Petrogénesis de Rocas Intrusivas del Yacimiento El Teniente y Evolución del Magmatismo Cenozoico de Chile Central (33º00’-34º30’S)

Abstract

En la presente tesis se estudia e integra la petrogénesis de dos grupos de rocas ígneas cenozoicas de Chile central: (1) intrusivos syn- y post-mineralización del pórfido de Cu-Mo El Teniente (34º04’S70º21’W), y (2) unidades dispersas del área cordillerana entre 33º00’-34º30’S representativas del magmatismo de arco desarrollado entre el Oligoceno medio-Plioceno en el margen continental. El estudio de las primeras se realizó en base a determinaciones con técnicas microanalíticas en cristales de circón, para estudios de morfología y estructura cristalina, y análisis de composición química e isotópica. En el caso de las segundas, se realizó un muestreo a nivel regional en la zona comprendida entre 33º45’- 34º30’S y 70º20’-69º50’W y se aplicaron estas mismas metodologías y, además, determinaciones geocronológicas, químicas e isotópicas tradicionales. Los resultados globales obtenidos en este estudio, que incorpora la información existente en la literatura, muestran un condicionamiento de primer orden en la composición isotópica de los magmas andinos cenozoicos por dos grandes variables: (1) la arquitectura litosférica heredada, y (2) los procesos tectónicos mayores que han moldeado esta litósfera durante la construcción del orógeno moderno. Esto incluye tanto magmas estériles de la región como magmas asociados a la mineralización de pórfido cuprífero de El Teniente. Las unidades ígneas cenozoicas muestran una segmentación isotópica espacial y temporal en la región. Espacialmente, están delimitadas por la ocurrencia en dos porciones morfoestructurales distintas del orógeno: la Cordillera Principal occidental (CPW; formaciones Abanico y Farellones), y la Cordillera Principal oriental (CPE; series volcanosedimentarias mesozoicas). El magmatismo albergado por la CPE muestra una composición más enriquecida (εHfI:-4 a +4; εNdI:0 a +3) respecto de aquel albergado por la CPW (εHfI:+5 a +10; εNdI:+2 a +7). Temporalmente, esta segmentación desaparece cuando las unidades de ambas áreas comparten una composición enriquecida común (εNdI:-2 a +2), la que puede ser entendida como una expansión hacia el oeste de las signaturas de la CPE, en un proceso que ocurre como máximo a partir de los 4,8 Ma. Los antecedentes estudiados indican que la composición isotópica observada es, en gran medida, una característica primaria que resulta de la evolución temprana de los magmas que ascienden desde el manto en zonas MASH de la litósfera profunda. Bajo esta hipótesis, la segmentación espacial pre-4,8 Ma radica en diferencias composicionales, al menos isotópicas, del basamento bajo estas dos regiones. Se ha inferido que la expansión de la signatura enriquecida de la CPE hacia la CPW, desarrollada post-4,8 Ma, es el resultado de un transporte de material de este a oeste a niveles corticales profundos que es responsable, también, del alzamiento Andino en Chile central. Las rocas intrusivas del yacimiento El Teniente son parte del magmatismo desarrollado en la CPW (εHfI:+6,1 a +8,4). Sus cristales de circón muestran una serie de características morfológicas y composicionales que indican la conservación de una impronta primaria y descartan procesos de contaminación cortical significativos a través de la evolución magmática. Ellas indican, también, que la composición isotópica de Hf y O es heredada de la fuente. La signatura isotópica de Hf de estos magmas es indistinguible de aquella del magmatismo estéril precedente desarrollado en este sector. Ello sugiere una fuente común e indica que ambos eventos derivan del dominio MASH inferido bajo la CPW. Bajo el marco de la evolución tectónica y magmática cenozoica de Chile central, se ha considerado que la ocurrencia de fusión por deshidratación en este dominio es un proceso fundamental en la génesis de los magmas de El Teniente. Estos tendrían en mayor proporción un componente derivado de este proceso respecto del magmatismo cenozoico precedente, cuyo componente principal derivaría de la evolución de magmas ascendentes del manto. La modelación realizada del fraccionamiento isotópico de O en una reacción de este tipo indica que ésta puede producir fundidos con una signatura deprimida y en el rango composicional de las rocas de El Teniente. Los ~25 Ma de magmatismo que preceden la formación del yacimiento se consideran fundamentales en el enriquecimiento progresivo de la zona MASH bajo la CPW, convirtiéndola así en un reservorio fértil de donde extraer magmas potencialmente mineralizadores. En un área del margen continental bajo una misma evolución geológica, la fusión por deshidratación puede ocurrir a escala regional y explicar la generación simultánea de yacimientos a través de la CPW. Este proceso puede considerarse como clave en la generación de los depósitos gigantes de pórfido cuprífero, pero no exclusivo de la generación de los yacimientos este tipo.