Caracterización, evolución y comparación petrográfica y geoquímica de volcán Don Casimiro y etapa basal del volcán Maipo, Región Metropolitana, Chile.

Abstract

El complejo volcánico Caldera Diamante-Volcán Maipo y el volcán Don Casimiro se posicionan frente a la ciudad de Rancagua, en las nacientes del río Maipo, y a unos 110 km al sureste de Santiago. Se distancian entre ellos por cerca de 10 km, precisado que el volcán Maipo se ubica en el margen occidental interior de la caldera Diamante, mientras que el volcán Don Casimiro se ubica fuera de esta. La caldera Diamante corresponde a una depresión elíptica de orientación este-oeste y con dimensiones de 20x16 km. Su origen, según Stern (2004), habría ocurrido hace unos 470-440 Ka o hace unos 150 Ka para Lara y otros, (2008), con la liberación de 250 km3 de material magmático (Guerstein, 1990) durante una erupción tipo pliniana. La actividad volcánica fue retomada hace unos 100 Ka con el inicio de la edificación del estratovolcán Maipo (Sruoga et al., 2005, 2012), que actualmente se encuentra inactivo. Por el contrario al volcán Maipo, el registro histórico del volcán Don Casimiro no ha sido documentado hasta antes del presente trabajo, donde junto con registrar su edad mínima, fue posible datar las coladas más antiguas del volcán Maipo. Al estar ubicados en el segmento norte de la Zona Volcánica Sur (ZVSN), se infiere a partir de Stern (2004) que ambos volcanes se posicionan sobre una corteza continental de unos 55 km de espesor, a una distancia de la fosa cercana a los 290 km y a unos 120 km por sobre el slab. Los tipos litológicos de los dos volcanes coinciden con lo característico para este segmento volcánico, distribuyéndose entre traquiandesitas basálticas y traquidacitas, y entre andesitas basálticas y dacitas. De igual forma sucede con la afinidad geoquímica, la cual coincide con la serie calcoalcalina de medio-K, a excepción de las últimas etapas estudiadas para el volcán Maipo, las cuales junto con ser las más diferenciadas pertenecen a la serie calcoalcalina de alto-K. Las coladas son dominantemente de textura porfídica, localmente glomeroporfídica y seriada. En Don Casimiro tiende a presentarse coladas con masas fundamentales de textura pilotaxítica, mientras que en Maipo predominan las texturas hialopilítica, holohialina y holocristalina. Los olivinos abundan en las andesitas y traquiandesitas basálticas tanto del volcán Maipo como del volcán Don Casimiro, en este último además se caracterizan por encontrarse ocasionalmente con formas esqueletales a anhedrales redondeados. Por otro lado, los piroxenos que se pueden encontrar tanto en el Maipo como en Don Casimiro corresponden a enstatita, pigeonita y augita. La ocurrencia de las pigeonitas se debe principalmente a zonaciones hacia los bordes de fenocristales de enstatita y bordes de olivino. Por otra parte, los fenocristales de feldespatos que en su gran mayoría corresponden a plagioclasas que cubren el rango de la oligoclasa a la bitownita, tienden a exhibir zonaciones normales y texturas de desequilibrio tipo “sieve”. Los patrones de elementos traza y REE son característicos de volcanes en zonas de subducción que involucran la subducción de una placa oceánica bajo una corteza continental engrosada. Las razones de elementos traza como Ba/Th, Th/Sm y Ba/Sm, exponen sutiles diferencias entre los dos volcanes, planteando la posibilidad que los magmas del volcán Don Casimiro tiendan a presentar una mayor similitud con el segmento transicional de la Zona Volcánica Sur (ZVST), y que no se estaría manifestando en los análisis geoquímicos obtenidos para el volcán Maipo, hipótesis que también es expuesta por Wieser (2017). Las variaciones de elementos mayores (diagramas de Harker) e incompatibles, sumado a texturas observadas en las plagioclasas junto a la frecuente zonación normal de éstas, permite postular que ha sido la cristalización fraccionada el proceso dominante en la diferenciación de los magmas de ambos volcanes, con menor asimilación y mezcla de magmas. La estimación de P-T por medio geotermobarómetria de Putirka (2008) permitió conocer las presiones y temperaturas de cristalización para piroxenos y olivinos, estos últimos equilibrados a la composición de la roca total. Los valores obtenidos por los dos métodos nos indican que la cristalización de los magmas del Maipo habría comenzado a unos 9,5 Kbar para los piroxenos más profundos a temperaturas cercanas a los 1.120 °C y se habría extendido a unos 1,7 Kbar, que equivale a una profundidad de unos 5 km. Don Casimiro se extiende a presiones desde los 2 a 8,4 Kbar y a un gradiente de diferenciación térmico desde los 1.023 a 1.138 °C.