Evolución en dos etapas de un reservorio bimodal: el caso de estudio de las lavas holocenas del estratovolcán Lanín, Zona Volcánica Sur, Chile

Abstract

El Lanín es un volcán compuesto (~39.38°S; 71.30°O) ubicado en la Zona Volcánica Sur Central de los Andes. Se encuentra en el extremo austral del lineamiento noroeste (NO), junto a los volcanes Villarrica y Quetrupillán. Durante el Holoceno, el volcán Lanín ha experimentado múltiples erupciones, emitiendo flujos de lava que clasificamos en tres grupos composicionales: BAT (basaltos, andesitas y traquiandesitas basálticas; 51.5-55.9 (SiO_2% en peso), intermedias (tranquiandesitas; 56-57.5 SiO_2% en peso) y traquitas (59.03- 63.51 SiO_2% en peso). Tanto las muestras de composición BAT como las traquitas han sido descritas en estudios anteriores, sin embargo, este es el primer trabajo en reportar las muestras de composición intermedia. Considerando todas las muestras, las principales fases minerales que se reconocieron en los productos estudiados son plagioclasa, clinopiroxeno, ortopiroxeno, óxidos de Fe-Ti y apatito. A través del es del estudio de estas fases, se logró obtener las condiciones pre-eruptivas del sistema magmático bajo el volcán Lanín en el Holoceno: temperatura (985 – 1089ºC), presión (1.8 – 4.1 Kbar; equivalente a 6.5 – 15 km de profundidad) y buffer de fugacidad de oxígeno (~QFM +0.4). Las zonaciones complejas registradas por los cristales de plagioclasa indican un proceso de calentamiento, el cual, sumado a la presencia de cúmulos cristalinos y los resultados de las condiciones pre-eruptivas (como las altas temperaturas registradas en los óxidos de Fe-Ti), sugieren la existencia de un reservorio tipo “crystal mush” en corteza superior, el que se desarrolló en dos etapas. La primera etapa considera el emplazamiento del magma, desarrollo del “crystal mush” y erupciones de composición BAT. La segunda etapa involucra cristalización fraccionada del magma inicial, generando un fundido evolucionado de composición traquítica en el reservorio y una intrusión de magma más caliente desde abajo, el que genera calentamiento del fundido residual traquítico y rejuvenecimiento del “crystal mush”, proceso asociado una mezcla menor (si es que existe) entre ambos fundidos. Este último proceso habría generado la erupción de productos traquíticos y escasos productos de composición intermedia. Este modelo es consistente con los diagramas en que se grafican las concentraciones químicas (TAS y Harker). Finalmente, la presencia del “crystal mush” dificultaría la mezcla entre los magmas de composiciones BAT y traquita, ya que podría funcionar como una barrera reológica: disminuyendo la posibilidad de mezcla de magma y favoreciendo, en su lugar, la transferencia de calor (a través de volátiles y conducción).