Petrología de las Ignimbritas Lican y Pucón (Volcán Villarrica) y Curacautín (Volcan Llaima) en los Andes del Sur de Chile

Abstract

Las ignimbritas Curacautín del volcán Llaima (~ 24 km3 de volumen no-DRE) y Licán (~ 10 km3 de volumen no-DRE) y Pucón (~ 3 km3 de volumen no-DRE) del volcán Villarrica corresponden a secuencias de corrientes piroclásticas de densidad. Una composición promedia andesítico-basáltica muestra el bajo grado de diferenciación de estos productos. El conjunto de flujos y oleadas piroclásticas que forman la ignimbrita Curacautín está constituido por dos unidades de ~ 13,2 ka A.P. y ~ 12,6 ka A.P. La más reciente rellena drenajes formados por la erosión de la más antigua. En tanto, la ignimbrita Licán sería el resultado de un único evento eruptivo ocurrido hace unos 13,8 ka A.P. Ambas ignimbritas forman depósitos voluminosos producto de erupciones ocurridas varios siglos después del comienzo del Tardiglacial en la región (~ 14,6 ka A.P.). En tanto, la ignimbrita Pucón es de menor envergadura y más reciente (~ 3,6 ka A.P.) y en ella se han distinguido dos fases eruptivas (P1 y P2), muy cercanas entre sí en el tiempo. Basado en estos datos de terreno, cuya adquisición fue la primera parte de este trabajo, se investigó la petrología de estas rocas, estudiando las ignimbritas en el contexto de cada centro volcánico. El material juvenil de las tres ignimbritas es escoriáceo, con escaso contenido de fenocristales (1-14% de fenocristales; ignimbrita Curacautín ≈ ignimbrita Licán < ignimbrita Pucón) y de mineralogía anhidra. La presencia de inclusiones de granitoides, en ocasiones parcialmente fundidas, en las escorias es una característica de la unidad superior (P2) de la ignimbrita Pucón. Estas inclusiones no han sido observadas en la unidad inferior (P1), pero sí en el material juvenil de las ignimbritas Licán y Curacautín. Las dos unidades que forman la ignimbrita Curacautín tienen similar rango composicional (51-58% SiO2). En cada unidad, los productos menos diferenciados (51-54% SiO2; grupo básico) registran una evolución por fraccionamiento convectivo, mientras que la mineralogía y geoquímica de rocas más diferenciadas (56-58% SiO2; grupo ácido) revelan dos procesos: cristalización fraccionada y mezcla de magmas, en la cual habría participado un componente riodacítico. La ignimbrita Licán, de rango composicional más restringido (55-58% SiO2), es, principalmente, el producto de un proceso de mezcla. Plagioclasas cálcicas y olivinos magnesianos (con inclusiones de espinelas cromíferas) corresponden a minerales del componente básico. En cambio, plagioclasas sódicas en asociación con piroxenos de Mg# relativamente bajo, además de apatito, evidencian el componente magmático diferenciado. Fenocristales euhedrales de plagioclasa, de composición intermedia, de piroxenos relativamente ricos en Mg y de olivino más ferroso son el resultado de cristalización del magma resultante de la mezcla. La erupción se habría desencadenado por la recarga de una cámara magmática diferenciada con magma basáltico. La ignimbrita Pucón es de composición más restringida aún y menos diferenciada (54-56% SiO2). Los magmas habrían evolucionado principalmente por fraccionamiento convectivo en una cámara magmática levemente zonada. Las condiciones de temperatura del material juvenil de las ignimbritas Curacautín y Pucón indican valores típicos de magmas andesítico-basálticos (~1050-1150ºC), mientras que en el depósito de la Licán se han reconocido, además, poblaciones de minerales de menor temperatura (~950ºC), provenientes de magmas diferenciados. Todos los magmas ignimbríticos parecen haber cristalizado a poca profundidad (≤7 km) y bajo condiciones de fugacidad de O características de magmas en ambientes de subducción. En el volcán Llaima, la fO2 disminuye al aumentar el grado de diferenciación de las rocas. En el plano de geoquímica isotópica, algunas bajas razones de O (<5,5‰) en las ignimbritas sugieren asimilación de roca caja plutónica hidrotermalmente alterada y empobrecida en δ18O, o la digestión selectiva de sus minerales hidratados, ya sea a nivel de la cámara magmática o a mayor profundidad. La leve correlación negativa entre 87Sr/86Sr y 143Nd/144Nd en el volcán Villarrica también indicaría la importancia de procesos en sistema abierto. Abundantes fragmentos poco vesiculares con disyunción prismática (PVDP), presentes en ambas unidades de la ignimbrita Pucón, corresponden a pedazos de lavas andesítico-basálticas a dacíticas, relacionadas genéticamente con el magma Pucón, emitidas, probablemente, previos a los eventos P1 y P2. La ignimbrita Licán también conforma un “trend” composicional común con el resto de los productos del volcán Villarrica, mientras que la ignimbrita Curacautín del volcán Llaima presenta una evolución independiente de las unidades previas y posteriores, lo cual sugeriría diferencias en la fuente magmática. Al comparar globalmente las ignimbritas estudiadas se destaca el hecho que aquellas de mayor volumen (Licán y Curacautín) presentan evidencias de mezcla de magmas y que todas contienen fragmentos graníticos, alguno de los cuales están parcialmente fundidos. No se puede excluir que el retiro y erosión de los hielos luego de la última glaciación en la región haya jugado un rol en el desencadenamiento de las erupciones Licán y Curacautín. Por el otro lado, existen evidencias de freatomagmatismo en todos los depósitos ignimbríticos estudiados.