Naturaleza, distribución espacial e implicaciones Petrogenéticas de los enclaves máficos microgranulares del complejo plutónico Illapel, cordillera de la costa, Chile central

Abstract

El Complejo Plutónico Illapel (CPI, 31°25’ – 32°30’S), que es parte del cinturón magmático del Cretácico Inferior en la Cordillera de la Costa, Chile central, exhibe una gran diversidad en litologías y una muy buena exposición. Enclaves máficos microgranulares (EMM) son particularmente abundantes en el CPI, estando focalizados especialmente en la zona sur, dentro de la Unidad Tonalítica Principal (UTP), donde presentan una alta frecuencia. Los EMM proveen importante información acerca del rol de los magmas máficos en la génesis y evolución de los granitoides calco–alcalinos. El objetivo de esta investigación es elaborar un modelo petrogenético para la formación y evolución de los EMM y, de esta forma, insertarlo dentro del contexto general de formación del CPI. Para esto se realizó un análisis estadístico de la distribución y relaciones morfológicas de los EMM, un estudio petrográfico y de química mineral, tanto de los EMM como de sus rocas de caja, y un estudio geotermobarométrico, de manera de establecer las condiciones de presión y temperatura del emplazamiento del sistema granitoide – EMM. También se utilizó la información geocronológica, isotópica y datos AMS, obtenidos previamente a este trabajo. El estudio estadístico se basó en diferentes características de los EMM, enumeradas a continuación: color, dimensiones, morfología, textura, tamaño de grano, orientación, naturaleza de los contactos con la roca de caja y presencia o ausencia de bordes de reacción. La mayoría de los EMM estudiados tienen formas redondeadas y elipsoidales, además generan bordes de reacción, tanto máficos como félsicos. Estos rasgos reflejan un contraste en viscosidad y reología entre los magmas involucrados en la formación de los EMM, y evidencian que, originalmente, estos cuerpos eran glóbulos de magma máfico que se enfriaron al contacto con un magma más frío y más félsico. Los datos de orientación obtenidos demuestran que los EMM se orientaron de acuerdo a un flujo vertical a subvertical. El estudio petrográfico permitió definir la UTP como un cuerpo compuesto principalmente de monzogranitos, granodioritas, cuarzo monzodioritas y, de forma subordinada, tonalitas de anfíbol y biotita. Los EMM por otra parte, estarían compuestos principalmente por dioritas y monzodioritas, con cuarzo monzodioritas y cuarzo dioritas subordinadas, todas de anfíbol y biotita. Los mismos minerales de la roca de caja están presentes en los EMM, sólo que en diferentes proporciones. Se tiene una notoria diferencia en el tamaño de grano, donde la roca de caja es predominantemente de grano medio, mientras que los EMM son de grano fino. Con respecto a los minerales máficos, se tiene un aumento considerable en los EMM, especialmente en las rocas dioríticas donde el aumento se da en anfíbolas, piroxenos, biotitas y opacos. Los contactos observados son generalmente abruptos, pero existen algunos donde la roca de caja se inyecta dentro del EMM. Es posible notar que los fenocristales de los EMM son muy similares a los minerales de la roca de caja y, por lo general, se tiene un borde de transición, donde minerales de la roca de caja traspasan al EMM y viceversa La química mineral evidencia que los feldespatos, anfíbolas, piroxenos y biotitas de los EMM y sus granitoides registran un rango de composiciones muy similares. El estudio de la química de las anfíbolas ayudó a dilucidar las condiciones de presión y temperatura cercana al solidus del magma. Se obtuvieron como resultados valores homogéneos entre EMM y granitoides, con una presión promedio de 1.7 ± 0.6 kbar, y un intervalo termal de 719,4 ± 75ºC. El emplazamiento del sistema ocurriría en niveles corticales someros. Valores de presión obtenidos para actinolitas están bajo 0,5 kbar. Estos datos, así como las evidencias texturales y petrográficas de las actinolitas, nos estarían indicando procesos de transformación subsolidus, posiblemente asociados a etapas de exhumación del CPI. Finalmente, gracias a todos los antecedentes expuestos, se propone un modelo de formación y evolución de los EMM de la UTP, correspondientes a una mezcla de magmas en niveles corticales profundos, y un ascenso posterior a través de estructuras tipo dique, donde los EMM sufrirían un rápido enfriamiento. Una vez en el lugar de emplazamiento, el sistema se orientaría de acuerdo a la estratigrafía del lugar, a manera de sill. Se propone finalmente que, durante el emplazamiento de la UTP, estaría ocurriendo paralelamente su exhumación.