Evolución magmática del sector Norte del campo volcánico monogenético El Negrillar, Región de Antofagasta, Chile

Abstract

El Negrillar es el campo volcánico monogenético más voluminoso de la Zona Volcánica Central (ZVC). Se ubica en el límite SO del Complejo Volcánico Altiplano-Puna (CVAP) y puede ser dividido, según la distribución del depósito de avalancha de detritos del volcán Socompa, en tres sectores: Norte, Central y Sur. El sector Norte (objeto de este estudio), de ~2,48 km³, está constituido por 15 centros eruptivos que comprenden 36 flujos de lava y 9 conos. Estos centros pueden ser agrupados, considerando una cronoestratigrafía, en tres subzonas: occidental (Vinagrillo, Aguilucho y Lloica), oriental-Sur (Romerillo, Chachacoma, Algarrobo y Tamarugo) y oriental-Norte (Añañuca, Llareta, Las Ortigas, Brava, Luchecillo, Pata De Guanaco, Toconao y Pacul). Las lavas del sector Norte presentan características morfométricas y reológicas asociadas a los magmas más evolucionados de todo el campo volcánico, es decir, mayores espesores, viscosidades y tiempos de emplazamiento. Con respecto a la composición química, el sector Norte comprende rocas calco-alcalinas de composiciones andesíticas a dacíticas, que presentan cristales de piroxeno (clinopiroxeno y ortopiroxeno), plagioclasa, anfíbol y minerales opacos, y en menor medida olivino. Además, la mayoría de las rocas exhiben xenocristales de cuarzo. Igualmente, las características físicas y químicas de este sector corresponden a las de los magmas más evolucionados de El Negrillar y de otros centros monogenéticos cercanos (e.g., Cerro Overo, La Albóndiga, El País, Cerro Tujle y el campo volcánico Tilocálar). La geoquímica de El Negrillar muestra centros eruptivos de composiciones relativamente similares entre sí, pero con grados de diferenciación levemente distintos. Para poder explicar esto, se realiza un modelo de diferenciación magmática asociado al proceso de cristalización fraccionada mediante el software Rhyolite-MELTS. El modelo que mejor se ajusta a las rocas de El Negrillar considera temperaturas de fraccionamiento de 1200 950°C, presiones de 350 225 MPa, profundidades de ~14,5 9 km, fugacidades de oxígeno de ~-8 -11,5 (log fO2, buffer QFM) y contenidos de H2O disuelta en el magma de ~2 5,1% en peso. Sin embargo, no existe una correlación directa entre la cronoestratigrafía definida y la evolución geoquímica de las lavas, por lo que se sugieren períodos de recarga magmática a lo largo del tiempo. Además, se infieren procesos de asimilación cortical debido a la falta de ajuste del modelo para ciertos elementos mayores, y a la presencia de xenocristales de cuarzo en las lavas. Con ello, se propone que los centros eruptivos del sector Norte de El Negrillar se formaron a partir de magmas parentales que experimentaron procesos de diferenciación magmática tales como la cristalización fraccionada y asimilación cortical, junto con períodos de recarga máfica a lo largo del tiempo. Para cuantificar estos procesos, se proponen estudios geoquímicos de elementos traza e isotópicos junto con estudios termobarométricos, que permitan constreñir la historia evolutiva y pre-eruptiva de estos magmas.