Geología y petrología del Complejo Volcánico Sierra de los Chacays, Provincia de Chubut, Patagonia extraandina - Cordenons, Pablo Damián (2017)
La sierra de los Chacays se emplaza en el sector centro-norte de la provincia del Chubut, al sur de la meseta de Somún Curá. Constituye un cordón montañoso de rumbo NE-SO y ~65 km de longitud, que promedia los 1250 m s.n.m. El área relevada queda incluida en el cuadrilátero de coordenadas 42º19’ – 43º04’ S y 66º52’ – 68º19’ O, comprendiendo tres regiones principales: Norte (sierra Aguada la Noche, Laguna de la Vaca, arroyo Ranquil Huao), Central (Cañadón Pelado, Tathuén, Cañadón Trapaluco) y Sur (Chacay Oeste, Chacay Este, Bajada del Diablo, cerro Plan Luan, sierra de La Colonia y Laguna Fría). El magmatismo de la región comienza por el sector sur y central a los 58 Ma, con la Formación El Buitre. A los 38 Ma los gabros son intruidos por diques básicos que marcan el primer pulso del Complejo volcánico Sierra de los Chacays. A partir del Oligoceno comienza la sedimentación de las Tobas Inferiores deseadenses del Grupo Sarmiento. Intercalándose entre estos depósitos se registran las primeras efusiones lávicas de relativamente mayor volumen, denominadas Basaltos Marra-Có. Un magmatismo ultrabásico local en el sector norte da lugar a las Basanitas Ranquil Huao, las cuales son cubiertas por los Basaltos Tathuén a los 29,2 Ma, que se derramaron principalmente sobre los sectores central y sur. A los 28 Ma tienen lugar distintos episodios de emplazamiento del Complejo volcánico Sierra de los Chacays, comenzando por una serie de domos ácidos y diques máficos, seguidos de la emanación de largas coladas básicas provenientes del sector central y norte, culminando con un intenso magmatismo bimodal en el sector sur, que generalmente finaliza con shoshonitas. A los 26,9 Ma se producen extensos derrames basálticos olivínicos de la Formación Somún Curá, afectando toda la región, pero concentrándose en el sector norte. Entre los 25-24 Ma nuevos pulsos eruptivos de tipo central y bimodal del Complejo volcánico Sierra de los Chacays tienen lugar en el sector norte, culminando también con shoshonitas. A los 21,2 Ma se depositan piroclastitas de origen local que son cubiertas por derrames shoshoníticos portadores de enclaves granulíticos. A los 19,3 Ma hace erupción el volcán Plan Luan en el sector sur, derramando latitas y traquitas potásicas. La actividad magmática entra en un hiato, hasta que a los 16,6 Ma, en el sector norte, se produce la extrusión de los Basaltos La Mesada sobre depósitos de Tobas Superiores (colhuehuapenses) del Grupo Sarmiento. La integración de nuevas observaciones sobre las relaciones de campo, características petrográficas, geocronología y composición geoquímica de las rocas que forman el Complejo volcánico Sierra de los Chacays, permitieron definir 16 facies, agrupadas en tres niveles: 1) Facies Ultrabásica a Intermedia (Basaltos Cañadón Pelado, Lavas intermedias porfíricas a seriadas con olivina, Lavas intermedias porfíricas a seriadas, Lavas intermedias afíricas, Lavas básicas porfíricas seriadas, Lavas básicas afíricas, Lavas ultrabásicas a básicas bandeadas, Basaltos Tathuén, Diques ultrabásicos a intermedios y flujos cortos asociados a domos ácidos o gabros); 2) Facies Intermedia a Ácida (Domos ácidos, Traquitas con anortoclasa y biotita, Traquitas con sanidina y egirina, Traquitas con anortoclasa y olivina); y 3) Facies Piroclástica (Tobas Cañadón Pelado, Depósitos piroclásticos finos, Aglomerados y brechas volcánicas). La Formación El Buitre está representada por rocas gábricas hipabisales de composición equivalente a la de basanitas, tefritas, fonotefritas, basaltos y hawaiítas, que forman una tendencia de alcalinidad alta. Los Basaltos Marra-Có están conformados por nefelinitas melilíticas, nefelinitas, basaltos, hawaiítas, traquibasaltos potásicos y mugearitas dispuestos según una tendencia de alcalinidad alta. Las Basanitas Ranquil Huao clasifican como melanonefelinitas, basanitas y hawaiítas alcalinas y configuran una acotada tendencia de alcalinidad alta. La Formación Somún Curá está formada por basaltos, hawaiítas, traquibasaltos potásicos, y basandesitas, con características transicionales entre la alcalinidad y la subalcalinidad. Las Volcanitas Plan Luan están compuestas por traquitas y latitas que forman una tendencia de alcalinidad media con alto potasio. Los Basaltos La Mesada están formados por basaltos, hawaiítas, basandesitas y mugearitas, predominando estas últimas, clasificando tanto dentro de la serie alcalina como subalcalina. El Complejo volcánico Sierra de los Chacays presenta una amplia variedad de composiciones químicas, entre las series de alcalinidad alta subsaturadas, de alcalinidad media saturadas, y peralcalinas sobresaturadas (comendíticas). Los patrones geoquímicos de las rocas ígneas del área de estudio fueron analizados mediante una metodología desarrollada en esta investigación. La clasificación hace uso de la descripción de variaciones sistemáticas en la geometría de los patrones multielemento. Se destacan cuatro criterios principales: a) Anomalía de potasio; b) Anomalía de Bario; c) Geometría del segmento Th-U-Nb-Ta; y d) Grado de enriquecimiento con respecto al OIB. En función de su anomalía de potasio, se identificaron cuatro grupos: DK (deprimidas en K), TK (transicionales), TKL (transicionales con bajo La) y EK (enriquecidas en K). La anomalía de Ba se cuantificó con la relación Ba/Th (incompatible movil/inmovil). Junto con la anomalía de potasio, permitieron deducir la participación de fluidos acuosos o flogopita como fase residual en la fuente. Las relaciones entre los HFSE se utilizaron para discriminar entre la presencia de pargasita o rutilo residual en la fuente. Finalmente, el grado de enriquecimiento con respecto al OIB se correlacionó con el grado de fusión y la presencia de granate residual. El seguimiento de las variaciones químicas a lo largo de la columna estratigráfica permitió definir ciclos de aumento de la relación Ba/Th y disminución de La/Yb, mientras que ocurre un progresivo aumento de la anomalía de potasio y enriquecimiento isotópico. Se identificaron así cinco Fases Magmáticas, en las que dominan procesos petrogenéticos específicos: I) Paleocena superior-Eocena superior (58-38 Ma); II) Eocena superior-Oligocena media (38-30 Ma); III) Oligocena media (30-28 Ma); IV) Oligocena media-Oligocena superior (28-24 Ma); y V) Miocena inferior a media (21-15 Ma). Se exploró el rol del metasomatismo y contaminación cortical para acotar la posible contribución de estos procesos en el incremento de la relación Ba/Th y su influencia en el contenido de potasio y enriquecimiento isotópico de los magmas. Los distintos grupos geoquímicos fueron interpretados como el resultado de la fusión de una fuente granatífera isotópicamente empobrecida, que inicialmente contenía flogopita residual (DK). La elevación del gradiente térmico produjo la desestabilización gradual de esta fase (TK), que liberó fluidos enriquecidos en elementos móviles, contribuyendo al aumento de la productividad magmática y la generación de vulcanismo potásico (EK). La participación de una componente cortical no es concluyente, mientras que el mecanismo por el cuál aumenta Ba/Th con independencia del potasio podría obedecer a una interacción compleja entre a) la generación de flogopita en la base de la cuña astenosférica como respuesta a la descomposición de fengita de la losa oceánica; b) el mecanismo de descomposición de la flogopita; c) la participación de fluidos residuales de la fengita tras la cristalización de flogopita. El magmatismo de la sierra de los Chacays puede encuadrarse dentro de la evolución de la Provincia Magmática de Somún Curá, vinculado a la dinámica paleógeno-neógena del margen convergente occidental sudamericano. Dado que el mecanismo de fusión dominante parece responder al descenso del punto de fusión del manto por fluidos acuosos, se propone que con anterioridad a los ~60 Ma el área de estudio habría estado bajo la influencia de una zona de subducción somera (~20º), que propició la metasomatización de la cuña astenosférica subyacente a 500-700 km de la trinchera. Tras el retorno a un régimen de subducción normal, se produco el ascenso de la astenósfera y el aumento del gradiente térmico, desestabilizando la flogopita. Los diferentes mecanismos de descomposición de este mineral son capaces de explicar las variaciones geoquímicas observadas, que estarían correlacionadas con un progresivo aumento del influjo astenosférico. No se descarta, sin embargo, un escenario de ventana astenosférica por la subducción de la dorsal de Farallón-Aluk, aunque esto implicaría que el metasomatismo ocurrió con anterioridad, probablemente durante el Mesozoico.