Caracterización geológica y geomorfológica del Monte Submarino O’Higgins (32º50’S/73º38’O), Dorsal de Juan Fernández, Chile

Abstract

El monte O’Higgins (32º50’S/73º38’O) corresponde a uno de los quince montes submarinos, no subductado, emplazado en extremo oriental del Ridge de Juan Fernández (RJF), un ridge asísmico de orientación E-O situados sobre la placa de Nazca en el Pacífico sur. El origen de montes submarinos en un ambiente de intraplaca aún es materia de investigación, ya que existen diversas controversias en cuanto a su proveniencia, además de la escasa información geológica con la que se cuenta. El presente estudio busca contribuir con información sobre el origen del monte O’Higgins, los procesos petrogenéticos involucrados, de la dinámica tectónica a escala regional y global, y de los procesos geomorfológicos que lo han afectado a lo largo del tiempo, alimentando el debate sobre el origen y evolución de los montes submarinos en la placa de Nazca. Mediante análisis batimétricos de alta resolución y técnicas de retrodispersión acústica en el monte O’Higgins, se reconocieron diversas morfologías originadas por procesos volcánicos y sedimentarios tales como: flujos de lavas, conos volcánicos, terrazas, zona de Rift volcánico y zonas de escarpes, permitiendo éstos la inferencia de los procesos que han afectado en el modelado final del monte. Las rocas estudiadas en este trabajo corresponden a fragmentos volcánicos extrusivos de composición basáltica (determinado por asociaciones mineralógicas de livinopiroxenoplagioclasa), recuperados de una brecha sedimentaria dragada desde la cima del monte. La geoquímica indica una signatura alcalina típica de una fuente OIB, la cual se encuentra fuertemente enriquecida en elementos altamente incompatibles (LILE y HFSE) y tierras raras. Los diagramas de variación Gd/Yb versus La/Sm normalizados al condrito, acompañado de altos valores en el diagrama Fe/Mn versus MnO, indicarían que los magmas parentales de las rocas del monte O’Higgins derivarían de los diferentes grados de fusión parcial de una fuente del manto ligeramente heterogénea en cuanto a su composición. Adicionalmente, los gráficos molares y modelos de cristalización fraccionada muestran un claro control de fraccionamiento de olivino, clinopiroxeno y plagioclasa en los elementos Ca, Na, Fe, Mg, Ni, Co. Los resultados presentados en este trabajo permiten afirmar que el monte O’Higgins se habría formado en una etapa de volcanismo escudo y el proceso responsable de la diferenciación de las rocas del monte estaría asociado al fraccionamiento de olivino-clinopiroxeno-plagioclasa, con fuentes que derivarían de diferentes grados de fusión parcial. Finalmente, al comparar geoquímicamente el monte O’Higgins con otros montes submarinos e islas oceánicas pertenecientes al RJF, se determinó que los fundidos primitivos habrían tenido similar geoquímica y grados de fusión parcial, evidenciando posibles similitudes en la génesis de sus magmas a lo largo de toda la cadena volcánica.

El monte O’Higgins (32º50’S/73º38’O) corresponde a uno de los quince montes submarinos, no subductado, emplazado en extremo oriental del Ridge de Juan Fernández (RJF), un ridge asísmico de orientación E-O situados sobre la placa de Nazca en el Pacífico sur. El origen de montes submarinos en un ambiente de intraplaca aún es materia de investigación, ya que existen diversas controversias en cuanto a su proveniencia, además de la escasa información geológica con la que se cuenta. El presente estudio busca contribuir con información sobre el origen del monte O’Higgins, los procesos petrogenéticos involucrados, de la dinámica tectónica a escala regional y global, y de los procesos geomorfológicos que lo han afectado a lo largo del tiempo, alimentando el debate sobre el origen y evolución de los montes submarinos en la placa de Nazca. Mediante análisis batimétricos de alta resolución y técnicas de retrodispersión acústica en el monte O’Higgins, se reconocieron diversas morfologías originadas por procesos volcánicos y sedimentarios tales como: flujos de lavas, conos volcánicos, terrazas, zona de Rift volcánico y zonas de escarpes, permitiendo éstos la inferencia de los procesos que han afectado en el modelado final del monte. Las rocas estudiadas en este trabajo corresponden a fragmentos volcánicos extrusivos de composición basáltica (determinado por asociaciones mineralógicas de livinopiroxenoplagioclasa), recuperados de una brecha sedimentaria dragada desde la cima del monte. La geoquímica indica una signatura alcalina típica de una fuente OIB, la cual se encuentra fuertemente enriquecida en elementos altamente incompatibles (LILE y HFSE) y tierras raras. Los diagramas de variación Gd/Yb versus La/Sm normalizados al condrito, acompañado de altos valores en el diagrama Fe/Mn versus MnO, indicarían que los magmas parentales de las rocas del monte O’Higgins derivarían de los diferentes grados de fusión parcial de una fuente del manto ligeramente heterogénea en cuanto a su composición. Adicionalmente, los gráficos molares y modelos de cristalización fraccionada muestran un claro control de fraccionamiento de olivino, clinopiroxeno y plagioclasa en los elementos Ca, Na, Fe, Mg, Ni, Co. Los resultados presentados en este trabajo permiten afirmar que el monte O’Higgins se habría formado en una etapa de volcanismo escudo y el proceso responsable de la diferenciación de las rocas del monte estaría asociado al fraccionamiento de olivino-clinopiroxeno-plagioclasa, con fuentes que derivarían de diferentes grados de fusión parcial. Finalmente, al comparar geoquímicamente el monte O’Higgins con otros montes submarinos e islas oceánicas pertenecientes al RJF, se determinó que los fundidos primitivos habrían tenido similar geoquímica y grados de fusión parcial, evidenciando posibles similitudes en la génesis de sus magmas a lo largo de toda la cadena volcánica.