Rol del agua en el magmatismo neógeno del retroarco de los Andes Centrales del sur

MARO, GUADALUPE

Simposio; 14° MinMet y 5° PIMMA; 2023

En las zonas de subducción, el agua es un ingrediente clave en la generación de magmas. Este factor también influye en la diferenciación química dado que ejerce un efecto significativo sobre la estabilidad de las distintas fases minerales y la secuencia de cristalización (Sisson y Grove 1993, Müntener et al. 2001). El principal efecto del H2O es suprimir la cristalización temprana de la plagioclasa y promover la formación de silicatos ricos en Fe-Mg. De este modo, si bien determinar el contenido pre-eruptivo de agua de un magma representa una tarea compleja, pueden realizarse estimaciones a partir de la asociación de fenocristales presente en la roca de acuerdo al equilibrio de fases y a la estabilidad de determinados minerales, definida vía petrología experimental y modelos termodinámicos (Sisson y Grove 1993, Moore y Carmichael 1998, Müntener et al. 2001, Krawczynski et al. 2012). En particular, las rocas máficas del volcanismo neógeno de la Puna consisten en andesitas ricas en magnesio que presentan distintivos ensambles de tipo olivino forsterítico- clinopiroxeno de alto Mg o clinopiroxeno-ortopiroxeno, ambos de alto Mg, sin o con un muy menor porcentaje de microfenocristales de plagioclasa (Risse et al. 2013, Maro et al. 2017). Las condiciones que reproducen a diferentes presiones la cristalización de un ensamble constituido sólo de minerales máficos involucran siempre un elevado porcentaje de agua en la composición del líquido (Moore y Carmichael 1998, Pichavant et al. 2002, Krawczynski et al. 2012). La presencia o ausencia de minerales hidratados o anhidros es función únicamente de la temperatura, donde los primeros se forman a partir de la reacción de los segundos. Por lo tanto, estas rocas evidencian la formación de magmas hidratados en el retroarco andino, tal como fuera propuesto por Mattioli et al. (2006) para una lava andesítica de la región del volcán Ollagüe, en el Altiplano chileno-boliviano. La cristalización fraccionada de este tipo de magmas ricos en agua da lugar a la formación de cumulatos ricos en piroxeno (Müntener et al. 2001), tal como podrían evidenciar los xenolitos ultramáficos hallados en lavas de la Puna norte (Maro et al. 2016). Asimismo, la ocurrencia de rocas máficas constituidas por anfíbol de alto Mg# con olivino (y también con piroxenos en ausencia de plagioclasa), como sucede tanto en la Puna Norte como en la Puna sur, es un fuerte indicador de condiciones de cristalización a altas presiones y elevada saturación en agua (Maro et al. 2020). La coexistencia olivino-anfíbol ha sido reproducida sólo por experimentos saturados en H2O y a altas presiones sobre las andesitas de alto Mg del Monte Shasta (Krawczynski et al. 2012), similares a las que caracterizan al magmatismo máfico de la Puna (Maro et al. 2017). Dado que el anfíbol cristaliza en magmas hidratados (H2O > 5-6 % en peso) a temperaturas menores a los 1000 °C (Pichavant et al. 2002), incluso las unidades ígneas más orientales asociadas al magmatismo neógeno, como el Complejo Subvolcánico Huachichocana, el Complejo Volcánico Diego de Almagro y los lamprófiros potásicos de la cuenca de Tres Cruces (Maro et al. 2023a, b) representan magmas con una significativa concentración de agua.Es importante considerar que la solubilidad del H2O es fuertemente dependiente de la presión por lo que es común que el magma se desgasifique a diferentes niveles durante su ascenso. De este modo, el carácter fuertemente hidratado podría no verse reflejado en la mineralogía ni en las inclusiones fundidas de rocas que representan magmas más evolucionados. No obstante, Laumonnier et al. (2017) utilizaron una combinación de evidencias geofísicas y petrología experimental para argumentar que el fundido parcial andesítico contenido dentro del Cuerpo Magmático Altiplano-Puna contiene 9 a 11 % en peso de H2O. La ausencia o baja formación de anfíbol en rocas intermedias que caracterizan al Complejo Volcánico Altiplano-Puna podría responder a bajos contenidos de Na2O frente al elevado K2O que las caracteriza y que favorece la cristalización de biotita (Bucholz et al. 2014). En conclusión, existen variadas evidencias de que los magmas generados en el retroarco de los Andes Centrales del sur durante el Neógeno se caracterizaban por un elevado contenido de H2O y, por lo tanto, los modelos petrológicos y volcánicos que se plantearen deben considerar el significativo rol de este factor.