Petrogénesis del magmatismo bimodal y metamorfismo

UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
Petrogénesis del magmatismo bimodal y metamorfismo
de muy bajo grado del cretácico inferior de la Cordillera
de la Costa, Chile central (33º20´-34º00`s)
Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias Mención Geología
Memoria para optar al título de Geólogo
Por:
Katherine Rosa Hasler Sandoval
Profesor guía:
Diego Morata Céspedes
Miembros
de
la
Comisión:
Luis Aguirre Le-Bert, Mauricio Belmar Urbina y Leopordo López Escobar
Santiago de Chile – Enero 2007
Texto completo en : www.cybertesis.cl/tesis/uchile/2007/hasler_k/sources/hasler_k.pdf
Resumen
El magmatismo desarrollado en la actual Cordillera de la Costa de Chile central se
caracteriza por una progresiva disminución de la edad hacia el este, desde el Paleozoico
hasta el Cretácico Inferior, lo que se ha interpretado como un desplazamiento del eje
magmático hacia el oriente. Junto con la variación en edad se observa un cambio en la
signatura geoquímica de las fuentes, las que se tornan más primitivas en las rocas más
jóvenes.
El presente estudio tiene como objetivo principal establecer la evolución geológica de la
Cordillera de la Costa de Chile central durante el Cretácico Inferior. En particular, se
estudian los procesos magmáticos y metamórficos involucrados en la génesis de la
Formación Lo Prado, que da inicio al magmatismo del Cretácico Inferior en Chile central, y
de la base de la Formación Veta Negra, sobreyacente a la anterior.
La secuencia volcano-sedimentaria estudiada aflora, con una disposición norte-sur, en la
Cordillera de la Costa de Chile central (~71º00´W) entre los 33º20´-34º00´S, al sur del río
Maipo, alcanzando un espesor total de 5700 m.
En el sector estudiado, la secuencia está constituida por abundantes flujos de ignimbritas,
tobas y lavas félsicas interestratificados con rocas sedimentarias volcanoclásticas rojizas.
Sobre éstos se dispone concordantemente un conjunto interestratificado formado por flujos
de lavas porfíricas basálticas a andesítico-basálticas, variablemente amigdaloidales,
localmente denominadas ocoítas, y rocas sedimentarias marinas. Hacia la parte superior de
la secuencia estudiada aparece una menor proporción de flujos de ignimbritas, tobas
silíceas y sedimentos continentales que señalan el techo de la Formación Lo Prado. Sobre
ésta se disponen, concordantemente, lavas e ignimbritas silíceas y ocoítas que constituyen
la base de la Formación Veta Negra. Esta secuencia se habría generado en un marco
geodinámico extensional y un ambiente de transición continental-litoral-sublitoral. Se ha
estimado una edad de ~130 Ma para el magmatismo silíceo de la base de la Formación Lo
Prado y se ha calculado una edad de ~120 Ma para el volcanismo ocoítico de su parte
superior.
Las rocas volcánicas conforman una serie bimodal, con afinidad calcoalcalina de alto K a
shoshonítica y una amplia dispersión en su contenido de álcalis atribuido a procesos de
alteración. Exhiben un típico patrón de magmatismo asociado a zona de subducción, con
enriquecimiento en LILE respecto a los HFSE y una marcada fosa Nb-Ta. Las ocoítas, en
particular, presentan bajos contenidos de MgO, Cr, Co y Ni, y derivarían de un magma
parental que ha experimentado fraccionamiento previo de olivino y clinopiroxeno.
La modelización geoquímica indica que el magmatismo silíceo con el cual se inicia el
evento magmático Cretácico ((87Sr/86Sr)o = 0.70624-0.70205, Nd = 1.5-3.4) se habría
generado a los ~130 Ma, por anatexis cortical, desencadenada por el emplazamiento en la
corteza de intrusivos derivados del manto enriquecido, generando magmas silícicos por
cristalización fraccionada junto a mezcla con los fundidos básicos.
A los 120 Ma se habría generado la suite comagmática conformada por el magmatismo
basáltico ocoítico ((87Sr/86Sr)o = 0.70429-0.70395, Nd = 2.1-3.5) y el ácido ((87Sr/86Sr)o =
0.70405-0.70395, Nd = 2.8-3.0) de la parte superior de la Formación Lo Prado. Esta serie
bimodal se habría originado por distintos grados de cristalización fraccionada y asimilación
cortical, a partir de un magma parental no primario. Este último se habría generado por un
10-15% de fusión parcial de una fuente tipo Manto MORB Fértil en facies lherzolita de
espinela.
Esta secuencia volcano-sedimentaria ha sido afectada por un metamorfismo de muy bajo
grado no deformativo, del tipo diastatermal, en facies prehnita-pumpellyita a pumpellyitaactinolita. Las condiciones de presión y temperatura, calculadas mediante el programa
TWQ, indican un rango de 1567-1847bar y 230-272ºC, respectivamente. En base a estas
condiciones de equilibrio, se estima un gradiente geotermal de 44ºC/km, coincidente con el
valor de 44-45ºC/km establecido previamente en otros sectores del Cretácico de la
Cordillera de Costa de Chile central. Una edad K-Ar obtenida en celadonita proveniente de
lavas de la parte superior de la Formación Lo Prado indica que el metamorfismo ocurrió
aproximadamente a los 98±3Ma.
Conforme a los datos obtenidos en este trabajo, se propone que el marco extensional
durante el Cretácico Inferior comienza con una cuenca de intra-arco transicional a rift.
Posteriormente, un aumento en el ángulo de subducción, o bien una mayor extensión,
permitiría un mayor ascenso del manto astenosférico y un aumento del flujo calórico, dando
paso a la generación de un rift continental, propiamente tal, donde se acumularían los
grandes volúmenes de rocas volcánicas del Cretácico Inferior y se favorecería el desarrollo
del metamorfismo diastatermal de muy bajo grado.
Texto completo
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