ANDESITAS MAGNESIANAS DEL VOLCANISMO MONOGENÉTICO NEÓGENO DE LA PUNA JUJEÑA, ANDES CENTRALES

MARO, G. .; CAFFE, P.J.; TRUMBULL, R.B.; ROMER, R.

Cordoba

Congreso; XIX Congreso Geologico Argentino; 2014

Asociación Geológica Argentina

El estudio del volcanismo máfico de retroarco de la Puna norte es de fundamental importancia para la comprensión del magmatismo de subducción de esta zona de los Andes Centrales, dado que su composición es la más cercana a la propia de los líquidos primarios de arco. En consecuencia, brinda una muy valiosa información acerca de la naturaleza de la fuente en el manto subcontinental y de los procesos de fusión del mismo. Asimismo, permite fortalecer la comprensión de la petrogénesis del volcanismo silícico (dacítico a riodacítico), más expandido, asociado a la erupción de grandes calderas de la región, el cual ha sido modelado como el producto de mezcla 1:1 de fuentes mantélicas y corticales (Caffe et al., 2002; Kay et al., 2010). El volcanismo máfico de la Puna norte está representado por 12 volcanes monogenéticos que comprenden conos de escoria y/o coladas de lava (por ejemplo, Cerro Morado, Cerro Bitiche, Cerros Negros de Jama, Cerro Tropapete, El Toro), distribuidos en una región relativamente extensa (~ 9150 km2) pero en general alineados en forma submeridional, siguiendo el rumbo de los corrimientos andinos principales. En función de algunas edades relativas y absolutas [Cerro Tropapete: 7,2 ± 0,4 Ma, (Schwab y Lippolt, 1974); Cerro Morado: 6,7 ± 0,4 Ma, (Coira et al., 1996)] este volcanismo queda encuadrado dentro del Mioceno tardío a Plioceno más temprano. Los magmas más primitivos eruptados por estos centros son andesítico basálticos (traquiandesítico basálticos) a andesíticos, mientras que composiciones basálticas sólo ocurren raramente como enclaves en lavas del volcán de Campo Negro (Presta y Caffe, 2013). Se caracterizan por su moderado a alto número de magnesio (60 - 67) y contenidos de Ni y Cr (hasta 282 ppm y 529 ppm, respectivamente). Asimismo, aunque poseen características cercanas a las de un magma primitivo (Wallace y Carmichael, 1999), su concentración de sílice es intermedia a alta. Esta propiedad permite clasificar a estas rocas como andesitas de alto Mg (Wood y Turner, 2009). También son elevadas las concentraciones de elementos trazas incompatibles como Ba, Sr, Th, Zr y tierras raras livianas. Pertenecen a la serie calcoalcalina rica en K, a excepción de las lavas más orientales (Barro Negro, Rachaite) que presentan afinidad shoshonítica. Las relaciones La/Ta (23 - 42) y Ba/La (12 - 19) son típicas de rocas de retroarco (Kay et al., 1994). La relación Sm/Yb es moderada a alta (3 - 4) y existe una leve anomalía negativa del Eu (~ 0,8). Se destacan las shoshonitas por su menor Ba/La (8) y mayores La /Yb (63 versus 22) y Sm/Yb (7 versus 3). Estas rocas presentan microfenocristales y fenocristales de olivino, a veces acompañados de clinopiroxeno u ortopiroxeno, y raramente plagioclasa. El contenido forsterítico general de los núcleos de olivino en equilibrio con los magmas más primitivos es de Fo80-88, con un promedio de Fo83, mientras aquellos que integran las shoshonitas son más ricos en hierro (Fo68-78). El grado de zonación en Fe-Mg de los cristales de olivino es bajo (< 5 %) y de desarrollo normal y poseen un amplio rango composicional de contenido de Ni (de 0 a 0,4 % en peso), como es usual en rocas de esta composición (Straub et al., 2008). Por otra parte, los microfenocristales y fenocristales de ortopiroxeno son ricos en MgO (Mg# ~ 83), con una composición que abarca el rango En72-84. En Cerro Morado el ortopiroxeno coexiste con microfenocristales de plagioclasa bitowníticos a anortíticos (An81-93). El clinopiroxeno tiene composiciones En43-51 Wo39-45 Fs10-13, también con un elevado contenido de magnesio (#Mg 79 a 84). La química mineral refuerza el carácter primitivo de la composición de las andesitas basálticas menos evolucionadas y su proximidad al equilibrio con la composición del manto. Las temperaturas de cristalización de las lavas olivínicas son muy elevadas, en el rango de 1292 - 1203 °C [termómetro de Beattie (1993)] y se solapan parcialmente con las correspondientes a las lavas con ortopiroxeno y plagioclasa [1227 y 1245 °C, según termómetro de Putirka (2008)]. Las elevadas temperaturas sugieren altas velocidades de ascenso de estos magmas, apoyado también por el frecuente desarrollo esquelético de los cristales. La hipótesis de una derivación profunda para estos magmas es evidenciada también por la ubicua presencia de inclusiones de espinelo rico en cromo (Cr # 45 - 60) en los cristales de olivino y ortopiroxeno y en el descubrimiento de xenolitos ultramáficos contenidos en lavas de varios de estos centros monogenéticos. Los elevados contenidos de algunos elementos traza (e.g., Sr, Ba) en las muestras más primitivas sugiere supresión de plagioclasa en las etapas principales de génesis y evolución temprana, sosteniendo un origen muy profundo para los precursores de estos magmas, semejante al sugerido para rocas de la misma composición en la Puna sur (Risse et al., 2013). Los magmas más primitivos de la Puna norte se caracterizan por su amplio rango de relaciones isotópicas de 87Sr/86SrM (0,705947 ? 0,709613) y 143Nd/144Nd (0,512448- 0,512279), con variaciones que se dan aún en muestras muy próximas temporal y espacialmente. Se produce una correlación general positiva con la SiO2, así como tendencias negativas con Sr y Ba. Cabe destacar que el enclave basáltico analizado no coincide con la muestra de menor 87Sr/86Sr, por el contrario su valor es elevado (0,708469). Del mismo modo, la shoshonita se encuentra entre los magmas con menor Sr radiogénico (0,706282). Esto último permitiría interpretar que el principal factor de enriquecimiento en elementos LIL y tierras raras livianas de los magmas shoshoníticos podría corresponder a un muy bajo grado de fusión parcial, sin una mayor influencia de la asimilación cortical. En conjunto, los magmas máficos de la Puna Norte son isotópicamente más evolucionados que la mayoría de los magmas equivalentes que se encuentran en la Puna sur (87Sr/86Sr < 0,7066) y algunos se solapan con la composición radiogénica del magmatismo silícico neógeno del plateau de los Andes Centrales (Caffe et al., 2002). A excepción de las shoshonitas, este carácter más las correlaciones observadas denotan contaminación cortical, que a su vez es refrendada por la frecuente presencia de xenolitos volcánicos y sedimentarios y xenocristales de cuarzo en su moda.