geoquímica de los intrusivos subvolcánicos en el yacimiento lince

TOMO 2 - Volcanismo y Magmatismo
GEOQUÍMICA DE LOS INTRUSIVOS SUBVOLCÁNICOS EN EL
YACIMIENTO LINCE-ESTEFANÍA, NORTE DE CHILE: CAMBIOS
EN LA FUENTE DE LOS MAGMAS
Tristá-Aguilera, D1; Morata D2, Kojima S1, Oliveros V2, Fujimaki H3
1
Departamento de Ciencias Geológicas. Universidad Católica del Norte, Antofagasta.
[email protected]
2
Departamento de Geología. Universidad de Chile, Santiago.
[email protected]
3
Institute of Mineralogy, Petrology & Economic Geology, Tohoku University, Japan. [email protected]
INTRODUCCIÓN
Las rocas volcánicas de la Formación La Negra e intrusivos subvolcánicos (stocks y diques)
presentes en el yacimiento Lince-Estefanía, pertenecen al arco magmático del Jurásico-Cretácico
Inferior desarrollado en el norte de Chile. Esta formación tiene una composición andesítico-basáltica,
alta en K y una naturaleza calco-alcalina a toleítica (e.g. Ruíz et al., 1971; Buchelt y Tellez, 1988;
Rogers y Hawkesworth, 1989; Pichowiak, 1994). Sus características geoquímicas indican un
magmatismo relacionado a subducción, de origen mantélico sin mayor contaminación cortical (e.g.
Lucassen y Franz, 1994). Por otro lado, las características petrográficas y geoquímicas de los intrusivos
subvolcánicos, permiten que éstos hayan sido interpretados, en parte, como conductos alimentadores
del volcanismo, y originados a partir del mismo magma que dio lugar a la Formación La Negra. En
este trabajo se presentan nuevos datos geoquímicos, geocronológicos e isotópicos de los principales
cuerpos intrusivos del yacimiento. El objetivo principal de este estudio es reconocer en estos intrusivos
su posible relación genética con el magmatismo que dio lugar a las lavas de la Formación La Negra,
de modo de poder determinar características indicativas de la evolución magmática del arco JurásicoCretácico Inferior.
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XI CONGRESO GEOLOGICO CHILENO
CARACTERÍSTICAS DE LOS INTRUSIVOS SUBVOLCÁNICOS DEL YACIMIENTO
El yacimiento Lince-Estefanía se encuentra principalmente alojado en rocas andesíticas de la
Formación La Negra. Esta unidad volcánica forma una secuencia monoclinal de actitud N60ºE/
45ºNW, y es intruida por cuerpos subvolcánicos de composición diorítica y dacítica, los cuales
presentan orientaciones preferenciales NE y manteos hacia el SE. Los intrusivos, sean estos diques
o stocks, se encuentran espacialmente asociados a los cuerpos de mena. Al menos dos tipos de
intrusivos son reconocidos en el yacimiento: a) intrusivos pre-mineralización, o que en parte pudieron
ser contemporáneos a este proceso y, b) intrusivos post-mineralización.
Los intrusivos pre-mineralización son de composición diorítica, tienen una textura microfanerítica
equigranular y están formados por cristales de plagioclasa albitizada, ortopiroxeno (En71,7-73,9Fs22,7Wo3,4-4,0), clinopiroxeno (En38,5-45,2Fs18,0-22,5Wo34,7-41,1), magnetita, titanomagnetita, muy escaso
24,1
anfíbol y biotita (Fig. 1a). Los cuerpos post-mineralización son de composición dacítica, presentan
una textura porfídica y están formados por fenocristales de plagioclasa (An1,5-5,4Ab87,8-97,8Or0,01-10,4)
y anfíbol (tschermakita-hornblenda), rodeados por una masa fundamental caracterizada por microlitos
de plagioclasa alterada y abundante cuarzo (Fig. 1b). Esta última unidad intruye a los algunos cuerpos
microdioríticos con una dirección de emplazamiento NE.
GEOCRONOLOGÍA
Las edades obtenidas para los intrusivos de composición diorítica y dacítica fueron determinadas
en cristales de plagioclasa y anfíbol, respectivamente, mediante el método de datación 40Ar/39Ar.
Los cristales fueron analizados mediante la técnica de calentamiento por pasos. Los granos de
plagioclasa fueron calentados con un láser CO2 Synrad 48-50, mientras que los anfíboles fueron
calentados en un horno de alta frecuencia (HF). Se han obtenido dos edades plateau de 154,4 ± 3,9
y 153,7 ± 3,2 Ma en el intrusivo de composición diorítica, aunque las edades de alta temperatura
indican valores de 157,8 ± 5,6 y 157,0 ±,0 Ma (promedio= 157,4 ± 3,7 Ma). Para el intrusivo
dacítico, se ha obtenido una edad plateau de 137,4 ± 1,1 Ma en anfíboles.
GEOQUÍMICA DE LAS ROCAS DEL YACIMIENTO
De manera general, los patrones de los elementos trazas de las rocas del yacimiento,
normalizados a condritos, indican un enriquecimiento en LREE en relación a los HREE (Fig. 1c),
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TOMO 2 - Volcanismo y Magmatismo
aunque se observan diferencias entre las rocas volcánicas, los intrusivos dioríticos y los intrusivos
dacíticos. Las razones (La/Lu)N varían en un rango desde 2,0 a 4,8 en las rocas volcánicas, desde
2,1 a 4,4 en los intrusivos dioríticos, ydesde 16,2 a 22,3 en los intrusivos de composición dacítica.
Es remarcable así mismo las diferencias observadas en relaciones de elementos traza, tales como
Th/Nb (≈1.5 en los intrusivos dacíticos y < 1 en el resto de las otras rocas) y Sr/Y (Fig. 1d).
Los valores de (87Sr/86Sr)0 de los intrusivos de composición diorítica se encuentran en un rango
entre 0,70297 y 0,70351, mientras que una muestra de intrusivo de composición dacítica presenta
una (87Sr/86Sr)0 ligeramente mayor (0,70389).
Figura 1. (a) Microfotografía de los intrisivos dioríticos. (b) Microfotografía de los intrusivos dacíticos. (c)
Diagrama de REE normalizado a condritos (Nakamura, 1974) de las rocas volcánicas de la Formación la Negra
(círculos blancos), intrusivos dioríticos (rombos grises) e intrusivos dacíticos (triángulos negros). (d) Relación
Y vs Sr/Y para las rocas magmáticas del yacimiento Lince-Estefanía (símbolos como en c).
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XI CONGRESO GEOLOGICO CHILENO
DISCUSIÓN
Los datos geocronológicos indican que los intrusivos del yacimiento Lince-Estefanía se
encuentran relacionados a la actividad magmática desarrollada en la Cordillera de la Costa del norte
de Chile durante el Jurásico-Cretácico Inferior. Las razones iniciales de Sr obtenidas para estos
intrusivos subvolcánicos se encuentran en el rango de los valores previamente publicados para los
cuerpos plutónicos que intruyen a la Formación La Negra (0,7032-0,7049, Rogers y Hawkesworth,
1989; Marinovic et al., 1995). De manera particular es posible sugerir una origen común para las
rocas volcánicas de la Formación La Negra (87Sr/86Sr0= 0,70290-0,70315; Rogers y Hawkesworth,
1989) y los intrusivos de composición diorítica del yacimiento Lince-Estefanía (0,70297-0,70351).
Estos valores sugieren una fuente en el manto litosférico con poca componente cortical y/o la presencia
de una corteza continental delgada pre-jurásica. Sin embargo, los datos geocronológicos, geoquímicos
(YbN < 10) e isotópicos (87Sr/86Sr0=0,70389) obtenidos para los intrusivos de composición dacítica
podrían ser consistentes con un origen magmático distinto. Los bajos valores de HREE estarían
indicando la presencia de granate como fase residual en la fuente y la signatura isotópica de Sr es
típica de un protolito máfico. Se sugiere que estos intrusivos dacíticos podrían ser el resultado de la
fusión parcial de una corteza inferior máfica (con presencia de granate), desarrollada como
consecuencia del engrosamiento cortical durante la construcción del arco magmático.
AGRADECIMIENTOS
Deseamos agradecer al programa de becas de Doctorado MECESUP y de manera particular
a los geólogos y equipo de apoyo de la Superintendecia de Geología de Minera Michilla S.A por
toda su ayuda, contribución geológica y financiamiento.
REFERENCIAS
Buchelt, M.; Tellez, C. 1988. The Jurassic La Negra Formation in the area of Antofagasta, northern Chile (lithology,
petrography, geochemistry). In Bahlburg H, Breitkreuz Ch, Giese P (eds) The southern central Andes.
Lecture Notes in Earth Science 3, p. 172-182.
Lucassen, F.; Franz, G. 1994. Arc related Jurassic igneous and meta-igneous rocks in the Coastal Cordillera of
northern Chile, Region Antofagasta. Lithos, Vol. 32, p. 273-298.
Marinovic, N.; Smoje, I.; Maksaev, V.; Hervé M.; Mpodozis, C. 1995. Hoja Aguas Blancas, Región de Antofagasta.
Servicio Nacional de Geologia y Minería, Santiago, Carta Geológica de Chile, no 70.
Nakamura, N. 1974. Determination of REE, Ba, Fe, Mg, Na and K in carbonaceous and ordinary chondrites.
Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 38, p. 757-775.
Pichowiak, S. 1994. Early Jurassic to Early Cretaceous magmatism in the Coastal Cordillera and the Central
Depression of North Chile. In Tectonics of the Southern Andes (Reutter, K.J.M; Scheuber, E.; Wigger,
P.J.; editors. Springer-Verlag, Berlin, p. 203-217.
Rogers, G.; Hawkesworth, C.J. 1989. A geochemical traverse across the North Chilean Andes: evidence for crust
generation from the mantle wedge. Earth and Planetary Sciences Letters, Vol. 91, p. 271-285.
Ruíz, C.; Aguilar, A.; Egert, E.; Espinoza, W.; Peebles, F.; Quezada, R.; Serrano, M. 1971. Strata-bound copper
sulphide deposits of Chile. Soc Mining Geol Japan Spec Issue Vol. 3, p. 252-260.
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