Petrogénesis del Magmatismo Bimodal y Metamorfismo de muy Bajo Grado del Cretácico Inferior de la Cordillera de la Costa, Chile central (33º20´-34º00`s)

Abstract

El magmatismo desarrollado en la actual Cordillera de la Costa de Chile central se caracteriza por una progresiva disminución de la edad hacia el este, desde el Paleozoico hasta el Cretácico Inferior, lo que se ha interpretado como un desplazamiento del eje magmático hacia el oriente. Junto con la variación en edad se observa un cambio en la signatura geoquímica de las fuentes, las que se tornan más primitivas en las rocas más jóvenes. El presente estudio tiene como objetivo principal establecer la evolución geológica de la Cordillera de la Costa de Chile central durante el Cretácico Inferior. En particular, se estudian los procesos magmáticos y metamórficos involucrados en la génesis de la Formación Lo Prado, que da inicio al magmatismo del Cretácico Inferior en Chile central, y de la base de la Formación Veta Negra, sobreyacente a la anterior. La secuencia volcano-sedimentaria estudiada aflora, con una disposición norte-sur, en la Cordillera de la Costa de Chile central (~71º00´W) entre los 33º20´-34º00´S, al sur del río Maipo, alcanzando un espesor total de 5700 m. En el sector estudiado, la secuencia está constituida por abundantes flujos de ignimbritas, tobas y lavas félsicas interestratificados con rocas sedimentarias volcanoclásticas rojizas. Sobre éstos se dispone concordantemente un conjunto interestratificado formado por flujos de lavas porfíricas basálticas a andesítico-basálticas, variablemente amigdaloidales, localmente denominadas ocoítas, y rocas sedimentarias marinas. Hacia la parte superior de la secuencia estudiada aparece una menor proporción de flujos de ignimbritas, tobas silíceas y sedimentos continentales que señalan el techo de la Formación Lo Prado. Sobre ésta se disponen, concordantemente, lavas e ignimbritas silíceas y ocoítas que constituyen la base de la Formación Veta Negra. Esta secuencia se habría generado en un marco geodinámico extensional y un ambiente de transición continental-litoral-sublitoral. Se ha estimado una edad de ~130 Ma para el magmatismo silíceo de la base de la Formación Lo Prado y se ha calculado una edad de ~120 Ma para el volcanismo ocoítico de su parte superior. Las rocas volcánicas conforman una serie bimodal, con afinidad calcoalcalina de alto K a shoshonítica y una amplia dispersión en su contenido de álcalis atribuido a procesos de alteración. Exhiben un típico patrón de magmatismo asociado a zona de subducción, con enriquecimiento en LILE respecto a los HFSE y una marcada fosa Nb-Ta. Las ocoítas, en particular, presentan bajos contenidos de MgO, Cr, Co y Ni, y derivarían de un magma parental que ha experimentado fraccionamiento previo de olivino y clinopiroxeno. La modelización geoquímica indica que el magmatismo silíceo con el cual se inicia el evento magmático Cretácico ((87Sr/86Sr)o = 0.70624-0.70205, εNd = 1.5-3.4) se habría generado a los ~130 Ma, por anatexis cortical, desencadenada por el emplazamiento en la corteza de intrusivos derivados del manto enriquecido, generando magmas silícicos por cristalización fraccionada junto a mezcla con los fundidos básicos. A los 120 Ma se habría generado la suite comagmática conformada por el magmatismo basáltico ocoítico ((87Sr/86Sr)o = 0.70429-0.70395, εNd = 2.1-3.5) y el ácido ((87Sr/86Sr)o = 0.70405-0.70395, εNd = 2.8-3.0) de la parte superior de la Formación Lo Prado. Esta serie bimodal se habría originado por distintos grados de cristalización fraccionada y asimilación cortical, a partir de un magma parental no primario. Este último se habría generado por un 10-15% de fusión parcial de una fuente tipo Manto MORB Fértil en facies lherzolita de espinela. Esta secuencia volcano-sedimentaria ha sido afectada por un metamorfismo de muy bajo grado no deformativo, del tipo diastatermal, en facies prehnita-pumpellyita a pumpellyita-actinolita. Las condiciones de presión y temperatura, calculadas mediante el programa TWQ, indican un rango de 1567- 1847bar y 230-272ºC, respectivamente. En base a estas condiciones de equilibrio, se estima un gradiente geotermal de 44ºC/km, coincidente con el valor de 44-45ºC/km establecido previamente en otros sectores del Cretácico de la Cordillera de Costa de Chile central. Una edad K-Ar obtenida en celadonita proveniente de lavas de la parte superior de la Formación Lo Prado indica que el metamorfismo ocurrió aproximadamente a los 98±3Ma. Conforme a los datos obtenidos en este trabajo, se propone que el marco extensional durante el Cretácico Inferior comienza con una cuenca de intra-arco transicional a rift. Posteriormente, un aumento en el ángulo de subducción, o bien una mayor extensión, permitiría un mayor ascenso del manto astenosférico y un aumento del flujo calórico, dando paso a la generación de un rift continental, propiamente tal, donde se acumularían los grandes volúmenes de rocas volcánicas del Cretácico Inferior y se favorecería el desarrollo del metamorfismo diastatermal de muy bajo grado.