Petrología y geoquímica de rocas volcánicas y subvolcánicas máficas del sector occidental de la meseta de Somuncurá

Abstract

En el presente trabajo de investigación se dan a conocer los nuevos resultados obtenidos respecto a la yacencia, petrografía, geoquímica, mineralogía e isotopía de las unidades volcanogénicas localizadas en el sector noroccidental de la Meseta de Somuncurá, provincia de Río Negro. El área de interés constituye una extensa región que hasta el momento contaba con reducidos estudios de detalle, información geoquímica e isotópica. En esta tesis se pretende contribuir al conocimiento geológico general de las distintas unidades volcanogénicas, ampliar la base de información de las mismas, establecer las relaciones magmáticas entre los distintos eventos efusivos y sus fuentes mantélicas y definir un esquema estratigráfico para las coladas lávicas y los depósitos volcaniclásticos relacionados. Las unidades volcánicas estudiadas comprenden conos y cuellos volcánicos, coladas de lavas máficas ampliamente distribuidas y niveles volcaniclásticos. Presentan textura hipocristalina a holocristalina, afírica a microporfírica, y estan compuestas por cristales de plagioclasa, olivino, crinopiroxeno, minerales opacos y ocacionalmente ortopiroxeno, feldespato alcalino, apatito, nefelina y vidrio volcánico. Éstas rocas clasifican como andesitas basálticas, traquibasaltos, traquiandesitas basálticas y basanitas, cuyos diseños de elementos traza muestran pendientes negativas, entre los patrones de EMORB y OIB, y sus características geoquímicas indican ambiente de intraplaca sin contaminación cortical ni aportes por parte de la subducción de la placa litosbérica de nazca. Las relaciones isotópicas(Rb-Sr y Sm-Nd) de éstas bulcanitas coinciden en general con el arreglo del manto y se disponen entre los campos de DM y EM1. En base a los modelados petrogénicos de mezcla isotópica y de fusión parcial, propuestos para explicar la génesis de las lavas del sector noroccidental de la meseta, se establece que las mismas derivan de diferentes porcentajes de fusión parcial, a partir de fuentes mantélicas de mezclas, con proporciones de DM-EM1 entre 97-60 % y 3-40 %, respectivamente. Por otra parte, las temperaturas promedios de éstas lavas, calculadas en base al par mineral olivino-clinopiroxeno, varían entre 1012,95 y 1015,15 oC. Con los resultados obtenidos se realizó el mapa geológico del sector noroccidental de la Meseta de Somuncurá, en escala 1:200.000, y se estableció un esquema estratigráfico para el área de estudio asignando las vulcanitas máficas a unidades estrátigráficas existentes y a otras nuevas aquí propuestas. De esta manera, las vulcanitas estudiadas fueron atribuidas a la unidad El Bajo (definida en la presente tesis), Formación Somuncurá, unidad Vulcanitas Corona Chico (ampliada en este trabajo), Complejo Volcánico Barril Niyeu y unidad Vulcanitas Medina (aquí definida). Por otra parte, los depósitos volcaniclásticos estudiados corresponden a tobas vitreas principalmente de caída y flujos piroclásticos sobordinados. Dichos depósitos se presentan tanto intercalados entre las coladas de lava como hacia la base de las mismas y corresponden al Grupo Sarmiento y al Complejo Volcánico Barril Niyeu. De acuerdo a las características de yacencia, petrográficas, geoquímicas, de química mineral e isotópicas obtenidas, se propone que el vulcanismo de la Meseta de Somuncurá se originó a partir de una anomalía térmica localizada por debajo de la itósfera y a la mezcla isotópica entre un componente mantélico deprimido (DM) y uno más enriquecido con características de pluma (EMI)

New results of the petrography, geochemistry, mineralogy and isotopes from the volcanogenic units located in the northwesterm part of the Meseta de Somuncurá, Río Negro province, are presented in this work. The area of interest is a very large region hat until now had small detailed studies, geochemical and isotipic information. The aim of the results of this work is to contribute to the general geological knowledge of the different volcanogenic units, increase the base of information, establish the magmatic relatonships between the different effusive events and their mantle sources, and define a stratigraphi scheme for the basic lavas and the related volcaniclastic deposits present in this region. The studied volcanic units comprise volcanic cones and necks, widely distributed mafic lava flows and volcaniclastic deposits. The dominant texture of the lava flows is hypocrystalline to holocrystalline, aphyric to microporphyric, with plagioclase, olivine, clinopyroxene, opaque minerals and occasionally orthopyroxene, alkali feldspar, apatite, nepheline and volcanic glass. They classify as basaltic andesites, trachy-basalts, basaltic trachy-andesites and basanites, and the normalized trace elements designs show negative slopes, geochemical signatures between EMORB and OIB, and intraplate-like characteristics without evidences of crustal contamination or influence of constituents the subducting lithospheric Nazca slab. The isotopic ratios (Rb-Sr and Sm-Nd) of these vulcanites plot within the mantle array, between the fields of Depleted Mantle (DM) and Enriched Mantle type 1 (EM1). Isotopic mixing and partial melting petrogenetic models are proposed in this contribution to explain the origin of the lavas from the nothwestern part of the massif. It is concluded that they derived from different degrees of partial melting of mantle sources whose compasitions resulted from the mixing of 97-60 % DMM and 3-40 %. On the other hand, the calculated average temperatures for these lavas, based on the mineral pair olinine-clinopyroxene, vary between 1012.95 abd 1015.15 oC. A 1:200.000 geological map of the northwestern setcor of the Meseta de Somuncurá was made and stratigraphic scheme was established for the study area, linking the mafic vulcanites to existing stratigraphic units and in some cases to new units proposed in this work. The studied rocks were attributed to El Bajo unit (proposed in this thesis). Somuncurá Formation, Vulcanitas Corona Chico unit (expanded in this work), Barril Niyeu Volcanic Complex and Vulcanitas Medina unit (proposed here). The studied volcaniclastic deposits classify as glassy tuffs from fall deposits and subordinated pyroclastic flows. These deposits are interbedded between the lava flows or located at their base and belong to Sarmiento Group and Barril Niyeu Volcanic Complex. According to the field characteristics and the petrography, geochemistry, mineralogy and isotopes of the studied lavas, it is proposed that the Meseta de Somuncurá volcanism originated from a thermal anomaly located below the lithosphere, and the mixture between a depleted mantle component (DM) and an enriched one with plume chracteristics (EM1).