CARACTERISTICAS GEOQUIMICAS Y PETROGENESIS DEL COMPLEJO VOLCANICO LAGUNA DEL MAULE, ANDES DEL SUR, 36°00'S
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
CARACTERISTICAS GEOQUIMICAS y PETROGENESIS DEL COMPLEJO VOLCANICO LAGUNA DEL MAULE, ANDES DEL SUR, 36°00'S LEOPOLDO LOPEZ E. Univ. Chile, Depto. Geol. y Geofís., Casilla 13518. Correo 21, Santiago, Chile. FRANCISCO MUNIZAGA V. RESUMEN El complejo volcánico Laguna del Maule es uno de los escasos centros volcánicos andinos, cuyas rocas varían en composición de basaltos a riolitas. Este complejo consta de cuatro unidades. Las Unidades 1 y II son predomi· nantemente basálticas, estando ausentes los términos con SiO, > 58% peso. La Unidad III es fundamentalmente riolítica y la Unidad IV, consistente en un cuello volcánico y en una serie de pequeños diques, es principalmente dacítica. La plagioc1asa es el fenocristal más abundante, siguiéndole olivino y c1inopiroxeno en las rocas de las Unidades 1 y II Y anffbola y biotita en las rocas de las Unidades nI y IV. Las rocas volcánicas del complejo La , guna del Maule son típicamente calcoalcalinas, presentando contenidos relativamente altos de Al, °3 CaO y K,O, bajos de TiO, y razones Mg/(Mg + 1: Fe) también relativamente bajas. En promedio, las rocas basálticas de las Unidades I y n presentan contenidos de TRL iguales a 50 veces el contenido condrítico promedio y conteni dos de TRP iguales a 8 veces el promedio condrítico. En las riolitas de la Unidad III las TRL superan en 90 veces al contenido condrítico promedio, en tanto las TRP lo superan s610 en 10 veces. Las dacitas de la Unidad IV tienen TRL - 60 x condritos y TRP - 8 x condritos. Anomalías negativas de Eu (Eu/Eu· - 0,7) se observan ~610 en las rocas de la Unidad In. Se sugieren dos líneas genético-evolutivas para explicar el origen de las rocas volcánicas de este complejo. Una daría cuenta de las rocas de las Unidades I y n y la otra de las Unidades III y IV. En ambos modelos, los magmas primarios se originarían por fusi6n parcial de una porci6n del manto supe rior, pero el granate estaría involucrado, como fase residual, en la génesis de los magmas asociados con las Unida des I y n. Los magmas primarios relacionados con las Unidades In y IV se habrían generado a profundidades donde el granate no sería una fase estable. Los magmas asociados con las Unidades I y II habrían sufrido un proceso de fraccionamiento dominado por olivino y c1inopiroxeno; los relacionados con las Unidades III y IV habrían experimentado, además, un fraccionamiento de plagioc1asa, anfíbola y otras fases menores. ABSTRACT The Laguna del Maule volcanic complex is one of the rare Andean volcanic centers whose rocks range in composition from basalts to rhyolites. This complex consists of four units. Units I and 11 are dominllted by ba saltic rocks and specimens with SiO, > 58 wt% are absent. Unit In is predominandy rhyolitic and Unit IV, con sisting of a volcanic neck and a series of small dikes, is mainly dacitic. Plagioc1ase is the most abundant pheno cryst, followed by olivine and c1inopyroxene in rocks from Units I and 11, and by amphibole and biotite in rocks from Units III and IV. The Laguna del Maule rocks are typically calc-alkaline with relatively high contents of , 1: Al, °3 CaO and K,O, low TiO, and low MgI(Mg + Fe) ratios. On the average, the basaltic rocks from Units l and 1I have LREE abundances equal to 50 x chondrites and HREE abundances equal to 8 x chondrites. Rhyoli tes from Unit In have LREE contents equal to 90 x chondrites and HREE contents equal to 10 x chondrites. Dacites from Unit IV have LREE abundances about 60 x chondrites and HREE abundances about 8 x chondri tes. Negative Eu-anomalies (Eu/Eu· - 0.7) are observed only in Unit III rocks. Two lines of magma generation and evolution are suggested to explain the origin of the Laguna del Maule volcanic rocks. One would account for the rocks of Units I and n and the other would explain the rocks of Units III and IV. In both lines, primary magmas would have been generated by partíal melting of a portio n of the upper mande, but garnet would have been involved, as a residual phase, in the generation of magmas related to Units I and n. Primary magmas re1ated to Units 111 and IV would have been originated at depths where garnet is not a stable phase. Magmas associated with Units I and n would have suffered a fractionation process dominated by olivine and c1inopyroxene; those associated with Units III and IV would have undergone fractionation of plagioclase, amphibole and other minor phases in addition to olivine and clinopyroxene. Revista Geológica de Chile No. 19-20, p. 3-24, 11 figs. 3 tablas, 1983. 4 GEOQUIMICA LAGUNA DEL MAULE INTRODUCCION El borde occidental de Sudamérica ha sido con Sur: el vo1canismo miocénico, que aflora a lo largo siderado como representativo de un margen conti de la Depresión Longitudinal (33°-42°S) y de la nental activo y como un modelo ideal para estu Cordillera Principal (33°-38°S); y el volcanismo diar la relación vo1canismo-subducción en zonas de plio-cuaternario, que está restringido a la Cordille convergencia de placas. ra Principal, manifestándose al sur de la latitud Sin embargo, la mayoría de los estudios geo 33°S (Vergara y Munizaga, 1974; Moreno, 1976; químicos de rocas volcánicas andinas se han reali López y Frey, 1976; L6pez et al., 1976, 1977; zado en los Andes Centrales (16°S-28°S) y han Stern et al., 1976;Muñoz y Niemeyer, en prep.). A formado la base para definir al volcanismo tipo modo de simplificaci6n, esta última unidad ha sido margen continental, en oposición al volcanismo ti subdividida en una cadena "occidental" y una "o po arco de islas. Los escasos datos geoquímicos riental" (Moreno, 1976; L6pez et al., 1977). Am disponibles para los Andes del Sur (33°S-56°S; bas cadenas están separadas por unos 50 km, no López et al., 1976, 1977, 1981; Moreno, 1976; existiendo, entre ellas, una depresi6n longitudinal; Klerkx et al., 1977; Stern et al., 1976; Deruelle, más bien, en varios lugares, están conectadas por 1982; Stern, 1982), sugieren una gran similitud en cadenas volcánicas transversales (ejemplo: Cadena tre el volcanismo de esta región andina, particu Villarrica - Quetrupillán - Lanín). larmente el del sector 37°-42°S, y el de los arcos En un trabajo previo (L6pez et al., 1981) se a de islas circumpacíficos. nalizaron las características geoquímicas del volcán Con el objeto de lograr una mejor caracteriza Antuco, ubicado en la cadena "occidental", a la la ción geoquímica del vo1canismo cenozoico de los titud 37°20'S. En este trabajo discutiremos, en Andes del Sur, y poder compararlo con el de otras forma preliminar, algunas características geoquími• regiones circumpadficas, hemos iniciado estudios cas del complejo volcánico Laguna del Maule, loca más detallados en centros volcánicos específicos. lizado en la cadena "oriental", a la latitud 36°'00'S Además, considerando que estudios geofísicos y unos 170 km al noreste del Antuco. A diferencia (Stauder, 1973; Carr et al., 1974; Swift y Carr, de las rocas de este último volcán, que son bastan 1975; Barazangi e Isacks, 1976; Hanus y Vanek, te homogéneas, composicionalmente, variando de 1976, 1978; Sacks, 1977; Jordan et al., 1983) su basaltos a andesitas basálticas, las rocas del com gieren una variación del ángulo de subducción con plejo Laguna del Maule presentan un rango com la latitud, a lo largo de los Andes del Sur, nos he posicional que se extiende de basaltos a riolitas mos propuesto evaluar, también, la influencia de (Munizaga, 1978). Esto hace que un estudio geo este parámetro sobre las características geoquími• químico de esta secuencia nos de una visión más cas de las rocas volcánicas. amplia en cuanto a la petrogénesis de las rocas Dos unidades mayores se han distinguido en el ca1coalcalinas andinas. volcanismo cenozoico superior de los Andes del MARCO GEOLOGICO El complejo Laguna del Maule es un área volcá La Unidad 1 está representada por un conjunto de 2 nica, relativamente pequeña ( ..... 300 km ), que ro catorce flujos de lava de carácter basáltico, que re dea a la laguna del Maule (Fig. 1). Su geología fue llenan la vertiente superior del valle del río Maule estudiada en forma preliminar por González y Ver (Fig. 1). Tiene una edad de 0,20 - 0,24 Ma (mues gara (1962) y luego, con más detalle, por Munizaga tras 57 y 58 de Drake, 1976) y su volumen total (1978). Drake (1976) dató, por el método K/Ar, es de unos 5 km3 (Munizaga, 1978). Los seis flujos rocas de este complejo volcánico, comprobando inferiores tienen una potencia de 10-15 m y los para todas ellas una edad inferior a 0,3 Ma. ocho superiores fluctúan entre 1 y 3 m. El o los Cuatro unidades de rocas volcánicas han sido conductos de emisión de estas lavas están cubier distinguidas en el complejo Laguna del Maule: tos, aparentemente, por una lava más joven, perte- L. López y F. Munizaga 5 v<----CH ILE +--- ...... --~ARGENTINA-- del Maule v v vv:~ v MAPA DE UBICACION vvvE~ v v v v v v v v v v vv~~ VVVVv v CERRO BARR ANCAS v v vvvvvvv v v vvvvvvv/vvvvvv v VOLeAN LlMITROFE v ~ v V v v v ...... vvvvv~vvvv ~ '"J vvvv vvvvv ~~~r~~~~~~~~~~~~f~V v v V v v v 'ti V V r VyVVVyVV VVVV v/ vvvv v SIMBOLOGIA LEYENDA o 4 5 km o z CENIZAS y LAPILU FALLA NORMAL UJ O u o 9 UNIDAD II a: o W UNIDAD Iv FALLA NORMAL INFERIDA <t I z V V -- o: o v -- w Z LI MITE APROXIMADO CHI LE -ARGENTINA ..