Evolución Geológica y Metalogénesis de los Andes Chilenos Margen Continental Activo “Tipo Andino” 1 CONFORMACIÓN GEOLÓGICA Y MORFOLÓGICA DE CHILE MARCO TECTONICO profunda fosa (Fosa Chile-Perú) que bordea el continente y define el límite entre las dos placas. profundidad de la fosa fuertemente influenciada por la presencia o ausencia de relleno sedimentario aportado por los ríos que desembocan en el Pacífico. en la zona sur, donde dominan los ríos caudalosos y los procesos erosivos son más intensos, la fosa se encuentra rellena por sedimentos y, consecuentemente, es menos profunda. en la zona norte, donde la tasa de erosión es muy baja, asociada a la extrema aridez del Desierto de Atacama y el número de cauces fluviales que alcanzan el océano son reducidos, la fosa es más profunda y se caracteriza por contener escasos sedimentos. Determinada, en gran parte, por su marco tectónico Ubicación en el borde occidental de la Placa Sudamericana (continental) limitada hacia el oeste la Placa de Nazca (placa oceánica) La forma como la placa continental Sudamericana interactua y ha interactuado en el pasado con la (s) placa (s) ubicada hacia el oeste y, la superposición en el tiempo de los procesos que han resultado de esta interacción, han determinado, predominantemente, la configuración actual del territorio nacional. Andes Centrales (02°-45° Lat. S) ejemplo clásico de un orógeno “simple” desarrollado en un margen convergente de placas cadena montañosa no-colisional (sin colisión o acreción de fragmentos continentales o terrenos exóticos), formada sobre un sistema de subducción de larga vida y activo en la actualidad. Caracterizada por la existencia de un enorme volumen de rocas ígneas generadas a lo largo de su historia geológica. Marco tectónico es común a toda la cadena andina, la evolución geológica tiene notables diferencias a lo largo de ella. ZONA DE SUBDUCCION Y MAGMATISMO ZONA DE SUBDUCCION Y MAGMATISMO gatilla la fusión del manto que es sólido, en zonas profundas del manto denominadas astenósfera, donde se dan las condiciones apropiadas de presión, temperatura y contenido de volátiles. los magmas de arco derivan de la fusión parcial del manto astenosférico, la cual es inducida principalmente por volátiles (agua) Esta fusión origina magma el cual asciende debido a su menor densidad, para formar volcanes (rocas extrusivas), si alcanza la superficie de la corteza terrestre, o plutones (rocas intrusivas) si se enfría en el interior de la corteza. 2 ZONA DE SUBDUCCION Y MAGMATISMO frente paralelo a la zona de subducción con actividad intrusiva y volcánica que arco magmático, actividad magmática volcanoplutónica de composición calcoalcalina (arco magmático), provee calor, fluidos y metales. La fuente de los metales asociados a los magmas pueden corresponder a: corteza oceánica subductada, la cuña de manto astenosférico sobre la placa en subducción y a rocas de caja a lo largo del camino de ascenso del magma y de los fluidos hidrotermales circulantes. CONFORMACIÓN GEOLÓGICA Y YACIMIENTOS DE CHILE Andes Centrales (02°-45° Lat. S) los más relevantes para la metalogénesis chilena La mayor parte de los depósitos metálicos tienen una relación genética y temporal con la actividad magmática origen de su contenido metálico de yacimientos se atribuye a procesos relacionados a la subducción a profundidad. Mayor parte riqueza mineral de Chile está constituida por varios depósitos gigantes de tipo pórfido cuprífero Incluyen los mayores depósitos de este tipo en el mundo Chuquicamata o El Teniente contienen > 50 millones de toneladas de Cu fino, mayores que los pórfidos cupríferos super-gigantes a nivel mundial. mayor parte de la producción cuprífera de Chile proviene de 16 pórfidos cupríferos, 12 en el Norte de Chile y 4 en la Zona Central CONFORMACIÓN GEOLÓGICA Y YACIMIENTOS DE CHILE La mineralización en regiones de convergencia de placas es típicamente de tipo hidrotermal Espacial y temporalmente con actividad ígnea intrusiva o extrusiva de naturaleza calco-alcalina. En ambiente intrusivo la mineralización es comúnmente de tipo pórfido abundantes evidencias de que los fluidos mineralizadores han derivado directamente de magmas hidratados en cristalización 3 ZONA DE SUBDUCCION Y MAGMATISMO Aguas Calientes &Laguna Lejía Active fumaroles “Pahohoe” volcanic sulfur flows Lastarria volcano an higlhy explosive dacite –andesite CVZ Holocene complex (25°S) Lastarria volcano Photo, J. A Naranjo 4 A 0 5 cm Lastarria is located along the edge of a zone of active magmatic “inflation” detected by satellite radar interferometry (Pritchard and Simons 2004) B Uturuncu A Lastarria Cordón del Azufre Lazufre C B MARCO TECTONICO Y SISMICIDAD genera fricción y deformación, se refleja en actividad sísmica y formación de montañas. Los sismos representan fracturas en la litósfera rígida. como resultado de la compresión asociada a la subducción se origina un permanente alzamiento de la cordillera (Tipo Andino) C Cerro Blanco Sismicity Global Network Convergencia origina acortamiento, deformación elástica intersísmica 5 Zona de ruptura del terremoto de Antofagasta Deformación co-sísmica. Recuperación parcial de la compresión permanente 6 * 1949, Ms=7.5 * 2003, M=7.8 7 Terremotos más profundos por liberación de fluidos Liberación de agua de los minerales hidratados presentes en la placa y transformación a rocas deshidratados (secas) Î tipo de metamorfismo. Pérdida de volumen – Implosión. April 1993 eruption, Lascar, largest recorded eruption in 150 years Column height: 25 km photos M Gardeweg 8 MLS observations of SO2 injected into stratosphere by Lascar volcano 44’ 67º 50’ 40’ 1993 pyroclastic flow Tumbres 23º18’ Talabre gorge 21 Apr 93 46h Pa Aguas Calientes 22 Apr 93 5831 m 22’ N 0 100h Pa 21 Apr 93 1 2 3 km Pampa Lejía LASCAR active crater 22 Apr 93 M Gardeweg, unpublished Quebrada Talabre Láscar Aguas Calientes 7 ka flows Volcanismo ocurre solo en zonas donde la placa presenta un ángulo de inclinación fuerte. En Chile ocurre una zona con subducción de pendiente suave entre Copiapó y Santiago, zona no volcánica. 1993 Láscar pyroclastic flow at Quebrada Talabre 9 Central Andean Volcanic Zone (CVZ) Central Chile Argentina Flat slab Region Southern Andean Volcanic Zone (CVZ) Angulo de subducción y segmentacion Marcada segmentación tectónica que coincide con variaciones del manteo de la zona de Benioff a lo largo de la zona de subducción Coinciden variaciones de la geometría de la placa de Nazca descendente y cambios en la fisiografía y geología a lo largo de Los Andes En Chile dos zonas con volcanismo activo: Arica a Copiapó: 18°-28° S y Santiago (33°) zona de subducción con 30° de manteo separadas por el segmento entre los 27° a 33° zona de subducción mantea entre 2° a 15° (subducción plana) sin volcanismo activo Sin depresión central 10 Northern SVZ Tansitional SVZ Central SVZ Southern SVZ Northern CVZ: andesitic Maipo stratovolcano (5290 m) and Diamante caldera, The caldera was the source of the 450 km3 Pudahuel rhyolite tuff (450 ± 60 ka) which covered a large part of the area now occupied by Santiago (Stern, 2004) Main tectonic segments and volcanic centers of the Southern Volcanic Zone Central SVZ centers Central SVZ volcanoes Tronador Calbuco Osorno Puerto Montt Puntiagudo Puyehue-Cordón Caulle Mocho-Choshuenco Lanín Quetrupillán Villarrica Pucón N Valdivia Lonquimay volcano 1888-1989 eruption of the Navidad crater, a parasitic cone of the Lonquimay volcano 11 Villarrica Central SVZ -The Pleistocene-Holocene Villarica volcano (m ) is one of the most active volcanoes of the Southern Andes. Its historical record(since 1558) includes 60 major eruptive events of mainly hawaian to strombolian type. Eruptive products are mainly basaltic andesites -As in Llaima, an extremely explosive phase occurred immediately after the last glaciation. The volcano has been the source of more 15 pyroclastic flows including the Licán( 13,7 ka) and Pucón (3,7 Ka) ignimbrites. -The volcanic edifice was destroyed twice by caldera collapse. The modern cone is younger than 3,7 ka Llaima (3124 m), one of the more active Central CVZ volcanoes. Age of the active cone is less than 3ka Llaima, 1991 Photo H Moreno December-March 1984/1985 Photo J A Naranjo Southern SVZ 09/9/1991 01:30 PM Hudson Volcano View from Coyhaique to the southwest Photo W . Keller Villarica crater & lava lake 12 Vn. Chaitén Mayo-Junio…… 2008 Llaima, Enero 2008 Domo Pre-erupción 13 DOMO 14 LA PLUMA LA PLUMA 31 de mayo 28 de mayo 26 mayo 2008 19 mayo 2008 15 16 Salar de Atacama Coastal Cordillera Cordillera Domeyko Central Depression L Cret-Pal foreland basin L Cenozoic fore-arc basin Western Cordillera Antofagasta KT event at 65 Ma no arc shift von Heune et al, 2004 Eocene arc L Cret - Pal Jur-ECret arc & intra-arcbackarc basin basins Jur-E Cret arc Arc migration after deformation 85 events beginning at Ma 43 Ma 26 Ma L Cenozoic arc (CVZ) Migration of the arc front in northern Chile has been associated to removal of forearc continental crust by subduction erosion 17 18 Erosión por subducción W E Las rocas pertenecientes al arco magmático del Jurásico a Cretácico Inferior se encuentran en el borde continental Sudamericano, relativamente cercanas a la fosa oceánica Arco magmático no se generó en el borde continental mismo, porque hoy existe una distancia del orden de 240 Km entre la posición de la fosa y el eje del arco magmático activo. Parte del borde continental ha sido erosionado por subducción como resultado de las condiciones de esfuerzo compresivo existentes en el margen activo desde el Cretácico Superior (subducción tipo Chileno). La subducción de sedimentos ha sido documentada por estudios geofísicos de la Fosa de Chile-Perú y se infiere la subducción de bloques de rocas continentales arrastradas en la zona de subducción La ausencia de sedimentos en la fosa al norte de Chile favorece la erosión por subducción. Zona de gran roce y compresión, sin lubricación En el sur de Chile la presencia de sedimentos actúa como lubricante entre las dos placas facilitando su deplazamiento Traza de Falla de de Atacama, Segmento Paposo, desplazamiento normal “down to the east” afectando red de drenaje, probablemente Holoceno 19 Eoceno Cretácico Mioceno Volcanismo Cuaternario S N Chile Centro Sur Norte Grande Profundidad Erosión Precipitación Intensidad de erosiónn 20 Northern Chile “erosive” margin (sediment-starved trench) Southern Chile “stable”margin (full trench) 21