Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias, Mención Geología / Memoria para optar al título de Geólogo / El Volcán Villarrica es uno de los más activos de los Andes (ciclos de reposo de ~5.3 años), eruptando productos de composiciones basálticas a andesíticas basálticas, con estilos desde hawaiiano a estromboliano vigoroso. Estas características lo hacen un lugar destacado para determinar los parámetros pre-eruptivos y los procesos involucrados en sus erupciones. En esta tesis se compara la geoquímica de roca total y las abundancias, texturas y composiciones minerales de las lavas más relevantes del siglo XX, que fueron eruptadas en 1921, 1948 y 1971. Las lavas analizadas muestran un rango restringido en las composiciones de roca total (51.7-52.4 wt. % SiO2), sin embargo, presentan la siguiente tendencia creciente del contenido de MgO: ~5.3 wt % MgO (1921), ~6.0 wt % MgO (1971) and ~7.0 wt. % MgO (1948). Dos grupos de composiciones de plagioclasas se observan en todas las lavas: pobres en anortita (~An60) y ricas en anortita (~An80). Las composiciones pobres en anortita son las más abundantes en todas las lavas y fueron comúnmente formadas en las etapas tempranas (núcleos) y en las últimas etapas (bordes externos y fenocristales pequeños y casi no zonados) de cristalización de plagioclasa, mientras que las plagioclasas ricas en anortita se formaron alrededor de núcleos pobres en anortita o como cristales aislados durante etapas intermedias. Las temperaturas de equilibrio de plagioclasa-olivino-clinopiroxeno son de aproximadamente 1090 °C y fueron obtenidas en clots de cristales de las tres lavas. Los cálculos termométricos obtenidos con simulaciones de MELTS de formación de plagioclasa indican un calentamiento (thermal mixing) del reservorio a ~0.5 kbar de unos 100 °C con respecto a las temperaturas de los clots cristalinos. La incorporación de pequeñas cantidades de magma máfico más rico en volátiles y más caliente, de composición similar (cryptic mixing), en el reservorio del Villarrica, podría también calentarlo, probablemente, de una manera más eficiente que con la sola conducción de calor. Una interacción más larga del magma máfico caliente con el reservorio podría provocar cristalización de plagioclasa rica en anortita, disolución de plagioclasa pobre en anortita (es decir, un aumento de la razón modal de rica en An/pobre en An) y una modificación composicional hacia composiciones más ricas en MgO y volátiles, que últimamente resultarían en una mayor intensidad de la erupción.

El presente trabajo comprende el estudio de un enjambre de diques máficos, para los cuales se presume un origen común, localizados en el extremo oriental del Complejo Plutónico Illapel (CPI, 31°25' – 32°30'S), con el objetivo de determinar si las texturas y estructuras internas de éstos permiten definir la existencia de un flujo magmático. Como este fue el caso, se planteó la posibilidad de estimar la dirección del vector que domina dicho flujo como un nuevo objetivo. Adicionalmente, se estudiaron las variaciones composicionales, texturales y mineralógicas en secciones transversales de un subconjunto de los dique es con el objetivo de interpretar algunos de los procesos involucrados en su construcción. Para estos fines se han planteado una serie de metodologías, entre las cuales se cuenta el análisis digital de microfotografías mediante el uso del software de procesamiento de imágenes ImageJ para: (i) la estimación de la proporción y distribución de tamaño de minerales opacos; y, (ii) la determinación de la dirección del eje mayor de cristales de plagioclasa con el propósito de definir estadísticamente una lineación que responda a la dirección del transporte magmático y que por consiguiente, pueda representar un vector de flujo. La primera de dichas metodologías permite facilitar la tarea de estimar proporción y distribución de tamaño de minerales opacos, reduciendo el error humano asociado a otros métodos y el tiempo de análisis hasta la obtención de los resultados, convirtiéndose en una herramienta útil en lo que se refiere a estudios paleomagnéticos. La segunda, se ha evaluado a través de la comparación con resultados obtenidos en base a otras metodologías estudiadas previamente por otros autores: (i) Imbricación de las foliaciones magnéticas (Geoffroy et al., 2002); (ii) Flujo siguiendo la dirección del eje principal menor de susceptibilidad magnética (K1); y (iii) Sentido de flujo en base a observaciones de afloramiento (Correa-Gómes et al., 2001) y se ha llegado a la conclusión de que al menos para dos de los diques estudiados la orientación de cristales de plagioclasa determinada puede corresponder a la realidad denotando un flujo magmático subvertical. Sin embargo, para mejorar los resultados se hace necesario establecer un plano adecuado para la medición de la orientación de los cristales, el cual puede ser el plano perpendicular al eje principal mayor de susceptibilidad magnética (K3). Algunos de los diques estudiados tienen un origen sinplutónico y otros, postplutónico. Entre estos últimos, existe un par que se habría formado por una dilatación de sus paredes en una dirección oblicua a su rumbo. Por otra parte, las texturas observadas en todos los diques son de origen ígneo y algunas de ellas dejan en evidencia un flujo magmático que habría generado diferenciación (efecto Bagnold) concentrando los fenocristales en la región central y aumentando la proporción de SiO2 y Al2O3 desde los márgenes hacia el centro en al menos uno de los diques.