Petrología y geoquímica de la Isla San Félix, Pacífico Suroriental

Abstract

Las islas San Félix (26°17'30"S / 80°5'53"O) y San Ambrosio (26°20'40"S / 79°53'11"O) corresponden a fragmentos de dos edificios volcánicos separados entre sí por 20 km aproximadamente, siendo San Félix la isla más occidental. Estas islas, en conjunto con el islote González y pequeñas estructuras volcánicas, representan la parte superior de un gran volcán escudo con forma elongada de rumbo noroeste que se levanta sobre la placa de Nazca. Con el fin de identificar los procesos que han controlado la evolución magmática de la isla San Félix, se realiza un estudio geoquímico y petrográfico a partir de muestras de esta isla y se incorporan datos de geoquímica de roca total de ejemplares de la isla San Ambrosio y, además, una nueva edad Ar-Ar (ca 0,2 Ma) correspondiente a una colada de cerro Amarillo. Las muestras se analizan mediante ICP-MS e ICP OES y se estudian petrográficamente por medio de láminas delgadas. Una selección de ejemplares de la isla San Félix se analiza a través de SEM y EDS. La información incorporada corresponde a estudios realizados en el marco del proyecto FONDECYT N° 1141303 del cual forma parte esta memoria. La isla San Félix está conformada por dos cuerpos volcánicos principales: un cono de tobas, el cual representa la transición de un volcanismo submarino a uno insular, y un plateau de lavas basaníticas, construido bajo condiciones subaéreas. Sus productos volcánicos corresponden esencialmente a rocas básicas y ultrabásicas, altamente alcalinas. Particularmente, el cono de tobas se constituye de una matriz de hialoclastos palagonitizados de color amarillo, fragmentos líticos de afinidad química basanítica y traquítica (ausencia de miembros con composición química intermedia) y de bombas de material juvenil basanítico. Sobre él, se dispone discordantemente un grupo de coladas lingüiformes basaníticas rugosas porfíricas de olivino. En tanto, el plateau está conformado por una sucesión de lavas basaníticas porfíricas de olivino, en donde destacan las coladas superiores por ser las únicas rocas básicas de la isla con un contenido significativo de plagioclasa (> 20% modal). El comportamiento exhibido por MgO, CaO, Ni, Cr, Co, Sc y Sr, en unidades básicas, puede ser explicado por el fraccionamiento de olivino, clinopiroxeno y plagioclasa. A su vez, las bajas concentraciones de TiO2, MgO, FeO, CaO y P2O5 y altas de Al2O3, Na2O y K2O presentadas por la totalidad de ejemplares traquíticos, en comparación con las rocas de afinidad basanítica, se deberían esencialmente al fraccionamiento de olivino, clinopiroxeno, óxidos de Fe-Ti y apatito. Se reconocen dos familias de traquitas las que derivarían de líquidos basaníticos distintos. Estas familias se diferencian esencialmente en el contenido de HREE y en la presencia/ausencia de anomalías negativas de Eu. Particularmente, las traquitas con altas concentraciones de HREE y fuertes anomalías de Eu provendrían de líquidos basaníticos en los cuales la formación y el fraccionamiento de plagioclasa son procesos factibles, mientras que las traquitas con bajos contenidos de HREE serían los productos finales de líquidos basaníticos de mayor alcalinidad que inhibirían la cristalización de dicha fase. La proximidad espacial entre las islas San Félix (ca 0,4 Ma) y San Ambrosio (ca 2,9 Ma), sumado a un aumento en la alcalinidad en la isla más joven, sugiere que estas corresponden a distintas etapas evolutivas de un mismo complejo volcánico de intraplaca. San Ambrosio registraría la fase escudo o postescudo, mientras que San Félix correspondería a la fase de volcanismo rejuvenecido. Luego, para dar cuenta de la evolución magmática entre las islas San Ambrosio y San Félix, se propone la participación de una pluma mantélica heterogénea, la cual en su ascenso transporta litologías máficas metasomáticas recicladas capaces de explicar la alcalinidad exhibida por estas islas. Finalmente, la fuente mantélica de San Ambrosio estaría enriquecida en HREE en comparación con la de San Félix, mientras que esta última estaría deprimida en Zr y Hf.