Petrogenesis of the Pleistocene Tronador Volcanic Group, Andean Southern Volcanic Zone

• Autores: Mauricio Mella, Jorge Oswaldo Muñoz Bravo, Mario Vergara Martínez, Erik Klohn, Lang Farmer, Charles R. Stern
• Localización: Revista geológica de Chile: An international journal on andean geology, ISSN 0716-0208, ISSN-e 0717-618X, Vol. 32, Nº. 1, 2005, págs. 131-154
• Idioma: inglés
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  • español

    El Grupo Volcánico Tronador (GVT) se ubica en la zona de transición entre el segmento central y el segmento sur de la Zona Volcánica Sur (ZVS) de los Andes, ca. 50 km al oriente del frente volcánico actual. El GVT incluye, desde más antiguo a más joven, al complejo volcánico Steffen (CVS) y la unidad Garganta del Diablo (UGD; »1,3 Ma), ambos profundamente erosionados y edificados en el Pleistoceno Inferior, al complejo volcánico Tronador, construido en el Pleistoceno Medio (CVT; <1,0 Ma - »300 ka), y el cono monogénico posglacial Fonck. Las variaciones petrogenéticas temporales detectadas desde las rocas más antiguas hasta las más jóvenes son similares a las observadas a lo ancho del arco volcánico activo de la SVZ, desde los centros del frente volcánico hasta aquellos ubicados detrás del frente, y son consistentes con una disminución del aporte de fluidos derivados desde la placa subductada, con la consecuente disminución del porcentaje de fusión parcial de la fuente de los magmas. Los basaltos y andesitas basálticas relativamente empobrecidos (K2O<0,96 %; Rb<26 ppm; La<14,6 ppm) del Grupo I, y los miembros más diferenciados con contenidos medios de potasio, formaron los CVS y la UGD durante el Pleistoceno Inferior. Estas rocas tienen razones Ba/La>20 similares a aquellas del frente volcánico actual, pero mayor razón La/Yb y menor contenido de Yb, consistentes con 10% de fusión parcial de manto astenosférico de tipo peridotítico con presencia de granate, seguido por 20% de cristalización fraccionada de olivino, clinopiroxeno y plagioclasa. Por su parte, las rocas básicas más jóvenes del CVT, también agrupadas en el Grupo I, tienen similar razón Ba/La, más alto contenido de Yb y fueron generadas por un porcentaje menor (7%) de fusión parcial de manto astenosférico libre de granate, a una profundidad menor que las anteriores. En el Pleistoceno Medio (»500-300 ka, las unidades Tronador II y III del CVT), basaltos relativamente enriquecidos (K2O>0.96%; Rb>31 ppm; La>20 ppm), agrupados en el Grupo II, con características geoquímicas similares a los centros volcánicos al este del frente volcánico actual (Ba/La<20), fueron generados en conjunción con basaltos del Grupo I. La generación de los magmas formadores de los basaltos del Grupo II es consistente con 5% de fusión parcial de manto más seco y con presencia de plagioclasa, a una menor profundidad y con menor participación de fluidos derivados desde la placa subductada, en comparación con los basaltos del Grupo I. Aunque estos cambios petrogenéticos serían graduales, el volumen relativo de magma eruptado a lo ancho del arco volcánico de la ZVS, a estas latitudes, cambió en el Pleistoceno Medio alto (después de »300 ka), con la completa extinción de la actividad del CVT y el inicio de la construcción de los volcanes Osorno y Calbuco en el frente volcánico actual.l CVT y el inicio de la construccion de los volcanes Osorno y Calbuco en el frente volcanico actual.

  • English

    The Tronador Volcanic Group (TVG) is located in the transition between the central and southern segment of the Andean Southern Volcanic Zone (SVZ), »50 km to the east of the current volcanic front. The TVG includes, from older to younger, the deeply eroded Early Pleistocene Garganta de Diablo unit (GDU; »1.3 Ma) and Steffen volcanic complex (SVC), the Middle Pleistocene Tronador Volcanic Complex (TVC; <1.0 Ma to »300 ka), as well as the post-glacial Fonck monogenic volcanic cone. Temporal petrochemical variations observed for older compared to younger samples from the TVG are similar to differences occurring across the active southern SVZ arc, from the current volcanic front to centers east of the front, and consistent with decreasing input of slab-derived fluids, and consequently decreasing percent of partial melting of the mantle source of the TVG. Relatively depleted (K2O<0.96 wt %; Rb<26 ppm; La<14.6 ppm) Group I basalts and basaltic andesites, and medium-K more differentiated rocks, were erupted to form the GDU and SVC during the Early Pleistocene. These have Ba/La>20 similar to the current volcanic front, but higher La/Yb and lower Yb, consistent with their genesis by 10% partial melting of subarc garnet-peridotite mantle, followed by 20% fractional crystallization involving olivine, clinopyroxene and plagioclase. Younger TVC Group I basic rocks have similar Ba/La, but higher Yb, and were generated by slightly lower degrees (7%) of partial melting in shallower garnet-free mantle. Beginning in the Middle Pleistocene (»500-300 ka, Tronador II and III units of the TVC) relatively enriched (K2O>0.96 wt %; Rb>31 ppm; La>20 ppm) Group II basalts, with geochemical characteristics similar to volcanic centers east of the current volcanic front (Ba/La<20), were erupted together with Group I basalts. The generation of Group II rocks are consistent with 5% partial mantle melting in drier and shallower plagioclase-bearing mantle modified by less fluids derived from the subducted slab than involved in the generation of Group I rocks. Although these petrochemical changes were gradual, the relative volume of magma erupted across this region of the SVZ arc changed in the late Middle Pleistocene, after »300 ka, with the nearly complete termination of volcanic activity in the TVG and growth of Osorno and Calbuco volcanoes along the current volcanic front at this latitude.