Segregación y redistribución de fundidos residuales silícicos en el Plutón San Gabriel: un análisis textural cuantitativo a través del crystal size distribution

Abstract

El crystal size dristribution (CSD) es un análisis petrográfico cuantitativo del tamaño de cristales, el cual permite inferir las tasas de nucleación y crecimiento de las fases que conforman las rocas, mediante el cálculo de una pendiente e intercepto en un gráfico ln (población de cristales) v/s tamaño de cristales. Las variaciones en la distribución de tamaños permiten identificar qué proceso magmático estuvo involucrado en la génesis de la roca, tales como, sobre enfriamiento, fraccionamiento o acumulación de cristales, mezcla de magmas, entre otros. El Plutón San Gabriel es un intrusivo de edad miocena (~12-13 Ma) ubicado a 55 km al sur este de Santiago, Región Metropolitana, Chile. Investigaciones previas lo interpretan como un reservorio magmático emplazado en la corteza superior, el cual intruyó a las Formaciones Farellones y Abanico. En este ocurrieron procesos de diferenciación magmática poco profundos mediante cristalización fraccionada, llegando a generar magmas ricos en sílice (>70wt. %). El plutón se caracteriza por presentar amplias variaciones composicionales y texturales, donde la mayor fase cristalina presente es la plagioclasa. Se divide en 3 dominios magmáticos principales: Dominio Principal, Dominio Medio y Dominio Basal. En esta investigación se intenta encontrar evidencias de los procesos magmáticos que controlaron la evolución del reservorio, a través del CSD, complementándolo con análisis geoquímicos y texturales. Pese a que no hay gran cantidad de estudios que complementen el CSD con las variaciones geoquímicas, estas dos variables pueden estar estrechamente relacionadas. Al comparar este análisis cuantitativo con el análisis geoquímico de elementos mayores y menores de cada dominio se puede inferir qué proceso magmático fue el que originó cada uno de los dominios del plutón. Los resultados obtenidos del análisis petrográfico cuantitativo realizado solo en la fase de plagioclasa muestran distribuciones rectas y con concavidades que representan una cristalización homogénea (en equilibrio) y heterogéneas, donde pudieron actuar diversos procesos de diferenciación magmática. El dominio medio es el que presenta una menor pendiente, un menor intercepto y los tamaños de cristales más grandes de todo el plutón, representando una acumulación de cristales, consistente con las composiciones más básicas y altas concentraciones de Sr y Eu. El dominio basal es el que presenta una mayor variación en el tamaño cristales y las distribuciones más cóncavas del CSD, y su composición más diferenciada y mayores contenidos de elementos incompatibles como Rb, Ba, Zr y Th, lo que sugiere que correspondería a una acumulación de fundidos residuales silícicos resultantes del fraccionamiento de los otros dominios. El dominio principal, que se divide en 3 unidades (Unidad I, II y III), presenta una química similar en cuanto a elementos mayores y menores, pero con variaciones en las distribuciones del CSD. Los resultados sugieren que la Unidad I cristalizó de forma homogénea, mientras que las Unidades II y III sufrieron mayores tasas de sobre enfriamiento, consistente con su ubicación a los bordes del plutón. Así se confirma que el Plutón San Gabriel, fue una cámara magmática que se diferenció a nivel de emplazamiento, apoyando la noción de que los procesos magmáticos si pueden ocurrir en niveles someros, llegando generar magmas ricos en sílice.

El crystal size dristribution (CSD) es un análisis petrográfico cuantitativo del tamaño de cristales, el cual permite inferir las tasas de nucleación y crecimiento de las fases que conforman las rocas, mediante el cálculo de una pendiente e intercepto en un gráfico ln (población de cristales) v/s tamaño de cristales. Las variaciones en la distribución de tamaños permiten identificar qué proceso magmático estuvo involucrado en la génesis de la roca, tales como, sobre enfriamiento, fraccionamiento o acumulación de cristales, mezcla de magmas, entre otros. El Plutón San Gabriel es un intrusivo de edad miocena (~12-13 Ma) ubicado a 55 km al sur este de Santiago, Región Metropolitana, Chile. Investigaciones previas lo interpretan como un reservorio magmático emplazado en la corteza superior, el cual intruyó a las Formaciones Farellones y Abanico. En este ocurrieron procesos de diferenciación magmática poco profundos mediante cristalización fraccionada, llegando a generar magmas ricos en sílice (>70wt. %). El plutón se caracteriza por presentar amplias variaciones composicionales y texturales, donde la mayor fase cristalina presente es la plagioclasa. Se divide en 3 dominios magmáticos principales: Dominio Principal, Dominio Medio y Dominio Basal. En esta investigación se intenta encontrar evidencias de los procesos magmáticos que controlaron la evolución del reservorio, a través del CSD, complementándolo con análisis geoquímicos y texturales. Pese a que no hay gran cantidad de estudios que complementen el CSD con las variaciones geoquímicas, estas dos variables pueden estar estrechamente relacionadas. Al comparar este análisis cuantitativo con el análisis geoquímico de elementos mayores y menores de cada dominio se puede inferir qué proceso magmático fue el que originó cada uno de los dominios del plutón. Los resultados obtenidos del análisis petrográfico cuantitativo realizado solo en la fase de plagioclasa muestran distribuciones rectas y con concavidades que representan una cristalización homogénea (en equilibrio) y heterogéneas, donde pudieron actuar diversos procesos de diferenciación magmática. El dominio medio es el que presenta una menor pendiente, un menor intercepto y los tamaños de cristales más grandes de todo el plutón, representando una acumulación de cristales, consistente con las composiciones más básicas y altas concentraciones de Sr y Eu. El dominio basal es el que presenta una mayor variación en el tamaño cristales y las distribuciones más cóncavas del CSD, y su composición más diferenciada y mayores contenidos de elementos incompatibles como Rb, Ba, Zr y Th, lo que sugiere que correspondería a una acumulación de fundidos residuales silícicos resultantes del fraccionamiento de los otros dominios. El dominio principal, que se divide en 3 unidades (Unidad I, II y III), presenta una química similar en cuanto a elementos mayores y menores, pero con variaciones en las distribuciones del CSD. Los resultados sugieren que la Unidad I cristalizó de forma homogénea, mientras que las Unidades II y III sufrieron mayores tasas de sobre enfriamiento, consistente con su ubicación a los bordes del plutón. Así se confirma que el Plutón San Gabriel, fue una cámara magmática que se diferenció a nivel de emplazamiento, apoyando la noción de que los procesos magmáticos si pueden ocurrir en niveles someros, llegando generar magmas ricos en sílice.