Evolución geológica y magmática del volcán Isluga, 19° S, región de Tarapacá, Chile

Abstract

El volcán Isluga (19°09'S, 68°50'W) es un volcán compuesto que se localiza en el límite entre la Cordillera Occidental y el Altiplano de la Región de Tarapacá, Chile, cercano al límite fronterizo con Bolivia. El origen de este centro eruptivo está determinado por la subducción de la Placa Nazca bajo la Placa Sudamericana y pertenece al segmento volcánico conocido como Zona Volcánica Central (ZVC: 16-28°S), donde la signatura geoquímica es particular debida al espesor cortical anómalo. El objetivo de este estudio es determinar la evolución geológica y magmática del volcán Isluga, mediante análisis geológicos de terreno, geoquímicos y petrológicos de las muestras de colada de lava y de depósitos piroclásticos, además de dataciones radiométricas 40Ar/39Ar en muestras de rocas seleccionadas. La geología local consiste en cuatro fases que evolucionaron desde aproximadamente 1,7 Ma con una actividad predominantemente efusiva y relativamente monótona. La actividad eruptiva se inició con la etapa Isluga 1 que se destaca por generar las coladas de lava de mayor longitud, con flujos de tipo simple. Esta unidad se extiende hasta ca. 0,5 Ma. La unidad Isluga 2 se desarrolló en el período de 0,5 hasta 0,1 Ma. El volumen de esta unidad y la longitud de sus coladas de lava son inferiores en comparación con la unidad anterior. Seguidamente, la unidad Isluga 3 se desarrolló entre los 0,1-0,05 Ma, y contiene flujos de lava de aun menor longitud y morfología de tipo compuesto. Por último, la unidad Isluga 4 se desarrolló hasta el Holoceno, generando depósitos piroclásticos de caída en la cima del edificio y flujos piroclásticos y lahares en las quebradas que rodean al volcán. Las muestras de rocas de las distintas unidades corresponden a andesitas y dacitas con un contenido de SiO2 variable entre 57 -65% en peso y se caracterizan por presentar una asociación mineral de plagioclasa, clinopiroxeno, ortopiroxeno, anfíbola, óxidos de hierro y titanio y/o biotita. Asimismo, se destaca la presencia de texturas de desequilibrio en la mineralogía principal. Mediante el modelado geoquímico se determinó que el origen de los magmas del volcán Isluga corresponde a una fuente profunda con presencia de granate residual. Esta signatura se desarrolla en el límite de la corteza inferior, donde se llevan a cabo procesos de tipo MASH. Se realizó una modelación geoquímica para cristalización en equilibrio, con el fin de conocer su papel en la creación de la suite volcánica del Isluga, el cual coincide con las tendencias geoquímicas del volcán Isluga y genera una asociación mineral similar. Mediante el análisis SEM se realizaron las primeras estimaciones sobre las condiciones de presión y temperatura en la que los magmas del volcán Isluga evolucionaron, mediante geotermobarómetros en piroxeno-líquido, dos piroxenos y óxidos de Fe-Ti. Los resultados indican temperaturas de 912°C hasta 1228°C y presiones variables desde 1,5 kbar hasta 7,5 kbar. Se concluye que los magmas que generaron los depósitos del volcán Isluga son de origen polibárico provenientes desde la corteza inferior con magmas basálticos con granate residual y procesos tipo MASH hasta reservorios de nivel medio donde la mayoría de los minerales cristalizan y se equilibran entre los 15 y 10 km. Por ultimo a 5-4 km de profundidad se cristalizan las fases más someras como la anfíbola donde se producen procesos de auto-convección y/o mezcla de magmas. Este sistema magmático se caracteriza por ser de bajas tasas eruptivas y bajo aporte magmático de la fuente, estableciendo reservorios magmáticos de larga vida.