Caracterización geoquímica del volcán Payún Matrú, retroarco andino al sur de la provincia de Mendoza

HERNANDO, I. R.; LLAMBÍAS, E. J.; GARCÍA, V.

Neuquén

Congreso; XVIII Congreso Geológico Argentino; 2011

Asociación Geológica Argentina

En el retroarco andino pleistoceno-holoceno del sur de la Provincia de Mendoza se desarrolló unvolcanismo alcalino que dio origen al volcán Payún Matrú, y dos campos basálticos fisurales en sus flancosoriental y occidental, interrumpidos por el mismo (Llambías, 1966; González Díaz, 1972). El Payún Matrúpresenta una caldera de 8 km de diámetro, y las ignimbritas producidas durante la erupción explosiva quecondujo a su colapso, son un excelente horizonte guía para definir la estratigrafía del volcán. Así, se define unaunidad pre-caldera constituida por traquitoides (T ac), una sin-caldera representada por las ignimbritas decomposición traquítica, y cuatro unidades post-caldera. De estas últimas, la más antigua está compuesta porlavas de composición traquiandesíticas basálticas a traquiandesitas (TA dc), y las tres posteriores son decomposición traquítica relativamente homogénea, representadas por lavas en bloque (T bq), conos de pómez ybombas (C pz) y por domos, coladas dómicas y escasas coladas lávicas vítreas (Tv) (Hernando et al., 2008).En este trabajo se realiza una caracterización geoquímica de estas unidades basada en el estudio de 43análisis químicos de roca total: 32 sobre las unidades del Payún Matrú antes mencionadas, a excepción de losconos pumíceos, y 11 sobre los basaltos fisurales tanto pre- como post-caldera. A su vez, el estudio geoquímicofue completado con 16 análisis isotópicos 87Sr/86Sr. Las lavas e ignimbritas del Payún Matrú y las lavas basálticas adyacentes pertenecen a la serie alcalina,formando una tendencia continua desde basaltos hasta traquitas, con mayor representatividad en los campos detraquitas (volcanismo central) y basaltos/traquibasaltos (volcanismo fisural), y un número relativamente escasode coladas lávicas con composiciones intermedias pertenecientes a la unidad de Traquiandesitas post-caldera delvolcanismo central. Esta tendencia junto a los patrones observados en los diagramas de elementos traza (spiders) y las similares relaciones isotópicas del Sr obtenidas, sugieren una relación comagmática entre los productosanalizados. Desequilibrios mineralógicos encontrados en el análisis petrográfico de las Traquiandesitas postcalderay algunas de las lavas de los Traquitoides pre-caldera, sugieren que se trata de lavas híbridas producto dela mezcla entre magmas basálticos y traquíticos (Hernando et al., 2008).Las lavas basálticas adyacentes al Payún Matrú presentan evidencias de procesos de fraccionamiento defases máficas, por lo que se las interpreta como producto de magmas no primarios y que tuvieron un periodo deresidencia, probablemente en la base de la corteza, previamente a su erupción. Esta interpretación se basa endiversos criterios químicos, como por ejemplo los contenidos máximos de Ni y Cr (90 y 110 ppm,respectivamente) y el #Mg con valores entre 57 y 65, los cuales resultan demasiado bajos para tratarse defundidos primarios. La correlación positiva hallada en los valores de MgO vs. CaO/Al2O3 y MgO vs. Sc/Y indicaría que el clinopiroxeno fue una de las fases fraccionadas, ya que es el único mineral responsable de talvariación (Mattsson y Oskarsson, 2005). El decrecimiento del Ni al disminuir el MgO y aumentar la sílice,sugiere que la olivina también fue fraccionada. Las plagioclasas no muestran evidencias de fraccionamiento,hecho indicado por la ausencia de una anomalía negativa de Sr y Eu en los diagramas spider de elementos incompatibles y de tierras raras, respectivamente.El patrón hallado en los diagramas spider de elementos incompatibles (normalizados al MORB, Pearce, 1982) y tierras raras (normalizados al condrito, Nakamura, 1974) para los basaltos, es de tipo OIB, sin afinidadcon basaltos de zonas de subducción, pero sí con los basaltos alcalinos de intraplaca. Las lavas traquíticas delPayún Matrú muestran un patrón similar en el diagrama spider normalizado a los MORB (Pearce, 1982), aunque mostrando una mayor abundancia de elementos incompatibles en general, pero con anomalías negativas en Sr,Ba, P y Ti. Estos picos sugieren el fraccionamiento de feldespatos alcalinos y plagioclasas, además de apatita yóxidos con Ti, especialmente en las últimas traquitas post-caldera, siendo variables en los traquitoides precalderay leves o ausentes en las traquiandesitas post-caldera.La relación isotópica 87Sr/86Sr tanto para los basaltos fisurales como para las rocas traquíticas en general presenta valores acotados y dentro de los promedios mantélicos (entre 0,7038 y 0,7044), indicando el origenmantélico de los basaltos y la probable comagmatividad con los traquitoides del Payún Matrú. Las lavaspóstumas de traquita son las que presentan los valores más elevados (0,7041-0,7044), diferenciándose levementedel resto, posiblemente por una muy tenue asimilación cortical que no está presente en el resto de las lavastraquíticas ni en los basaltos fisurales.Si bien la actividad volcánica del Payún Matrú se desarrolló en una posición de retroarco con respecto alarco andino actual, la naturaleza del volcanismo no muestra afinidad con zonas de subducción sino con zonas deintraplaca. Esta aseveración se corrobora con diversos diagramas de discriminación tectónica como son Rb vs.vs.Y+Nb (Pearce et al., 1984), Ta/Yb vs. Th/Yb (Gorton y Schandl, 2000), y Zr vs. Zr/Y (Xia et al., 2004), y fue interpretada por Kay et al. (2006) como un engrosamiento en la cuña mantélica a raíz del empinamiento en laplaca subductada, luego del período de subducción de bajo ángulo entre los 20 y 5 Ma.Concluyendo, el volcán Payún Matrú es contemporáneo con los campos basálticos adyacentes y sus rocastraquíticas son el resultado de la diferenciación de dichos basaltos, conduciendo a la convivencia entre estilos devolcanismo contrastantes y a una compleja interacción entre ambos. Las lavas de composiciones intermediaspresentes en la etapa pre-caldera y post-caldera temprana, serían el producto de mezcla entre magmas básicos yfélsicos.