Shallow reservoir conditions in the Fui Group Small Eruptive Centres in the southern volcanic zone (Chilean Andes)

Abstract

El Grupo Fui es un conjunto de Centros Eruptivos Menores (CEM) holocenos ubicados al este y noreste del Complejo Volcánico Mocho-Choshuenco (CVMC), en el segmento Central de la Zona Volcánica Sur de Los Andes, segmento en el cual están ubicados los volcanes más peligrosos y de alto riesgo en Chile. Se definieron dos subgrupos para el Grupo Fui, en base a sus características composicionales y petrográficas: Fui Norte y Fui Sur, separados solo por ~2 km. Los productos volcánicos de Fui Norte son basaltos (49 – 52 wt% SiO2) ricos en olivino, enriquecidos en elementos incompatibles, mientras que el material volcánico de Fui Sur es más diferenciado (andesitas basálticas a andesitas; 55 – 58 wt% SiO2) con menos proporción de olivino y mayor plagioclasa y clinopiroxeno, y empobrecido en elementos incompatibles. Los cristales de olivino y plagioclasa de ambos subgrupos están caracterizados por dos zonas composicionales: Alta-Fo, Alta-An (Zona 1, Fo78-89 y An76-93) y Baja-Fo, Baja-An (Zona 2, Fo60-78 y An57-73). Los fenocristales y microfenocristales de olivino, plagioclasa y clinopiroxeno forman cúmulos cristalinos que son abundantes entre las muestras estudiadas. Mediante geotermobarometría y modelos realizados con el freeware rhyolite-MELTS v.1.0.2, se calcularon condiciones correspondientes a un reservorio cortical somero (hasta 7.6 km en Fui Norte y hasta 18.9 km en Fui Sur) para las composiciones de la Zona 2 (olivino Baja-Fo y plagioclasa de Baja-An) en equilibrio con un fundido equivalente a la composición de la masa fundamental de las muestras. Se determinó un contenido de agua entre 0.4 – 2 wt% y 0.9 – 3 wt% para las composiciones de la Zona 2 de los CEM Fui Norte y Fui Sur, respectivamente, bajo condiciones de oxidación de QFM-1, QFM y NNO. Por el contrario, las composiciones de la Zona 1 (Alta-Fo y Alta-An) se encuentran en desequilibrio con un fundido equivalente a la composición de la masa fundamental. Se propone que la Zona 1 se formó durante una etapa temprana de cristalización en una zona del reservorio con un enrejado cristalino denso (mush zone) para los dos subgrupos de CEM. Esto, debido a su composición más primitiva y su común ocurrencia formando parte de cúmulos cristalinos. A pesar de la cercanía entre los CEM de Fui Norte y Fui Sur, se infiere que sus orígenes e historias magmáticas son independientes entre sí, debido a las relevantes diferencias en sus signaturas geoquímicas y sus características petrográficas donde, además, se reconoce una relación genética entre los magmas de Fui Sur y los del CVMC.