Magíster en Ciencias, Mención Geología / Geólogo / La evolución de reservorios de magma silíceos someros es un aspecto trascendental en la transferencia de masa y calor a través de la corteza superior. Caracterizar la estructura interna de plutones resulta primordial para encontrar evidencias de los procesos que habrían ocurrido durante la construcción y enfriamiento de reservorios magmáticos y, así, comprender la naturaleza del registro plutónico. De este modo, se propone estudiar el plutón La Gloria (Chile central), con el objetivo de determinar sus variaciones internas, tanto mineralógicas, texturales (fábricas) como magnéticas, e identificar los procesos fluidodinámicos que dieron lugar a su construcción y diferenciación. Con ello, se propone un modelo del emplazamiento y evolución convectiva del reservorio de magma que habría dado lugar al plutón La Gloria y las diferencias composicionales, mineralógicas y texturales en él observadas. El plutón La Gloria corresponde a un plutón granítico Mioceno, de geometría elongada en dirección N30°W, de 20 km de largo y 5 km de ancho, con una exposición vertical de hasta 2.5 km. Sus contactos con la roca de caja están bien definidos, variando de subverticales en los bordes laterales a subhorizontal hacia el techo, con bordes escalonados. A pesar de que se han reconocido patrones de zonación composicional y mineralógica dentro del plutón, éste no exhibe grandes variaciones ni contactos internos bien definidos, siendo relativamente homogéneo. Las variaciones de las propiedades magnéticas naturales y fábricas (tanto magnética como petrográfica) varían sistemáticamente dentro del plutón La Gloria. La fábrica magnética, determinada a través de anisotropía de la susceptibilidad magnética, está controlada por titanomagnetita multi-dominio pobre en Ti y muestra un patrón con lineaciones horizontales (siguiendo la elongación del plutón) y foliaciones paralelas a los bordes del intrusivo (vertical en las paredes y horizontal hacia el centro y techo). Esta es consistente con la fábrica petrográfica dada por plagioclasa y anfíbola+biotita, excepto en las muestras del centro, donde la foliación y lineación magmática son verticales. Estos patrones se interpretan como registro del cizalle producido por flujos de magma, consecuencia de la convección termal del reservorio de magma. Las fábricas se registrarían en la zona de bloqueo reológico entre un magma altamente cristalino (>50%, borde rígido) y un magma pobre en cristales (<50%, con mayor capacidad de fluir), la cual va migrando hacia el centro del plutón a medida que éste se enfría. Ambas fábricas difieren al centro del plutón debido a las diferencias en la morfología de los cristales y su respuesta ante el cizalle. La fábrica magnética está dada por la anisotropía en la distribución de cristales de magnetita, mientras que la fábrica magmática está dada por la orientación preferencial de cristales elongados. De este modo, la fábrica magnética registra el avance del frente de enfriamiento del magma (patrón concéntrico), mientras que la fábrica magmática registra la dirección de los flujos magmáticos (paralelo a las paredes en los bordes y vertical al centro). La susceptibilidad (10-2 10-1 SI) y remanencia magnética natural (10-2 10 A/m) muestran un patrón de zonación, aumentando su intensidad hacia los bordes y techo del plutón, consistente con las variaciones en el contenido y tamaño de cristales de magnetita. Estas variaciones se interpretan como consecuencia del ascenso de fluidos oxidantes, producto de la desvolatilización del magma durante su enfriamiento en etapas tardi-magmáticas a sub-solidus, reequilibrando los óxidos de Fe-Ti. Sin embargo, este reequilibrio no alteraría la distribución espacial de los cristales y, con ello, tampoco la fábrica magnética registrada al final de la etapa convectiva. Las direcciones paleomagnéticas primarias obtenidas sugieren que no habrían existido rotaciones tectónicas internas del plutón post-enfriamiento, las cuales hubiesen alterado de manera significativa los patrones de la estructura interna. Los resultados de esta tesis indican que el plutón La Gloria representa un reservorio de magma que estuvo mayormente fundido, de unos 200 km3, con capacidad de presentar convección interna (registrada por las fábricas) a gran escala y cristalinidades inferiores al 55%vol. (para permitir los flujos de magma). Sin embargo, las etapas iniciales de ensamblaje y construcción del reservorio no son registradas en la estructura interna del plutón.

Geólogo / La susceptibilidad magnética (K) corresponde al grado de magnetización que adquiere un material en respuesta a un campo magnético externo y ha sido ampliamente utilizada en el estudio de intrusivos andinos. Sin embargo, la interpretación de esta propiedad magnética se ve obstaculizada por el limitado conocimiento existente sobre los factores geoquímicos y mineralógicos que condicionan el grado de magnetización de las rocas, y resulta necesario identificar el vínculo que presentan estos parámetros. El objetivo de este trabajo, en consecuencia, es establecer la relación existente entre la susceptibilidad magnética y la información geoquímica y mineralógica de un intrusivo en particular: el plutón La Gloria. El plutón La Gloria, ubicado 40 km al este de Santiago, es una intrusión epizonal de edad Mioceno medio a superior que forma parte de un cinturón N-S de intrusivos granodioríticos a cuarzo-monzoníticos, y exhibe resultados de susceptibilidad magnética típicos de intrusivos de la serie magnetita (mayoritariamente, valores entre 3000∙10^{-6} [SI] y 8000∙10^{-6} [SI]), con un aumento sistemático hacia las paredes y techo del plutón. El principal factor determinante de la susceptibilidad magnética es la abundancia y distribución de tamaño de la fase magnetita, siendo posible estimar los datos de K a partir una combinación lineal del porcentaje en volumen de los cristales de magnetita, agrupados en clases de acuerdo a su tamaño (los coeficientes de correlación entre la susceptibilidad magnética medida y la estimada son R=0.87 y R=0.72 en la base y el techo del intrusivo, respectivamente). La temperatura de Curié de algunas muestras también evidencia que la magnetización está controlada por la fase magnetita ((578,0±1,5)°C). La contribución porcentual de la fase magnetita a la susceptibilidad magnética es menor en el caso de los cristales de diámetro equivalente inferior a 0.3 mm, subgrupo que estaría conformado por miembros de dos poblaciones: una formada durante las primeras etapas de enfriamiento de la cámara magmática (temprana, de mayor K) y otra de carácter tardi-magmático (tardía, de menor K). Los cristales de mayor tamaño estarían casi exclusivamente conformados por miembros de la población temprana. La presencia de ambas poblaciones de cristales habría perturbado la distribución de tamaño de la magnetita, generando un comportamiento fractálico en lugar de la distribución semi-logarítmica observada en otros minerales (plagioclasa, biotita y anfíbola). Existe una relación directa entre la susceptibilidad magnética y los contenidos de Fe2O3(t) y TiO2 (R∼0.7 y R∼0.8, respectivamente); e inversa respecto al porcentaje de SiO2 (R∼0.7). Los coeficientes de correlación establecidos no permiten proponer a la susceptibilidad magnética como un indicador confiable de cambios geoquímicos dentro del plutón; lo que sería producto de la utilización de conjuntos independientes de sitios de muestreo y del bajo contraste geoquímico existente en el plutón La Gloria. Finalmente, a partir del estudio de los patrones de variación espacial de la susceptibilidad magnética, geoquímica y mineralogía magnética del plutón La Gloria, se ha sugerido la ocurrencia de procesos de migración tardía de material diferenciado desde una porción del plutón, en las que habría sido extraído del orden del 17% del material. El transporte habría ocurrido a través de diques capaces de canalizar el líquido residual del magma, a una temperatura de ~750°C y una cristalinidad sobre el 60%.

Geóloga / En intrusivos graníticos, la fugacidad de oxígeno (fO2) ejerce un control importante sobre la mineralogía. En particular, en intrusiones asociadas pórfidos cupríferos, su influencia sobre el transporte de metales y la formación de sulfuros magmáticos la convierte en una variable clave al estudiar la formación de este tipo de yacimientos. En el presente trabajo, se utiliza la oxibarometría de biotita para determinar la fO2 de cuerpos granitoides de Chile Central (plutón La Gloria y plutón San Gabriel) y el oeste de Estados Unidos (stock de Tyrone y stock de Hanover-Fierro), para lo cual se realizó un análisis de composición mineral de alta precisión con microsonda electrónica, se determinó la razón Fe3+/Fe2+ mediante espectroscopía Mössbauer y el contenido de hidrógeno (H) mediante análisis de reacción nuclear (NRA). La química mineral de las biotitas muestra que éstas poseen fracciones molares de Fe (XFe) entre 0.365 (La Gloria) y 0.457 (San Gabriel), razones de Fe3+/Fe2+ entre 0.48 (Hanover-Fierro) y 0.68 (La Gloria) y contenidos de hidrógeno correspondientes a entre 61% y 71% de OH en el sitio hidroxílico, lo que equivale a contenidos de agua en la estructura entre 2.32 %wt. (San Gabriel) y 2.73 %wt. (Tyrone). Mediante la aplicación del oxibarómetro de biotita se obtuvieron curvas de T-log(fO2) para los cuatro intrusivos estudiados, pudiendo calcularse fO2 definidas sólo para el plutón La Gloria, intrusivo estéril, y el stock de Hanover-Fierro, asociado a mineralización de Cu, con valores de ΔFMQ=3.79-4.10 y ΔFMQ=3.94-4.53, respectivamente, correspondientes a magmas altamente oxidados. El hecho de que tanto un cuerpo estéril como uno mineralizado presenten los mismos rangos de fO2 sugiere que este parámetro, si bien es necesario para el transporte de metales, podría no ser suficiente por sí solo para que se produzca desarrollo de mineralización de interés económico. Por su parte, las altas fO2 obtenidas pueden estar sobreestimadas debido a reequilibrio sub-sólidus de las biotitas, reflejando así procesos ocurridos durante el enfriamiento, o debido a sobreestimaciones en la fH2O, pues la fO2 obtenida para el plutón La Gloria supera en ~1.0 unidad logarítmica a las determinaciones previas realizadas para éste por Core (2004) y Cornejo & Mahood (1997). Realizando un análisis de sensibilidad, se comprobó que la razón Fe3+/Fe2+ en la biotita posee un efecto poco significativo en el cálculo de fO2 con el oxibarómetro de biotita, cuya magnitud depende del modelo de actividad de annita escogido, mientras que el contenido de H posee un efecto ligeramente mayor, mostrando que el método es más sensible ante las variaciones en este último parámetro. La fugacidad de agua (fH2O) influye fuertemente en el cálculo de la fugacidad de oxígeno, en especial a bajas presiones, pudiendo sobreestimarla si se presume una mayor profundidad de emplazamiento del intrusivo o nivel de saturación de agua. La temperatura también posee un alto impacto en las determinaciones de fO2, donde variaciones de tan sólo 50°C pueden producir diferencias de hasta 0.6 unidades logarítmicas en ésta a temperaturas magmáticas (~650-750°C), lo que la convierte en el parámetro más influyente. Las actividades de sanidina y magnetita, por su parte, no poseen un efecto significativo en la fO2. El estudio realizado constituye un aporte importante para futuras aplicaciones del oxibarómetro de biotita, cuantificando el efecto de los distintos parámetros involucrados en la determinación de la fugacidad de oxígeno, además de entregar nuevas mediciones precisas de fO2 en intrusivos graníticos estériles y asociados a pórfidos cupríferos, antecedente que contribuye al debate sobre el estado de oxidación de los magmas que originan este tipo de depósitos minerales.