En la presente tesis se estudia e integra la petrogénesis de dos grupos de rocas ígneas cenozoicas de Chile central: (1) intrusivos syn- y post-mineralización del pórfido de Cu-Mo El Teniente (34º04’S70º21’W), y (2) unidades dispersas del área cordillerana entre 33º00’-34º30’S representativas del magmatismo de arco desarrollado entre el Oligoceno medio-Plioceno en el margen continental. El estudio de las primeras se realizó en base a determinaciones con técnicas microanalíticas en cristales de circón, para estudios de morfología y estructura cristalina, y análisis de composición química e isotópica. En el caso de las segundas, se realizó un muestreo a nivel regional en la zona comprendida entre 33º45’- 34º30’S y 70º20’-69º50’W y se aplicaron estas mismas metodologías y, además, determinaciones geocronológicas, químicas e isotópicas tradicionales. Los resultados globales obtenidos en este estudio, que incorpora la información existente en la literatura, muestran un condicionamiento de primer orden en la composición isotópica de los magmas andinos cenozoicos por dos grandes variables: (1) la arquitectura litosférica heredada, y (2) los procesos tectónicos mayores que han moldeado esta litósfera durante la construcción del orógeno moderno. Esto incluye tanto magmas estériles de la región como magmas asociados a la mineralización de pórfido cuprífero de El Teniente. Las unidades ígneas cenozoicas muestran una segmentación isotópica espacial y temporal en la región. Espacialmente, están delimitadas por la ocurrencia en dos porciones morfoestructurales distintas del orógeno: la Cordillera Principal occidental (CPW; formaciones Abanico y Farellones), y la Cordillera Principal oriental (CPE; series volcanosedimentarias mesozoicas). El magmatismo albergado por la CPE muestra una composición más enriquecida (εHfI:-4 a +4; εNdI:0 a +3) respecto de aquel albergado por la CPW (εHfI:+5 a +10; εNdI:+2 a +7). Temporalmente, esta segmentación desaparece cuando las unidades de ambas áreas comparten una composición enriquecida común (εNdI:-2 a +2), la que puede ser entendida como una expansión hacia el oeste de las signaturas de la CPE, en un proceso que ocurre como máximo a partir de los 4,8 Ma. Los antecedentes estudiados indican que la composición isotópica observada es, en gran medida, una característica primaria que resulta de la evolución temprana de los magmas que ascienden desde el manto en zonas MASH de la litósfera profunda. Bajo esta hipótesis, la segmentación espacial pre-4,8 Ma radica en diferencias composicionales, al menos isotópicas, del basamento bajo estas dos regiones. Se ha inferido que la expansión de la signatura enriquecida de la CPE hacia la CPW, desarrollada post-4,8 Ma, es el resultado de un transporte de material de este a oeste a niveles corticales profundos que es responsable, también, del alzamiento Andino en Chile central. Las rocas intrusivas del yacimiento El Teniente son parte del magmatismo desarrollado en la CPW (εHfI:+6,1 a +8,4). Sus cristales de circón muestran una serie de características morfológicas y composicionales que indican la conservación de una impronta primaria y descartan procesos de contaminación cortical significativos a través de la evolución magmática. Ellas indican, también, que la composición isotópica de Hf y O es heredada de la fuente. La signatura isotópica de Hf de estos magmas es indistinguible de aquella del magmatismo estéril precedente desarrollado en este sector. Ello sugiere una fuente común e indica que ambos eventos derivan del dominio MASH inferido bajo la CPW. Bajo el marco de la evolución tectónica y magmática cenozoica de Chile central, se ha considerado que la ocurrencia de fusión por deshidratación en este dominio es un proceso fundamental en la génesis de los magmas de El Teniente. Estos tendrían en mayor proporción un componente derivado de este proceso respecto del magmatismo cenozoico precedente, cuyo componente principal derivaría de la evolución de magmas ascendentes del manto. La modelación realizada del fraccionamiento isotópico de O en una reacción de este tipo indica que ésta puede producir fundidos con una signatura deprimida y en el rango composicional de las rocas de El Teniente. Los ~25 Ma de magmatismo que preceden la formación del yacimiento se consideran fundamentales en el enriquecimiento progresivo de la zona MASH bajo la CPW, convirtiéndola así en un reservorio fértil de donde extraer magmas potencialmente mineralizadores. En un área del margen continental bajo una misma evolución geológica, la fusión por deshidratación puede ocurrir a escala regional y explicar la generación simultánea de yacimientos a través de la CPW. Este proceso puede considerarse como clave en la generación de los depósitos gigantes de pórfido cuprífero, pero no exclusivo de la generación de los yacimientos este tipo.

Tesis (geólogo)--Universidad de Chile,1961

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.

Geólogo / El área correspondiente al sector de El Carrizo situada entre las coordenadas 28° 0 y 28° 33 de latitud sur y los 70° 45 y 70° 15 de longitud oeste, en la región de Atacama se encuentra escasamente estudiada a la fecha. En esta zona aflora una extensa área de rocas volcánicas estratificadas y volcano-sedimentarias que se disponen en franjas continuas en dirección NE-SW, interrumpidos por la presencia de importantes cuerpos plutónicos, en su mayoría graníticos. Esta zona (en particular su sector más occidental) es objeto de recientes estudios estructurales a nivel regional sobre la tectónica y deformación que afecta al área, donde se ha documentado la presencia de estructuras de inversión de cuencas cretácicas con una vergencia este. El presente trabajo busca, por un lado, caracterizar litológicamente un cuerpo intrusivo de importantes dimensiones denominado Plutón El Carrizo, localizado en el sector descrito, cuya característica principal es su disposición en planta en una dirección NE-SW, la cual coincide con la orientación de otros cuerpos intrusivos cercanos y además coincide con la disposición de las secuencias estratigráficas a las que intruye. Por otro lado, busca establecer una posible relación entre su particular morfología en planta con el régimen tectónico, es decir, se plantea la posibilidad de que el régimen estructural imperante haya determinado su forma en superficie. Esto se hará mediante la confección de un perfil estructural, el análisis de modelos análogos de cuerpos plutónicos alargados y de estudios gravimétricos de intrusivos aledaños que respetan la geometría que presenta el Plutón El Carrizo en planta. La obtención de datos en terreno permitió poder diferenciar entre 5 unidades, las cuales son Gabronorita de olivino, Meladiorita de anfíbola, Sienogranito de biotita, Microleucogranitos y Diques félsicos. Se plantean dos modelos para la formación del plutón. Por un lado que éste es un cuerpo que sufrió una diferenciación vertical producto de cristalización fraccionada, donde las primeras unidades en cristalizar serían las máficas y finalmente las félsicas. Por otro lado, se plantea un segundo modelo que sitúa una cámara magmática a una mayor profundidad en la corteza, y el Plutón El Carrizo sería el producto de los líquidos residuales generados por la diferenciación de ésta cámara. Dadas las relaciones de contacto observadas en terreno, los pulsos que forman el intrusivo estarían dados por las unidades máficas en una etapa inicial y las más félsicas en una etapa final. La confección de un perfil estructural en la, se pudo diferenciar 2 dominios de deformación, uno oriental, que se caracteriza por presentar poca deformación y otro occidental, donde la deformación es mayor. El Plutón El Carrizo se habría emplazado en un ambiente compresivo, su forma alargada sería el resultado de una baja tasa de inyección y una alta tasa de acortamiento, condiciones generadas por la inversión de la cuenca del Chañarcillo. Ese esfuerzo compresivo se habría transmitido por un nivel de despegue ubicado a aproximadamente 2 Km de profundidad, estimado a partir de espesores de las unidades a las que habría intruido el Plutón El Carrizo.