superior.

• Lavas y conos piroclásticos recientes (Hv)

Esta unidad descrita por Moreno y Lara (2008), integrada tanto por coladas de lava basálticas recientes e históricas. Las lavas basálticas son del tipo ‘pahoehoe’ o ‘aa’, las andesítico-basálticas son ‘aa’, con espesores de 1 a 5 m. Las lavas asociadas al volcán Villarrica son basálticas y andesítico-basálticas de olivino forsterítico y clinopiroxeno. En el volcán Villarrica, la mayoría de las lavas de esta unidad están asociadas al cono más reciente, son más jóvenes que la Ignimbrita Pucón (ca. 3,5 ka) y varias de ellas fueron emitidas durante las erupciones históricas de los años 1787, 1921, 1948, 1964, 1971 y 1984 (Moreno y Clavero, 2006). Se le asigna una edad correspondiente al Holoceno.

3.1.5.- Volcán Quetrupillán • Estratovolcanes antiguos (PPlv)

Esta unidad descrita por Moreno y Lara (2008), comprende secuencias estratificadas, intensamente erosionadas y remanentes de antiguos estratovolcanes. Los afloramientos forman parte tanto de estratovolcanes erosionados como el flanco NNW del volcán Quinquilili (39°27’S). Las secuencias alcanzan espesores hasta 1.300 m en el flanco NNW del volcán Quinquilil. En lavas y rocas volcanoclásticas predominan las andesitas basálticas de olivino y clinopiroxeno, y se distinguen andesitas y dacitas de dos piroxenos. Se le asigna una edad Pleistoceno Inferior a Medio.

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• Lavas y depósitos volcanoclásticos pre e intraglaciales (Plmsv)

Descrita por Moreno y Lara (2008), representan los restos de edificios volcánicos antiguos y constituyen las secuencias basales del volcán. Predominan ampliamente basaltos y andesitas basálticas. Subordinadamente, afloran andesitas silíceas o dacitas. Se le asigna edad Pleistoceno Medio-Superior

• Lavas y conos piroclásticos posglaciales modernos (Hv)

Formada por un conjunto de emisiones volcánicas posglaciales que exhiben morfología superficial bien preservada. Se encuentran andesitas silíceas o dacitas, estas últimas más abundantes en el volcán Quetrupillán. Se le asigna edad Holoceno.

3.2.- Volcanes Argentinos La distribución presente será de la ubicación de los volcanes de norte a sur, con la descripción de las rocas que los rodean.

3.2.1.- Volcán Lanín • Basalto Hueyeltué (BH)

Definida por Turner (1965ª;1973). Las principales exposiciones se encuentran en el cerro de la Uña (39°34’S), al sur del cerro Áspero(39°41’S) y en los cerros Lanhué (39°48’S). Se trata de coladas de basaltos, de hasta 30 m de espesor. Esta unidad se apoya en discordancia sobre el Complejo Plutónico Huechulafquen y las Formaciones Auca Pan y Chimehuín. Se le asigna edad Pleistoceno Inferior.

• Basalto Mallín (BM)

Los principales afloramientos se encuentran en la ladera occidental del volcán Lanín. Constituido por coladas muy escoriáceas de basaltos. Esta unidad se apoya sobre el Complejo Plutónico Huechulafquen, la Formación Los Helechos

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(depósitos morrenicos) y el Basalto Tipilihuque, en tanto que sobre él apoyan las coladas del Basalto Lanín. Estos basaltos se consideran propios del Holoceno.

• Basalto Lanín (BL)

Los basaltos de la unidad están circunscriptos a la cima y las laderas del volcán Lanín. Se trata de un basalto reciente que se apoya, en el volcán Lanín, sobre el Basalto Mallín y que no soporta sobre sí mismo ninguna unidad más joven. Se lo considera de edad muy reciente, o sea del Holoceno más alto.

3.2.2.- Unidades Argentinas En este apartado se señalan unidades de trasarco con distancias que van desde 301 a 367 km de distancia de la fosa.

• Basalto Cerro Morro, Cerro Puntudo Grande y Cerro Colorado

El basalto Cerro Puntudo Grande tiene su mejor exposición en el cerro homónimo, por su parte, los basaltos que afloran en el cerro Colorado y sus inmediaciones integran el Basalto Cerro Colorado situado al norte del lago Lácar, al noroeste de la pampa de Trompul y finalmente el Basalto Cerro Morro, aflora en la pampa de Alicurá, al sur del río Caleufú. Estos basaltos se pueden correlacionar con varias unidades basálticas holocenas, tales como las formaciones Mallín y Lanín (Turner, 1965a). Las coladas del cerro Morro en la pampa de Alicurá, fueron asignadas al Holoceno (Fauqué, 1980), para el Basalto Cerro Colorado se considera que es posterior a la actividad glaciaria pleistocena, ya que no está afectado por la erosión que esos episodios, y al Basalto Cerro Puntudo Grande una edad pliocena superior-pleistocena inferior.

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• Basalto Tipilihuque

Los afloramientos mejor desarrollados se encuentran en las pampas de Lonco Luan, del León, de Rahue y de las Yeguadas, así como en las bardas de Pilolil y en los cerros Colorado, Santa Julia, Capaollanca y Tipilihuque. Esta unidad tiene una litología donde predominan los basaltos y andesitas. El Basalto Tipilihuque se apoya sobre diferentes unidades según las comarcas donde se han derramado sus coladas. Entre aquellas subyacentes se reconocen los granitoides de los Complejos Plutónicos Huechulafquen y del Chachil, la Formación Choiyoi y las Formaciones Auca Pan y Chimehuín. El Basalto Tipilihuque ha sido atribuido al Plioceno superior.

• Basalto Malleo

Son basaltos grises a negros, de fractura irregular, textura porfírica, a veces son vesiculares. Las coladas del Basalto Malleo se han derramado sobre diversas unidades, como las Formaciones Choiyoi, Auca Pan y Chimehuín. Rabassa et al. (1987; 1990) consideraron que esta unidad está intercalada entre dos depósitos glaciales y proporcionó edades Ar/Ar y K/Ar de la unidad volcánica, que denominó Andesita Pino Santo, de todas las cuales la de 0,207 ± 0,023 Ma es la que acepta como más correcta, sobre la base del contenido en argón radiogénico. Esta última edad ubicaría a esta unidad en el Holoceno inferior. .

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IV.- MARCO TEÓRICO 4.1.- Geoquímica En este apartado se busca explicar el objetivo de la geoquímica. La identificación de patrones geoquímicos es de suma utilidad para determinar la composición de los magmas y así poder llegar al objetivo propuesto de generar la reconstrucción del arco volcánico a los 39°S.

La interpretación de los datos geoquímicos guiará a comprender diversos efectos que pueden estar afectado en el grado de fusión parcial al momento de estar ascendiendo los magmas, y a tener claridad del impacto que provocan los fluidos provenientes de la losa subducida mediante su variante de occidente a oriente. Para dilucidar estos efectos en los 39°S, se trabaja con datos inéditos entregados por el profesor Luis Lara Pulgar, los cuales consisten en elementos mayores, traza y patrones de tierras raras, en conjunto con otros datos recopilados de la bibliografía.

4.1.1.- Elementos Mayores Se denominan elementos mayores ya que están presentes en altas concentraciones, y controlan en gran medida la cristalización de los minerales petrogenéticos en las rocas a partir de fundidos. Los elementos mayores son los elementos químicos que se presentan en concentración superior al 1% en peso (wt%).

En estudio de rocas, los elementos mayores son utilizados a través de diagramas de variación en donde lo importante es encontrar parámetros que señalen variaciones sistemáticas, que permitan investigar las causas que originan los cambios. Para el caso de estudio se utilizan los diagramas de TAS y AFM, para establecer las composiciones que posean los magmas de esta zona. En estudios cercanos a la zona de estudio Kay et al 2013, presenta estas composiciones para el área que cubre los 37°S, mostrando una tendencia alcalina para los magmas

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del trasarco con un enriquecimiento en sílice y álcalis para las muestras más orientales que corresponden a muestras de Auca Mahuida.

Otros estudios relacionados a la zona señalan que basaltos (SiO2<52%) y andesitas-basálticas (SiO2=52.56%) de EV y CEM que pertenecen tanto a ZVSC y ZVSS, y poseen índices de MgO<11% (que están variando entre un 3% a un 10.5%), lo cual es inferior a lo esperado en magmas primitivos derivados del manto. Dentro de las rocas basálticas se han distinguido dos grupos con contenido de potasio variable. Por un lado, las empobrecidas en potasio (K2O <

1%) y las enriquecidas en potasio (K2O=1-1.5%). Ambos grupos se encuentran presentes tanto en EV y CEM, con una variabilidad de K2O relativamente estrecha, incluso cuando el contenido de MgO puede variar de 3.5 a 10.5%. (López-Escobar et al 1995ª).

4.1.2.- Elementos trazas. Los elementos trazas tienen un gran número de usos en las ciencias geológicas. Son incorporados selectivamente en las diferentes fases y se agregan o excluyen con gran selectividad, por lo que son muy sensibles a los procesos de fraccionamiento. El origen de los sistemas fundidos y los procesos evolutivos, pueden ser bien definidos utilizando a los elementos trazas, los que son clasificados en base a su comportamiento geoquímico. Este comportamiento se basa en que si ellos son compatibles o incompatibles al líquido. Para ello es necesario conocer el coeficiente de partición (Ecuación 1), en que si es mayor a 1 se consideran compatibles, y si es menor a 1 se considera incompatible.

D=Cs/Cl

Ecuación 1.- D: Coeficiente de partición; Cs: Concentración sólida; Cl: Concentración líquida. Los lantánidos, denominados elementos de tierras raras (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) son sumamente útiles para el estudio propuesto.

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El uso más simple de los elementos trazas es en los diagramas de variación, al igual que se hace con los elementos mayores. Los altos coeficientes de distribución de muchos elementos trazas resultan en gran variación durante la fusión parcial o en la cristalización fraccionada. Esto permite su utilización para determinar los procesos que habrían actuado y su intensidad. Para el caso de estudio, se centra en los procesos de como varía el grado de fusión parcial, la manera en que afectan los fluidos derivados de la subducción y si las rocas poseen afinidad a ser productos de actividad del arco o corresponden al trasarco, para lo cual se utilizan determinadas razones de estos elementos.

4.1.3.- Elementos de Tierras Raras ETR o REE Los elementos de las tierras raras (ETR), constituyen una serie desde el lantano al lutecio y constituyen el Grupo IIIA de la tabla periódica. Ellos tienen estado de oxidación +3 y como regla, sus radios iónicos decrecen continuamente con el incremento del número atómico (llamada contracción lantánida). El decrecimiento del radio atómico causa que las tierras raras pesadas, estén preferentemente en los sólidos que coexisten con los líquidos. El grado de compatibilidad de los ETR incrementa de izquierda a derecha. Para estudios cercanos a la zona Lara y Folguera (2006) presentan rocas del trasarco en conjunto con las de arco, en que se observan enriquecimiento en tierras raras livianas (LREE) desde el trasarco hacia el arco, lo cual se considera un indicador de bajo grado de fusión.

4.2.- Magmatismo El calor interno de la tierra es el resultado del calor original que se acumuló durante los diversos procesos de acreción y formación desde hace 4.500 millones de años, junto con el calor generado por la radioactividad de elementos que se desintegran en el tiempo tal como K, U y Th (Winter,2001; Wilson, 1989).

Diversos estudios señalan (Allegre, C. (1988), Bott, M. H. P. (1982).) que el mecanismo de principal de transferencia de calor desde el interior de la tierra es

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regido por la propiedad de convección, en donde a medida que el material se calienta en la base del manto (2900 km de profundidad), se eleva con fuerza dado que se expande ligeramente y se vuelve menos denso que su entorno, hasta llegar a proximidades de entre 7-35 km en que el material se enfría y vuelve más denso, hundiéndose nuevamente en un flujo de retorno.

El magma se forma de dos formas principales, por un lado, implica una descompresión simple de material del manto sólido y caliente, y por otro implica reducir la temperatura de fusión (solidus) del material mediante la adición de volátiles. Siendo la conexión entre volcanismo y tectónica de placas en cómo la configuración tectónica proporciona los mecanismos de fusión.

En base a lo anterior, la descompresión del manto se efectúa en plumas mantélicas y en los límites de placas divergentes, radicando principalmente en que el primero es un afloramiento activo, mientras que el segundo es pasivo.

El derretimiento debido a la disminución del solidus (temperatura a la que empieza derretirse) es la principal causa de magmatismo en los límites de las placas convergentes. A medida que la losa oceánica litosférica se sumerge a fuertes presiones y temperatura, expulsa fluidos hacia la cuña del manto suprayacente.

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V.- METODOLOGÍA En este apartado, se expondrá la metodología para abordar el estudio y la manera de lograr los objetivos propuestos.

5.1.- Revisión bibliográfica En primera instancia se recopila información de los diversos autores que han expuesto trabajos anteriores en el área o en sus cercanías.

En base a los artículos se seleccionan gráficos de elementos mayores para obtener relaciones interelementales que permitan inferir procesos geoquímicos que afectan al área de estudio, además, diagramas de los elementos trazas que debido a su alta sensibilidad a los procesos de fraccionamiento, permiten evaluar mejor las fuentes y procesos involucrados en génesis y evolución magmática, por último, los ETR debido a que sus concentraciones están poco afectadas por los procesos de alteración posteriores, lo que indica que aportan información importante sobre la génesis de la roca.

5.2.- Selección de componentes geoquímicos Se construye una base de datos con ubicación, edad y química de los datos inéditos y otros publicados, para su posterior selección de gráficos explicativos.

Para atribuir procesos geológicos de interés, se debe comprender la geoquímica y sus patrones, es por ello que se seleccionan razones de elementos trazas (ET), mayores (EM) y tierras raras (ETR). Con estos elementos se podrá atribuir una secuencia de eventos que serán los que han interactuado a los 39°S, y de esta manera establecer una relación espacio-temporal de la arquitectura del arco volcánico a los 39°S.

Para ello en primera instancia, a través de un diagrama TAS explicar el rango geoquímico en el que se emplazan las muestras, y así determinar el tipo de magma que se estará estudiando mediante el contenido de álcalis y sílice que posean las muestras. Además, complementar a través de diagrama AFM de

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manera tal de discriminar la presencia de concentración de álcalis, hierro y magnesio, y llegar así a una clasificación más certera de la fuente magmática.

Una vez esclarecidos estos puntos, se procede a revelar los componentes que están influyendo a los magmas desde su origen, para lo cual se utilizan ET y ETR. Se utiliza el diagrama tipo spider, donde concentraciones de basaltos primitivos son ventajosos para poder comparar muestras, ya que los basaltos primitivos han sufrido procesos de diferenciación leves por lo que se mostrará más claro si hay alguna variación con las rocas en estudio.

Posterior a ello, se comienzan a estudiar mediante razones de ET, los cuales estarán indicando que procesos han afectado en la formación del magma siendo de suma importancia dejar establecido que ocurre con el grado de fusión parcial en las fuentes de magmas, así mismo considerar que tan dominante son los aportes provenientes de la losa subducida, y la afinidad arco-trasarco de las muestras estudiadas. Para comprender esto, se plantea la razón La/Yb la que es utilizada para determinar el grado de fusión parcial, la cual al estar analizando las muestras presentará un valor mayor al estar disminuyendo el grado de fusión a medida que se aleja de la fosa. Para evaluar el efecto de los aportes de fluidos provenientes de la losa subducida se utiliza la razón Ba/La, la cual es un trazador de influencia de zonas de subducción, en la que una alta razón de estos elementos indicaría que los fluidos provenientes de la losa están influyendo en los procesos asociados. Y las razones Ba/Ta y La/Nb para determinar afinidad arco-trasarco en rocas de los 39°S.

Finalmente, luego de analizar estos gráficos geoquímicos realizar un esquema de perfiles que exprese la evolución que ha sufrido el arco volcánico Plioceno- Cuaternario a los 39°S (Figura 6).

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Figura 7.- Esquema de las metodologías a utilizar, para lograr los objetivos propuestos.

5.3 Cuadro de datos Se elabora un cuadro de datos con columnas que representan unidades organizadas de oeste a este junto a una columna que indica la distancia a la fosa, edad, coordenada y componentes químicos. Mediante el software Excel los datos son ploteados en los diversos gráficos requeridos, además de ser ploteadas para comprender la distribución mediante Google Earth (Figura 8).

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Figura 8.- Distribución de las muestras a los 39°S.

VI.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN En este apartado se busca discutir los resultados obtenidos de las rocas volcánicas analizadas mediante geoquímica de EM, ET, ETR y dar una respuesta al mecanismo que lleva generar un estrechamiento del arco, finalizando con un modelo evolutivo de la zona de los 39°S.

6.1.- Geoquímica de Elementos Mayores Los resultados obtenidos constan de 171 datos de muestras recolectadas de diversos artículos relacionados a los 39°S (Hickey y Vargas, 1989; Lara et al., 2001; Lara et al, 2004; Lara y Moreno, 2012; Lara y Moreno, 2004; L.E. Lara, datos inéditos; López-Escobar, 1977; Moreno y Clavero, 2006; Morgado et al 2015; Jara et al., 2011; Moreno y Lara, 2008). Cabe destacar, que no todos los datos constan de toda la geoquímica, algunos de ellos poseen datos de elementos mayores y trazas, y otros solo uno de ellos. Las edades obtenidas forman parte de análisis realizados mediante K-Ar o Ar-Ar las que dependen del artículo del que se extrajo, y otras edades son inferidas mediante correlaciones realizadas en cartas geológicas.

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En base a los datos recopilados se agrupan según edad y la distancia que posee de la fosa, haciendo referencia a “Occidente” al territorio de Chile; “Oriente” a la zona Argentina; Esto es resumido en la tabla 1:

Tabla 1.- Distribución del volcanismo clasificado por edad, distancia de la fosa y ejemplares asociados.

Volcanismo Distancia Fosa Edad Ejemplares (km) Pleistoceno- 255-280 < 500 ka Villarrica- Holoceno”Occidente” Caburga- Quetrupillán-San jorge Pleistoceno- 280-363 < 500 ka Lanín- Holoceno”Oriente” Huechulafquen Plio-Pleistoceno 243-357 500-5Ma Villarrica- Caburga- Argentina Mioceno “Occidente” 249-294 > 5 Ma Caburga-Pucón- Curarrehue- Reigolil Mioceno “Oriente” 291-367 > 5 Ma Argentina

6.1.1.- Diagrama TAS En el diagrama TAS (Figura 9) se presentan las rocas volcánicas estudiadas. Se obtiene un amplio rango de rocas, cubriendo desde basaltos a dacitas, habiendo una mayor concentración en los campos de basaltos y andesitas-basálticas. En las rocas correspondientes a Mioceno “Occidente”, plio- pleistocenas y Pleistoceno-Holoceno “Occidente “y “Oriente” plotean en campos de rocas basálticas, andesitas basálticas, y con algunas más desarrolladas que llegan a dacitas, pero todas ellas en un campo subalcalino. Por último, se destaca que muestras de Mioceno “oriente”, concentran en la parte superior con rocas tipo traqui-basaltos en un campo alcalino

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Figura 9.- Diagrama de TAS (Le Bas et al., 1986) de las muestras volcánicas estudiadas. Las regresiones a las cuales responden son:

Pleistoceno-Holoceno “Occidente”: y= -0,1692x + 12,596; R2=0,4621

Pleistoceno-Holoceno “Oriente”: y= 0,3446x – 13,689; R2= 0,8892

Plio-Pleistoceno: y= 0,0002x + 4,0132; R2= 3x10-7

Mioceno “Occidente”: y= 0,1399x – 3,0883; R2= 0,0623

Mioceno “Oriente”: y= -0,003x + 5,5163; R2= 0,0017

En base a lo expuesto en la Figura 9, se infiere que la mayor concentración de álcalis es concentrada en las muestras de orientales en general, seguido por la variante expuesta de las muestras Pleistoceno-Holoceno “occidentales”.

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6.1.2 Diagrama AFM Los datos ploteados pertenecen tanto a los datos inéditos, como los recopilados bibliográficamente del frente del arco y parte oriental de éste. Se utiliza el diagrama AFM (Figura 10) señalando álcalis, ferromagnesianos y máficos, para evaluar magmas tholeiíticos o calcoalcalinos, exponiendo la mayoría en el campo calcoalcalino lo cual es asociado con 2 tipos de configuración tal como arcos de islas o margen convergente activo (MCA) (Toselli, 2010), en que dado el contexto tectónico actual (Charrier, 2007) es relacionado con MCA.

Figura 10.-Diagrama AFM (Irvine y Baragar, 1971) de las muestras volcánicas pertenecientes a los 39°S, mostrando una afinidad mayormente calcoalcalina.

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6.2 Geoquímica de Elementos Traza 6.2.1 Diagrama de Tierras Raras (spider) Las muestras seleccionadas son escogidas de manera que cubra cada uno de los rangos de edades del área de estudio, para así observar el comportamiento de estos elementos. Antes de procesar los datos ETR, se deben normalizar al condrito, lo que para este caso se utiliza la propuesta por Sun y McDonough, 1989 (Tabla 2).

Tabla 2.- Concentración (en ppm) del condrito utilizadas para la normalización de tierras raras (extraído de Sun y McDonough, 1989).

Elemento Concentración (ppm) La 0.237 Ce 0.612 Pr 0.095 Nd 0.467 Sm 0.153 Eu 0.058 Gd 0.2055 Tb 0.0374 Dy 0.254 Ho 0.0566 Er 0.1655 Tm 0.0255 Yb 0.17 Lu 0.0254

Con los datos normalizados, se seleccionan muestras representativas que son en base a su grado de comportamiento primitivo (Rollinson, 1993; Misra, 2012), ya que de esta forma se permite comparar con rocas que han sufrido leves procesos de diferenciación.

En la Figura 11 se presentan las concentraciones de estos elementos, los cuales no presentan anomalías significativas, pero si se resalta que las muestras correspondientes a la zona trasandina (LL221016-5 y LL221016-1) poseen un mayor enriquecimiento en tierras raras livianas (LREE). Se destaca de igual manera que todas las muestras tienen un bajo contenido de tierras raras pesadas

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(HREE) que no sobrepasa los 20 respecto al condrito, lo cual sugiere menores grados de fusión parcial hacia el oriente posiblemente a la presencia de granate residual en la fuente. Ahora si nos fijamos en estudios anteriores Lara y Folguera (2006) señala este mismo patrón de tierras raras en las rocas orientales situadas en la parte norte de los 39°S, en el sector de Laguna Blanca.

Figura 11.- Diagrama spider normalizado al Condrito. Se analizan muestras representativas de cada zona, con un claro enriquecimiento en las tierras raras livianas las muestras de Argentina.

6.2.2 Diagramas de Elementos Traza Los elementos trazas son incorporados selectivamente en las diferentes fases y se incorporan o excluyen con gran selectividad, por lo que son muy sensibles a los procesos de fraccionamiento (Robbinson, 1993). Como resultado, el origen de los sistemas fundidos y los procesos evolutivos, pueden ser bien definidos utilizando diagramas binarios. Para esta sección se utilizan los datos inéditos y otros recolectados de artículos relacionados.

En primera instancia se presenta la Figura 12, la que expresa el comportamiento del elemento al estar cerca o lejos de la fosa.

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Figura 12.- Diagrama La/Yb en función de la distancia de las rocas de la fosa. Un elevado valor estará indicando bajo grado de fusión parcial.

Las regresiones lineales para sección es la siguiente:

Pleistoceno-Holoceno “Occidental”: y = 0,6871x – 175,83; R2 = 0,6593

Pleistoceno-Holoceno “Oriental”: y = 0,0938x – 19,678; R2 = 0,2409

Plio-Pleistoceno: y = 0,0984x – 20,983; R2 = 0,7708

Mioceno “Oriente”: y = -0,0414x + 25,701; R2 = 0,5715

Las muestras tanto Pleistoceno-Holoceno “occidente”, Pleistoceno-Holoceno “oriente” y plio-pleistocena presentan bajos valores de la relación La/Yb al encontrarse en cercanía a la fosa, por otro lado, para el caso de las muestras ubicadas sobre los 300 km de distancia de la fosa presentan valores de la relación La/Yb elevados. Esta razón está vinculada a un aumento de tierras raras livianas (LREE) con respecto a las pesadas (HREE), debido a menores grados de fusión parcial.

En el rango de muestras plio-pleistocenas, en su mayoría presentan signatura de arco al igual que las muestras del Pleistoceno-Holoceno “occidente y oriente”

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(Figuras 13 y 14). En ambas figuras se destaca que existen muestras de edad Mioceno “oriente” que poseen signatura de intraplaca.

305 km

Figura 13.- Diagrama La/Ta vs Ba/Ta. El campo de muestras con afinidad de arco corresponde al encerrado por las rectas Ba/La=30 y Ba/La=20. El campo con bajos valores de ambas relaciones corresponde a un ambiente de intraplaca.

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315.96 km

Figura 14.- Contraste de La vs La/Nb. Bajos valores de La/Nb se asocia a un ambiente de trasarco; altos valores de La/Nb ambiente de arco.

Por su parte la relación Ba/La vs La/Sm, la cual es comúnmente relacionada a la entrada de fluidos derivados de la losa en la fuente mantélica, presenta una disminución hacia el Este en rocas del Pleistoceno-Holoceno “oriental”, Mioceno “Oriente” y algunas Plio-Pleistocena (Figura 15).

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Figura 15.- Relación La/Sm vs Ba/La. Razón Ba/La es buen indicador de fluidos provenientes de la losa subductada. Las regresiones lineales para la figura 13 son las siguientes:

Pleistoceno-Holoceno “Occidental”: y = -6,3943x + 41,105; R2 = 0,8213

Pleistoceno-Holoceno “Oriental”: y = -1,9748x + 28,656; R2 = 0,2464

Plio-Pleistoceno: y = -7,5631x + 51,343; R2 = 0,1721

Mioceno “Oriente”: y = 0,3389 + 18,541; R2 = 0,0226

6.3 Geoquímica Tras la revisión de los gráficos dentro del espectro de rocas son principalmente rocas de carácter básico a intermedio, concentrándose en basaltos y andesitas, con algunos ejemplares mayormente desarrollados que llegan a traquidacitas. Las muestras en su mayoría presentan bajo contenido de álcalis, a excepción de rocas pertenecientes al arco en su parte oriental, que presentan contenidos mayores de álcalis. Los patrones de tierras raras no presentan anomalías importantes, presentando elevado contenido de LREE para las rocas 35

correspondientes a Argentina, lo que se asocia a que poseen bajos grados de fusión parcial.

6.3.1 Variación Elementos Traza Oeste-Este Dado que se asume que la fuente mantélica es relativamente homogénea (Figura 15), para el caso de la razón La/Yb presentará su valor mayor cuando haya un bajo grado de fusión parcial (Misra, 2009; Shaw, 2003, Liu y Stern, 2019), lo cual se ve demostrado en la figura 12 que el grado de fusión parcial disminuye a medida que las muestras están alejadas de la fosa.

La pendiente señalada para la figura 12 para el caso de las muestras del frente de arco señala una pendiente pronunciada con un valor de 0.6871 seguida la de la parte oriental con un valor de 0,0938 y finalmente las plio-pleistocenas con una pendiente de 0,0938, a diferencia de las muestras correspondientes al trasarco, en donde la pendiente es totalmente distinta sugiriendo el mayor aumento de la razón La/Yb al alejarse de la trinchera.

Para el caso de las figuras 13 y 14, se desprende que las muestras de frente de arco y su parte oriental, en conjunto con muestras plio-pleistocenas, poseen un carácter de arco, lo cual tiene sentido dada que es la posición actual del arco volcánico (Charrier, 2007; Stern, 2004). Además, se destaca en los gráficos que hay muestras del Mioceno y Plio-Pleistoceno que presentan una firma de intraplaca, lo que indicaría que la placa subductada no estaría siendo parte fundamental en la generación de esos magmas.

En la figura 15, es consistente con una disminución de componentes derivados de la losa en la cuña mantélica a medida que se alejan de la fosa (Lara y Folguera, 2006; Kay et al 2006), esto expresado por la pendiente de la recta para muestras Plio-Pleistoceno que posee un valor negativo de -7.56, que en su parte superior es expresada con una muestra del Volcán Villarrica que posee un distancia de 244 km y está recibiendo importantes aportes de subducción, a

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diferencia de una muestra ubicada a 367 km que posee un bajo valor de esta relación.

6.4 Estrechamiento del arco Plioceno-Cuaternario Dado los antecedentes del área y zonas aledañas, se desprende que la geometría de subducción, regímenes tectónicos y magmatismo del sur de los 38°S difiere totalmente con lo estudiado en la ZVSN y ZVST (Kay et al, 2005). A partir de la información disponible, no se puede inferir una migración del arco o empinamiento de la losa para momentos del Plioceno, por lo que los cambios en el magmatismo se expresan en volumen de producción de magma a este tiempo (Lara y Folguera, 2006). Información geotectónica explica que la zona que cubre la ZVSC y ZVSS es un sitio de subducción de una placa joven debajo de una corteza continental delgada con presencia de fallas de intraarco que cubre desde los 46° a los 38°S, lo que explicaría que el frente magmático estaría estable desde al menos el Mioceno (Lara y Folguera, 2006).

Estudiar la geometría de las zonas de subducción junto con su evolución, son factores que rigen la distribución de arcos volcánicos, que a su vez poseen mecanismos por los cuales se controlan, tales como, dirección y velocidad de la placa superior, tasa de convergencia, edad de la placa que se subduce, entre otros (Cross y Pilger, 1982). La Tabla 3, desarrolla cada uno de estos eventos con su posible efecto.

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Tabla 3.- Factores que afectan la geometría de zonas de subducción. Extraída de Cross y Pilger, 1982.

Factor Posible Efecto Tasa de Convergencia Tasas aumentadas disminuyen el ángulo de subducción, deprimen las isotermas y aumentan la distancia entre el arco y la fosa. Movimiento absoluto de Aumento del movimiento hacia la fosa placa superior disminuye el ángulo de subducción. La separación arco-fosa puede aumentar o el arco se extingue y se genera uno nuevo a 600-1000 km de desde la fosa. Subducción de ridge Reducción de la densidad promedio y asísmicos, mesetas consecuente buyancia relativa de la oceánicas o cadenas litosfera, reduce el ángulo de subducción. montes submarinos de Ángulo de subducción muy bajo es común. intraplaca El arco volcánico se extingue, pero se puede formar uno nuevo a 600-1000 km de la fosa. Edad de la placa que La litosfera joven es relativamente buyante desciende y subducta con un ángulo bajo, lo que causa que el volcanismo migre hacia la fosa o cese completamente. Acreción de sedimentos Aplana la zona sísmica inclinada solo en niveles superficiales. Separación arco-fosa es aumentada por migración lateral de la fosa. Duración de subducción Efectos aditivos de acreción y depresión de y edad del arco las isotermas debido a la subducción prolongada de litosfera vieja, aumentan la separación arco-fosa.

Teniendo estos datos, es que se plantea que a un largo plazo los factores mostrados por Cross y Pilger (1982) estarán modificando el ángulo de subducción, pero en cambio en el Mioceno superior-Plioceno el arco estuvo mayormente productivo generando un ancho considerable el cual ha sido producto de una mayor velocidad de subducción en la ZVSC y ZVSS en que la liberación de fluidos fue más sucesiva por lo cual se permite generar magmas de arco alejados de la trinchera, por lo que esto explicaría que el ancho es distinto, pero el frente se mantiene en la misma posición. Para el caso de estudio, existen

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datos que demuestran que a los 2-3 Ma la velocidad de subducción era de 9 cm/año (Engebretsom et al., 1986; De Mets et al. 1994) y ha alcanzado a ser de 7,9 cm/año (De Mets et al., 1994; Tamaki, 2000) o incluso 5-6 cm/año (Angermann et al. 1999). Según lo expuesto por Lara y Folguera (2006) la variación comienza alrededor de los 1,6 Ma, teniendo en consideración la inercia de la subducción, las variaciones que ocurren en el arco debido a una variación en la velocidad de convergencia podrían estar actualmente afectando.

Otro mecanismo, que puede estar influyendo en el sistema son los regímenes de esfuerzos, y estructuras presentes. Para el caso de los volcanes Pleistoceno- Holoceno son vinculados estrechamente al sistema de falla de Liquiñe-Ofqui (SFLO), cosa que no está evidenciada estrictamente en volcanismo del Plioceno (Lara et al. 2001)

El rol que cumplen fallas y estructuras, son efectivos caminos que permiten el ascenso, y almacenamiento de los magmas, y dado el contexto de la ZVSC y ZVSS rocas de EV y CEM poseen signaturas geoquímicas propiamente tal mayormente relacionado a procesos de subducción (López-Escobar, 1977). Otro efecto que se debe considerar es el emplazamiento de un cuerpo magmático, ya que genera debilidades producto de una sobrepresión lo que debilita la roca produciendo más fracturas. Por lo cual, el estado de stress de la litósfera cuando ocurre el magmatismo controla la distribución de plutones, diques y centros volcánicos (Cembrano y Lara, 2009).

En la amplia ZVS, un sistema de fallas de rumbo con orientación NNE subverticales y fracturas de tensión con rumbo ENE, serían las responsables a un rápido ascenso de magmas desde la astenósfera, con poca a casi nada de contaminación cortical. Además, un sistema de fallas inversas de segundo orden interconectadas de rumbo NW, ayudaría a mayores tiempos de estadía magmática (Cembrano y Lara, 2009).

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6.5 Evolución Geológica La distribución y la química de las rocas magmáticas del área de estudio proporcionan información sobre las edades de deformación contraccional y extensional a través del arco y trasarco. De ello se desprende la evolución de la corteza, manto subyacente y la geometría de la placa oceánica en subducción. La evolución de la transecta a partir de los datos analizados se resume en la Tabla 4 y los cortes transversales litosféricos de la Figura 16.

Tabla 4.- Expresión de las etapas por las cuales ha evolucionado el arco volcánico a los 39°S. Edad Descripción de eventos Mioceno Temprano La sección transversal litosférica en ca. 24-20 Ma muestra un arco volcánico activo y erupciones de trasarco generalizadas en un régimen tectónico extensional sobre una losa de subducción relativamente pronunciada. Todos los magmas que se expulsaron en la cuenca intraarco Cura Mallín muestran un carácter de arco frontal como lo indican las altas relaciones La / Nb, Ba / Ta y Ba / La (Kay 2006ª,b). El rango de composiciones de los magmas de Cura Mallín y sus patrones REE relativamente planos (La / Yb y Sm / Yb bajos; Kay 2006ª , b) están de acuerdo con su erupción a través de un delgada corteza en un entorno extensional (Kay et al 2006). Mioceno Medio-Tardío La sección litosférica en 19–16 Ma muestra un volcanismo desde el arco hacia el trasarco medio sobre una zona de subducción menos profunda que antes de los 20 Ma. La evidencia

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de un cambio a un régimen de esfuerzos no extensionales en el arco proviene del final de la sedimentación en la cuenca intraarco de Cura Mallín (Burns et al 2006). La evidencia de una zona de subducción menos profunda debajo del trasarco proviene de cambios en el carácter del magmatismo. Este cambio está marcado por el cese de las erupciones de basalto de olivino alcalino generalizado y su sustitución por magmas máficos andesíticos a traquidacíticos que salen de los complejos volcánicos y de caldera en la mitad del trasarco (Kay y Copeland, 2006; Kay et al 2006). Las muestras en estudio correspondientes al Mioceno Tardío señalan proveniencia de rocas de intraplaca y trasarco reflejado en sus relaciones La/Nb y Ba/Ta, y bajos grados de fusión parcial dada su distancia a la que se encuentran de la fosa y con ausencia de aportes de fluidos provenientes de la losa subducida. Mioceno Superior-Plioceno Desde el Mioceno Superior al Plioceno, dominios de alto strein se establecieron a lo largo de estructuras que controlaron los ascensos de plutones en un régimen transpresional dextral. Basándose en el amplio espectro de rocas, durante el periodo Plio-Pleistoceno el arco estuvo en su momento más productivo lo que lleva a poseer un ancho mayor al actual, debido a un aumento en la velocidad de subducción. Según Lara y Folguera (2006) la variación en el arco comienza a los 1,6 Ma, concluyendo

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mediante parámetros que se deben cumplir, que el cambio en la velocidad llevaría a una reducción de un 50% del arco Plioceno-Actualidad Actualmente la zona se encuentra en un margen activo, con una tasa de convergencia de 6-7 cm/año con una dirección de N80E, con un ángulo de aproximadamente 25°. Según el análisis expuesto y teniendo en consideración la inercia de la subducción, las variaciones que ocurren en el arco debido a la variación en la velocidad de convergencia, el estrechamiento del arco puede seguir afectando en la actualidad

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Figura 16.- Resumen de la evolución a los 39°S. En a) consta del periodo que cubre el Mioceno Temprano, donde el magmatismo es expresado en las emisiones de la cuenca Cura Mallín. En b) figura el Mioceno Medio-Tardío, en este periodo la losa sumergida es más superficial, el magmatismo de arco es influenciado por aportes de fluidos de la subducción, y en el trasarco se genera magmatismo de intraplaca el cual se identifica a 367 km de la fosa. En c) es ilustrado el periodo Plioceno, en el cual desde el Mioceno el arco venía siendo productivo logrando al Plioceno llegar a poseer un ancho de arco considerable, producto de una mayor velocidad de convergencia. En d) el periodo actual del arco volcánico en que la velocidad de convergencia ha disminuido, al igual que el ancho del arco, considerándose una reducción de hasta un 50 %.

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VII.- CONCLUSIONES

De acuerdo con los antecedentes expuestos de la geoquímica de las rocas el arco volcánico del Plioceno es más ancho que el del Pleistoceno-Holoceno, pero en esta variación se ha conservado el mismo frente. La productividad volcánica del arco Plioceno fue mayor a la actual evidenciada por la afinidad de arco de muestras ubicadas a diversas distancias de la fosa.

Las diferencias en el volcanismo son atribuibles a dos posibles causas. Una es debido al cambio en la velocidad de convergencia, la cual ha variado en a partir del Mioceno temprano a la actualidad. Y, por otro lado, las estructuras presentes en la ZVS, en este caso el sistema de fallas de Liquiñe-Ofqui de rumbo N-S con una tectónica transpresional dextral, la cual está vinculada al ascenso de los magmas basálticos y otros más desarrollados, para los volcanes Pleistoceno- Holoceno.

Los magmas Occidentales son mayormente subalcalinos, mientras que los Orientales se vuelven más alcalinos tal como se señaló en el diagrama de TAS y AFM, además el grado de fusión parcial representado por el diagrama Spider y la razón La/Yb vs Distancia a la fosa, indican la variación de fusión parcial siendo mayor al Oeste y disminuyendo hacia el Este.

Finalmente, retomando la hipótesis planteada al comienzo de este estudio, es posible afirmar que ha ocurrido una variación en el arco volcánico a partir del Mioceno a la actualidad, centrándose en el Plioceno su mayor actividad vinculada a cambios en la velocidad de convergencia y a las estructuras presentes que facilitan el ascenso de magmas. Por lo que se concluye en que la hipótesis plateada es cumplida.

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IX.- ANEXOS

Tabla 5.- Química, edad y distancia a la fosa de las muestras Pleistoceno-Holoceno “Occidente”.

Muestra Lugar Referencia Distancia Edad SiO2 MgO K2O Na2O FeO Fe2O3 MnO Ba Nb La Sm Yb Ta a la fosa XO-2086 Villarrica Jara et al 260 114 61.78 2.96 0.13 4.67 - 6.81 0.13 295 <5 - - - - (2011) VMJ2 Villarrica Moreno y 261.61 170+-60 ------Clavero (2006) G2A Villarrica Clavero y 258.44 95+-15 ------Moreno (2004) Villarrica López- 258.6 300+-14 52.70 4.80 0.44 3.32 6.11 - 0.17 185 - 5.9 2.43 1.7 0.5 802 Escobar 1977 289761 Villarrica Hickey 263 14+-3.5 51.79 6.63 0.61 2.91 6.63 10.03 0.16 191 2.4 7.8 3.29 2.35 - (39,4°S) 1986 LL071216- Cordillera 266.34 319.5+------1 El Mocho 6.1 279763 Villarrica Hickey 261 14+-3.5 52.87 5.08 0.64 2.88 5.08 9.28 0.15 200 2.6 7.74 3.5 2.33 - (39,4°S) 1986 1112751 Villarrica Hickey 265.4 14+-3.5 52.19 6.12 0.63 3.18 6.12 9.73 0.16 198 2.7 7.91 3.59 2.40 - (39,4°S) 1986 021007-16 Cordillera 288.1 330+-30 ------Cañi XG-239 Pucón Moreno y 255.14 Hv 55.23 3.68 0.89 3.88 5.35 4.59 0.16 256 5 -10 - - - Lara (2008) XG-125 Andesita Lara et al 268.5 2400+- silícea (2001) 500 XG-124 Andesita Lara et al 268.5 800+- 59.85 2.74 1.77 4.69 - - - 439 - 19 - - - silícea (2001) 500 Cab1-1 Caburga Morgado et 267.23 7.95+- 50.26 6.8 0.75 3.3 6.6 2.97 0.149 266 5 14.4 3.9 1.7 0.2 al (2015) 3.75 Cab1-2 Caburga Morgado et 267 7.95+- 49.88 6.71 0.68 3.22 5.70 3.72 0.149 263 5 16.3 4.3 1.9 0.2 al (2015) 3.75 Cab2-1 Caburga Morgado et 267 7.95+- 50.24 6.33 0.82 3.34 7.20 2.45 0.15 285 6 17.7 4.6 1.9 0.2 al (2015) 3.75 Cab2-2 Caburga Morgado et 267 7.95+- 51.31 7.45 0.75 3.33 5.8 4.33 0.16 270 4 14.4 4 1.7 0.2 al (2015) 3.75

1

Muestra Lugar Referencia Distancia Edad SiO2 MgO K2O Na2O FeO Fe2O3 MnO Ba Nb La Sm Yb Ta a la fosa Cab3-1 Caburga Morgado et 267 7.95+- 50.78 7.06 0.80 3.37 7.40 2.38 0.154 280 5 17.6 4.4 1.9 0.2 al (2015) 3.75 CA-1 Caburga Hickey- 50.72 7.10 0.66 3.26 - 9.38 0.14 255 4.30 13.7 4.08 1.9 0.2 Vargas (1989) CA-2 Caburga Hickey- 50.95 6.72 0.73 3.54 - 9.28 0.14 259 3.30 13.4 4.14 2 0.2 Vargas (1989) XG-222 Lago Moreno y 248.18 PPlm 57.31 2.47 0.68 5.13 4.66 2.82 0.18 359 5 15 - - - Caburga Lara (2008) XE-110 Lago Moreno y 268.17 PlHv 51.97 4.8 0.93 3.36 6.16 2.48 0.14 278 -5 12 - - - Caburga Lara (2008) XG-0296 Nevados de Moreno y 280.63 Hv 51.13 6.06 1.06 3.44 4.05 4.84 0.16 395 7 22 - - - Caburga Lara (2008) Q1-1 Quetrupillán Hickey- 268.9 2.4+- 56.41 3.07 1.52 - 10.36 0.17 401 5.10 17.5 5.57 3.05 - Vargas 0.06 4 (1989) Q1-2 Quetrupillán Hickey- 268 2.4+- 56.44 3.17 1.47 4.33 - 9.4 0.16 - - 18.2 5.42 3.05 - Vargas 0.06 (1989) Q1-3 Quetrupillán Hickey- 268.3 2.4+- 56.69 3.08 1.37 4.12 - 9.38 0.15 - - 19.3 5.52 3.11 - Vargas 0.06 (1989) Q2-1 Quetrupillán Hickey- 278.3 2.4+- 62.22 1.65 2.89 5.02 - 6.78 0.14 730 13 34 8.37 4.31 - Vargas 0.06 (1989) Q2-2 Quetrupillán Hickey- 278 2.4+- 64.57 1.22 2.99 5.20 - 5.43 0.12 744 13.6 33.6 7.61 4.25 - Vargas 0.06 (1989) Q3-1 Quetrupillán Hickey- 275.47 2.4+- 64.33 1.25 2.96 5.46 - 5.56 0.14 755 12.3 34 7.76 4.36 - Vargas 0.06 (1989) Q3-2 Quetrupillán Hickey- 275 2.4+- 64.32 1.23 2.96 5.41 - 5.49 0.14 746 13 35.2 7.1 4.23 - Vargas 0.06 (1989) 279765 Quetrupillán Hickey 274.21 51.48 6.24 1.13 3.27 6.24 9 0.16 362 8.7 18 4.36 2.19 - 1986 1212759 Quetrupillán Hickey 277.3 51.93 6.56 1.08 3.03 6.56 9.03 0.16 358 7.3 17 4.23 2.13 - 1986

2

HL-1 Huililco Hickey- 280.2 11 51.48 6.24 3.27 1.13 - 9 9.03 362 8.7 18 4.36 2.19 - Vargas (1989)

Muestra Lugar Referencia Distancia Edad SiO2 MgO K2O Na2O FeO Fe2O3 MnO Ba Nb La Sm Yb Ta a la fosa HL-2 Huililco Hickey- 280 11 51.93 6.56 3.03 1.08 - 0.16 0.16 358 7.3 17 4.23 2.13 - Vargas (1989) SJ-L-1 San Jorge McGee et 275.7 7.95+- 50.8 11.45 0.41 2.48 8.05 10.56 0.16 139 - 5.6 2 1.4 0.1 al (2016) 3.75 SJ-L-2 San Jorge McGee et 275.4 7.95+- 50.54 10.93 0.39 2.48 8 10.49 0.16 135 - 5.1 2.2 1.4 0.1 al (2016) 3.75 SJ-L-3 San Jorge McGee et 275 7.95+- 51.61 10.55 0.42 2.6 7.82 10.25 0.16 133 - 5.1 2.1 1.5 0.1 al (2016) 3.75 SJ-L-4 San Jorge McGee et 274 7.95+- 52.11 10.29 0.42 2.56 7.67 10.06 0.16 136 - 5.2 2.1 1.5 0.1 al (2016) 3.75 SJ-L-5 San Jorge McGee et 276 7.95+- 51.4 10.83 0.41 2.56 7.73 10.14 0.16 135 1 5.3 2.1 1.4 0.1 al (2016) 3.75 SJ-L-6 San Jorge McGee et 273 7.95+- 51.54 9.94 0.42 2.64 7.66 10.05 0.16 139 - 5.6 2.3 1.3 0.1 al (2016) 3.75 XE-118 Curarrehue Moreno y 276.21 Hv 50.08 10.48 0.41 2.5 6.68 2.35 0.14 125 -5 -10 - - - Lara (2008)

Tabla 6.- Química, edad y distancia a la fosa de las muestras Pleistoceno-Holoceno “Oriente”.

Muestra Lugar Referencia Distancia Edad SiO2 MgO K2O Na2O FeO Fe2O3 MnO Ba Nb La Sm Yb Ta a la fosa XE-106 Reigolil Moreno y 292.74 PLmsv 52.63 5.3 1.34 3.06 4.85 3.05 0.14 454 -5 21 - - - Lara (2008) XC-249 Moreno y 296.12 Plimv 52.35 6.24 1.17 3.23 6.17 2.37 0.14 329 -5 17 - - - Lara (2008) XC-260 Moreno y 296.47 Plimv 53.64 5.23 1.66 3.26 3.86 3.65 0.14 428 5 23 - - - Lara (2008) LL150502- Lanín Lara et al 301.74 7.95+- 55.2 2.79 1.42 4.55 - - - - - 15.5 6.89 - - 3 (2004) 3.75 140194-1 Lanín Lara et al 293.7 200 48.6 ------440 - 23 5.30 - - (2004) 140194-5 Lanín Lara et al 293 200 63.09 ------710 - 32 7.2 - - (2004) 140194-4 Lanín Lara et al 293.5 200 63.28 ------710 - 31 7.22 - - (2004)

3

140194-2 Lanín Lara et al 293.6 200 63.37 ------690 - 32 6.89 - - (2004) 150502-3 Lanín Lara et al 293.7 141 55.20 ------15.5 4.4 - - (2004) 170502-6 Lanín Lara et al 293 141 55.02 ------27 7.7 - - (2004) 170502-5 Lanín Lara et al 293 141 54.85 ------27 7.8 - - (2004) 170502-8 Lanín Lara et al 293 141 51.20 ------16.7 4.5 - - (2004) 170502-7 Lanín Lara et al 293 141 55.32 ------28 7.8 - - (2004) LN151293- Lanín 293 141 57.06 ------570 - 31 7.5 - - D LN151293- Lanín 293 141 56.93 ------576 - 28 7.8 - - C LN151293- Lanín 293 141 54.79 ------476 - 23 6.27 - - B1 LN151293- Lanín 293 141 51.99 ------363 - 20 6 - - A LN151293- Lanín 293 141 62.99 ------742 - 35 9.12 - - 9 190194-C9 Lanín 293 141 51.11 ------387 - 19 4.6 - - 160502-4 Lanín 293 141 52.35 ------18.3 5.7 - - 160502-1 Lanín 293 141 57.57 ------27 6.7 - - LN130194- Lanín 293 141 57.15 ------510 - 26 6.05 - - 1 160502-2 Lanín 293 141 54.98 ------23 5.9 - - 160502-3 Lanín 293 141 56.09 ------25 6.2 - - 051293-1 Lanín 293 141 51.22 ------LN81293-7 Lanín 293 141 61.42 ------746 - 37 10.1 - - 150193-5 Lanín 293 141 62.05 ------150193-4 Lanín 293 141 60.45 ------150193-2 Lanín 293 141 62.39 ------LN90194- Lanín 293 2.17 63.52 ------702 - 31 7.56 - - 3b LN90194- Lanín 293 2.17 62.95 ------677 - 32 7.36 - - 3ª LN90194- Lanín 293 2.17 61.94 ------680 - 37 9.72 - - 2b LN90194- Lanín 293 2.17 64.25 ------680 - 33 8.36 - - 2ª LN81293-4 Lanín 293 2.17 50.69 ------392 - 25 6.96 - - LN81293-3 Lanín 293 2.17 51.98 ------370 - 21 5.8 - -

4

L2-1 Lanín Hickey- 293 51.03 4.94 1.17 3.19 - 10.87 0.19 375 6.3 20.8 5.65 2.7 - Vargas (1989) L2-2 Lanín Hickey- 293 51.03 4.69 1.25 3.44 - 11 0.18 384 6.6 21.6 5.75 2.85 - Vargas (1989) GV164 Lanín López- 293 7.95+- 50.18 5.01 1.14 3.65 7.96 1.98 0.21 510 - 19.9 5.9 2.8 0.37 Escobar 3.75 (1977) 180193-1 Lanín 293 51.98 ------L3-1 Lanín Hickey- 293 2.17 60.42 1.68 2.41 5.2 - 8.73 0.23 708 11.3 37.1 9.92 4.56 - Vargas (1989) L3-2 Lanín Hickey- 293 2.17 62.6 1.2 2.73 5.2 - 7.76 0.22 802 13.3 40.7 9.45 4.57 - Vargas (1989) L3-3 Lanín Hickey- 296 2.17 62.13 1.33 2.68 4.99 - 7.42 0.21 730 11.1 34.4 8.21 4.35 - Vargas (1989) L3-4 Lanín Hickey- 296 2.17 62.79 1.25 2.77 5.63 - 6.25 0.18 747 10.8 35.1 8.49 4.32 - Vargas (1989) 201281-01 Lanín 296 2.17 62.83 ------33 6.68 - - 200281-3 Lanín 296 2.17 60.94 ------37 7.90 - - 200281-05 Lanín 296 2.17 62.28 ------37 7.74 - - LN71293-9 Lanín 296 2.17 62.18 ------700 - 36 9.43 - - LN81293-2 Lanín 296 2.17 62.62 ------670 - 35 9.23 - - 010393-2 Lanín 296 2.17 61.73 ------Lanín 800 Lanín López- 295 51.46 3.59 0.70 3.89 7.33 - 0.15 365 - 17.6 4.09 2.3 1 Escobar (1977) 180399-2B Lanín Lara et al 295 49.31 3.26 0.69 3.30 - - - 246 - 12 (2004) LL240403- Lanín Lara et al 296 50.24 3.97 0.53 3.38 ------1ª (2004) 170399-5 Lanín Lara et al 297 51.7 4.53 1.19 3.84 - - - 375 - 19 (2004) LL221016- Datos 315.96 150+-11 49.15 6.40 1.08 3.57 - 9.77 0.16 332.94 7 50.95 5.10 2.16 1.71 1 Inéditos LL

5

Tabla 7.- Química, edad y distancia a la fosa de las muestras “Plio-Pleistoceno”.

Muestra Lugar Referencia Distancia Edad SiO2 MgO K2O Na2O FeO Fe2O3 MnO Ba Nb La Sm Yb Ta a la fosa XG-104ª Sierra Lara et al 243 1400+- 52.74 5.86 0.86 3.14 7.14 2.62 0.13 267 - 10.8 4.73 2.67 0.2 Quinchilca (2001) 600 XG-102B Sierra Lara et al 243.6 800+-60 51.99 3.95 0.58 3.11 4.71 2.56 0.1 178 - 5.95 2.83 1.76 0.1 Quinchilca (2001) XG-101 Sierra Lara et al 243.9 1400+- 51.88 5.38 0.6 3.38 6.83 3.23 0.14 280 - 13.1 5.37 3.2 0.2 Quinchilca (2001) 600 XG-103 Sierra Lara et al 243.1 800+-60 53.05 4.81 0.67 3.69 6.01 3.43 0.13 245 - 8.04 3.61 2.3 0.1 Quinchilca (2001) 1971 09 Villarrica Morgado et 257.21 1292.1 52.47 6.10 0.65 3.06 6.7 3.31 0.154 200 1 7.3 3.6 2.3 0.1 al (2015) 1971 N6 Villarrica Morgado et 258.6 1292.1 52.85 6.39 0.64 3.06 7.2 3.05 0.157 201 1 6.9 3.4 2.4 0.1 al (2015) 1971 10M1 Villarrica Morgado et 256.12 1292.1 51.92 5.95 0.64 3.01 6.6 3.17 0.154 199 1 7.2 3.5 2.3 0.1 al (2015) 1971 30 Villarrica Morgado et 259.6 1292.1 52.93 6.02 0.65 3.08 7.1 2.83 0.154 198 2 8 3.6 2.2 0.1 al (2015) R1971 DV Villarrica Morgado et 260 1292.1 51.76 6.1 0.63 2.98 5.5 4.55 0.154 197 1 7 3.2 2.3 0.1 al (2015) V1-1 Villarrica Hickey- 258.4 902.1+- 56.69 3.56 1.03 3.51 - 10.03 0.18 285 3.2 10.6 4.42 3.05 - Vargas 89 (1989) V1-2 Villarrica Hickey- 258 902.1+- 55.56 4.53 0.9 3.98 - 8.42 0.17 287 3.6 10.6 3.95 2.5 - Vargas 89 (1989) V1-3 Villarrica Hickey- 258.9 902.1+- 52.49 6.4 0.71 3.08 - 10.25 0.16 229 2.3 7.96 3.92 2.42 - Vargas 89 (1989) V2-1 Villarrica Hickey- 244.44 902.1+- 52.87 5.08 0.64 2.88 - 9.28 0.15 200 2.6 7.74 3.5 2.33 - Vargas 89 (1989) V2-2 Villarrica Hickey- 244 902.1+- 51.79 6.63 0.61 2.91 - 10.03 0.16 191 2.4 7.8 3.29 2.35 - Vargas 89 (1989) V2-3 Villarrica Hickey- 244.6 902.1+- 55 4.2 0.86 3.83 - 10.06 0.16 255 2.8 10.1 4.32 2.66 - Vargas 89 (1989)

6

V2-4 Villarrica Hickey- 244 902.1+- 51.97 7.4 0.58 2.92 - 9.51 0.16 182 1.9 7.32 3.05 2.04 - Vargas 89 (1989) V2-5 Villarrica Hickey- 244 902.1+- 55.38 3.67 0.91 3.75 - 10.68 0.17 256 3.1 9.76 4.14 2.83 - Vargas 89 (1989) V2-6 Villarrica Hickey- 244 902.1+- 52.4 5.01 0.66 3 - 9.3 0.15 200 2.4 8.15 3.75 2.25 - Vargas 89 (1989) V2-7 Villarrica Hickey- 244 902.1+- 52.68 4.47 0.61 3.06 - 8.92 0.15 196 2.5 6.8 3.28 1.99 - Vargas 89 (1989) V2-8 Villarrica Hickey- 244 902.1+- 51.47 7.04 0.43 2.67 - 9.12 0.15 138 1.3 4.21 2.38 1.41 - Vargas 89 (1989) V2-9 Villarrica Hickey- 244 902.1+- 52.74 5.07 0.58 3.08 - 9.13 0.15 181 2.9 6.68 3.06 1.91 - Vargas 89 (1989) V3-1 Villarrica Hickey- 250 902.1+- 52.71 4.48 0.69 3.38 - 8.81 0.17 217 1.7 10.2 3.82 2.4 - Vargas 89 (1989) V3-2 Villarrica Hickey- 250 902.1+- 52.04 5.74 0.64 3.2 - 9.71 0.15 193 2.1 8.07 3.68 2.37 - Vargas 89 (1989) V3-3 Villarrica Hickey- 250 902.1+- 52.21 5.33 0.78 3.13 - 10.46 0.17 238 3.4 10.5 4.35 2.77 - Vargas 89 (1989) V3-4 Villarrica Hickey- 250 902.1+- 52.43 4.9 0.68 3.23 - 9.36 0.15 209 2.1 8.18 3.69 2.09 - Vargas 89 (1989) V3-5 Villarrica Hickey- 250 902.1+- 52.19 6.12 0.63 3.18 - 9.73 0.16 198 2.7 7.91 3.59 2.4 - Vargas 89 (1989) V3-6 Villarrica Hickey- 250 902.1+- 52.37 6.11 0.65 3.21 - 9.76 0.16 193 2 8.04 3.78 2.39 - Vargas 89 (1989) V3-7 Villarrica Hickey- 250 902.1+- 52.6 6.05 0.65 3.12 - 9.76 0.16 206 2.6 8.02 3.68 2.41 - Vargas 89 (1989) V3-8 Villarrica Hickey- 250 902.1+- 52.23 5.85 0.66 3.17 - 9.98 0.16 202 3.1 7.77 3.7 2.25 - Vargas 89 (1989) VMJ1 Villarrica Moreno y 266.92 600+-70 52.86 5.74 0.66 3.13 ------Clavero (2006)

7

VMJ3 Villarrica Moreno y 259.96 580+-40 52.49 5.61 0.67 3.11 ------Clavero (2006) VMJ8 Villarrica Moreno y 257.92 560+-70 52.12 5.48 0.67 3.09 ------Clavero (2006) XC-190 Reigolil Moreno y 294.39 PPlm 54.46 4.84 1.17 3.7 5.93 2.15 0.14 319 10 14 - - - Lara (2008) LL221016- Datos 300.69 1290+- 53.58 4.25 1.27 3.58 - 7.67 0.13 420.7 4.99 18.08 4.05 1.55 1.56 8 Inéditos LL 509 LL221016- Datos 308.05 1290+- 54.14 3.03 1.44 4.15 - 8.02 0.15 424.8 8 23.06 5.69 2.59 2.49 9 Inéditos LL 509 LL221016- Datos 367.62 4938+-9 45.44 8.34 1.82 3.63 - 11.34 0.17 584.1 44 42.47 8.35 2.10 8.57 5 Inéditos LL LL221016- Datos 357.37 3956.5+- 48.36 7.45 1.13 3.85 - 11.21 0.17 212.9 14 15.75 4.95 1.86 3.22 7 Inéditos LL 137

Tabla 8.- Química, edad y distancia a la fosa de las muestras Mioceno “Occidente”.

Muestra Lugar Referencia Distancia Edad SiO2 MgO K2O Na2O FeO Fe2O3 MnO Ba Nb La Sm Yb Ta a la fosa XC-231 Pucón Moreno y 273.77 Mg 50.45 5.07 1.18 3.7 5.26 3.32 0.16 296 -5 12 - - - Lara (2008) XM -050 Pucón Moreno y 259.23 Mg 50.67 8.19 0.32 1.46 5.58 1.36 0.12 85 8 -10 - - - Lara (2008) XE-111 Nevados de Moreno y 270 8000+- 50.97 4.8 1.24 3.57 5.39 3.51 0.14 283 5 15 - - - Caburga Lara 500 (2008) XE-109 Nevados de Moreno y 267.53 5500+- 57.98 3.73 1.44 3.85 4.13 2.27 0.11 358 -5 11 - - - Caburga Lara 700 (2008) XE-0011 Nevados de Moreno y 281.54 Mg 55.69 15.54 0.36 1.74 6.59 1.03 0.19 191 -5 15 - - - Caburga Lara (2008) XG-0291 Nevados de Moreno y 285.1 Mg 55.61 2.74 2.57 4.06 3.26 2.69 0.11 447 7 23 - - - Caburga Lara (2008) XG-0292 Nevados de Moreno y 283.79 Mg 51.02 4.75 1 3.36 3.18 6.76 0.15 295 6 19 - - - Caburga Lara (2008)

8

XE-104 Curarrehue Moreno y 276.46 Mg 52.76 5.48 1.63 3.21 4.93 2.75 0.14 358 5 18 - - - Lara (2008)

Tabla 9.- Química, edad y distancia a la fosa de las muestras Mioceno “Oriente”.

Muestra Lugar Referencia Distancia Edad SiO2 MgO K2O Na2O FeO Fe2O3 MnO Ba Nb La Sm Yb Ta a la fosa LL221016- Cerro Los Datos 361.38 6197+- 48.27 7.37 1.43 3.81 - 11.07 0.18 392.5 17 22.03 5.84 1.96 3.01 6 Faisanes Inéditos LL 16 LL221016- 26 Datos 352.1 6425+- 46.48 7.61 1.57 4.19 - 10.87 0.19 402.4 18 24.08 6.71 2.02 4.22 3 Inéditos LL 16 LL221016- Fm Las Datos 366.12 11810+- 53.31 5.65 1.13 3.58 - 10.08 0.14 353.1 17 15.71 5.85 1.75 3.82 4 Coloradas? Inéditos LL 40 LL221016- 29 Datos 324.04 6013+- 58.4 4.38 2.14 3.4 - 6.39 0.12 608.1 7 29.08 5.34 2.18 14.32 2 Inéditos LL 50 170399- Datos 291.16 6100+- 58.4 4.38 2.14 3.4 - 6.39 0.12 610.1 - 28.08 5.6 2.18 14.32 20cm Inéditos LL 50

Tabla 10.- Geoquímica de Elementos Mayores de Datos Inéditos Luis Lara.

Suma MUESTRA SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO MnO Na2O K2O P2O5 PPC % % % % % % % % % % % % LL221016- 99,42 1 49,15 19,20 0,75 9,77 9,33 6,40 0,16 3,57 1,08 0,34 -0,32 LL221016- 99,90 2 58,40 16,53 0,48 6,39 6,51 4,38 0,12 3,40 2,14 0,26 1,29 LL221016- 99,33 3 46,48 18,07 0,97 10,87 9,12 7,61 0,19 4,19 1,57 0,53 -0,26 LL221016- 99,96 4 53,31 16,36 1,18 10,08 7,85 5,65 0,14 3,58 1,13 0,34 0,34 LL221016- 99,63 5 45,44 16,16 1,63 11,34 10,00 8,34 0,17 3,63 1,82 0,71 0,40 LL221016- 99,87 6 48,27 17,27 1,03 11,07 9,02 7,37 0,18 3,81 1,43 0,45 -0,02 LL221016- 99,74 7 48,36 17,74 0,93 11,21 8,58 7,45 0,17 3,85 1,13 0,37 -0,04 LL221016- 99,92 8 53,58 19,48 0,55 7,67 8,88 4,25 0,13 3,58 1,27 0,24 0,29 LL221016- 99,79 9 54,14 19,35 0,70 8,02 8,52 3,03 0,15 4,15 1,44 0,39 -0,09

9

Tabla 11.- Geoquímica de Elementos Traza de Datos Inéditos Luis Lara.

Muestra Cu V Cr Co Ni Zn Rb Sr Y Zr Nb Ba Pb Sc Cs Hf Ta Th U ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm

LL221016- 0,52 3,74 1,71 4,33 0,84 1 47 203 372 <5 118 55 16 536 20 115 7 333 5 20 LL221016- 1,65 4,62 14,32 8,63 2,32 2 38 133 68 <5 36 66 61 735 20 187 7 608 16 12 LL221016- 1,34 4,84 4,22 3,58 1,28 3 36 207 325 <5 164 79 32 672 22 161 18 402 7 14 LL221016- 0,71 4,00 3,82 2,99 0,74 4 33 193 297 <5 125 116 23 429 21 119 17 353 5 29 LL221016- 0,30 6,29 8,57 5,32 1,15 5 48 269 343 <5 148 89 23 664 26 196 44 584 5 14 LL221016- 0,99 4,06 3,01 4,08 1,10 6 38 212 325 <5 163 83 27 619 23 148 17 393 7 24 LL221016- 0,28 3,71 3,22 2,38 0,52 7 39 188 306 <5 179 84 16 467 20 128 14 213 5 8 LL221016- 2,21 2,54 1,56 12,08 3,81 8 44 176 203 <5 66 62 22 857 14 120 <5 421 25 21 LL221016- 0,68 4,82 2,49 4,13 1,14 9 42 194 49 <5 14 59 25 577 24 146 8 425 11 22

Tabla 12.- Geoquímica de Elementos de Tierras Raras de Datos Inéditos Luis Lara.

MUESTRA La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm LL221016-1 50,95 41,96 5,42 22,8 5,1 1,61 4,66 0,78 4,34 0,86 2,46 0,34 2,16 0,31 LL221016-2 29,08 61,36 7,63 29,48 5,34 1,58 4,99 0,63 3,64 0,80 2,34 0,32 2,18 0,32 LL221016-3 24,08 50,40 6,57 27,66 6,71 2,16 6,00 0,86 4,61 0,93 2,46 0,31 2,02 0,32 LL221016-4 15,71 35,16 4,58 20,8 5,85 2,01 5,49 0,86 4,77 0,87 2,28 0,29 1,75 0,25 LL221016-5 42,47 85,02 10,61 42,65 8,35 2,86 8,16 1,09 5,62 1,07 2,52 0,36 2,10 0,27 LL221016-6 22,03 46,88 5,93 24,97 5,84 1,99 5,72 0,78 4,5 0,94 2,3 0,28 1,96 0,31 LL221016-7 15,75 34,72 4,55 20,10 4,95 1,57 4,53 0,73 3,98 0,85 2,29 0,32 1,86 0,27 LL221016-8 18,08 47,26 4,83 18,97 4,05 1,29 3,62 0,46 2,90 0,58 1,45 0,21 1,55 0,20 LL221016-9 23,06 50,14 6,39 26,61 5,69 1,86 5,41 0,79 4,90 1,02 2,72 0,44 2,59 0,52

10