El complejo volcánico Bahía Laura en la zona del distrito minero Manantial Espejo

Abstract

El levantamiento geológico detallado junto con el análisis petrográfico y geoquímico de las unidades litológicas relevadas en la zona del distrito minero Manantial Espejo, permitió plantear la evolución del volcanismo Jurásico en esa zona del Macizo del Deseado (Provincia de Santa Cruz, Patagonia argentina). Se interpretaron tres ciclos de actividad volcánica, favorecidos por la tectónica distensiva que dominó esta provincia geológica durante el Jurásico Medio a Superior. El primero, el Ciclo Volcánico Inferior, corresponde a la efusión de lavas de composición andesítica (Formación Bajo Pobre) con una intercalación de areniscas tufíticas y niveles de aglomerados volcánicos producto de remoción en masa. La efusión de estas lavas se produjo sobre un basamento conformado por esquistos y granitos. El segundo, Ciclo Volcánico Medio, se inicia con una ignimbrita de composición dacítica a la que le siguen dos unidades ignimbríticas riolíticas, denominadas 1 y 2. La Ignimbrita dacítica y la Ignimbrita riolítica 2, son rocas con fuerte soldamiento, texturas reomórficas y muy alta participación de cristaloclastos, características que indican una elevada temperatura de depositación a partir del colapso de columnas eruptivas de baja altura, de relativa baja energía, elevada densidad y un bajo contenido de gases, originadas a partir de fontanas tipo boiling-over. La Ignimbrita riolítica 1, intercalada entre las anteriores, se caracteriza por incluir grandes fragmentos líticos de naturaleza polimíctica, se correlaciona con las ignimbritas de extra-caldera formadas durante el colapso y erupción de la Caldera Cerro Primero de Abril, ubicada al norte del distrito Manantial Espejo, en las inmediaciones de Mina Martha. Continúa un período inter-eruptivo, durante el cual se depositan tufitas y travertinos que evidencian una actividad hidrotermal del tipo ?hot spring? controlada por estructuras de rumbo NNE y NNO a NO. El aporte de calor y la fuente de CO2 del sistema geotermal habrían estado vinculados a la desgasificación de un nuevo pulso de magma riolítico que marca el inicio del Ciclo Volcánico Superior, y que habría ascendido a través del mismo sistema extensional, evidenciado por diques riolíticos de rumbo NNO. El ascenso de lavas riolíticas dio lugar a la formación de dos centros volcánicos, el Centro Volcánico Norte, compuesto por un complejo extrusivo de domos riolíticos con depósitos de colapso tipo block and ash, y el Centro Volcánico Sur con el desarrollo de una compleja asociación de facies que sugieren que se trató de una erupción de tipo hidromagmática, con la formación de un aparato volcánico de tipo maar-diatrema al que se asocia un depósito de brecha constituida por fragmentos de lava acompañados por cantidades subordinadas de litoclastos de ignimbritas, tufitas y rocas laminadas silicificadas. Asociado a este evento explosivo se reconoció un depósito de tobas de caída con lapilli acrecionales que apuntan también a un probable origen hidromagmático. La interacción entre el magma y agua líquida sobrecalentada habría sido el responsable para la generación de esta erupción. Luego de un corto periodo de calma volcánica, la continuidad en el régimen deformacional distensivo permite nuevos asensos de magmas con la generación de nuevas unidades ignimbríticas riolíticas de similares características a las del segundo ciclo. El volcanismo andesítico a riolítico de la zona pertenece a una serie calcoalcalina de moderado a alto potasio, con afinidades de arco, mayoritariamente peraluminosas y subalcalinas. Dentro de este esquema, el Ciclo Volcánico Inferior es de composición netamente andesítica, el Ciclo Volcánico Medio registra la evolución de los magmas desde dacitas a riolitas y, por último, el Ciclo Volcánico Superior es típicamente riolítico en composición.

We assess the evolution of Jurassic volcanism in the lithological units outcropping in the Manantial Espejo mining district, by combining a detailed geological survey together with petrographic and geochemical analyses of this area of the Deseado Massif (Santa Cruz Province, Argentine Patagonia). Three volcanic cycles were identified, favored by the extensional tectonics occurring in this geological province in Middle to Upper Jurassic times. The first cycle, named Lower Volcanic Cycle, corresponds to the effusion of widespread andesitic lavas (Bajo Pobre Fm.) interspersed with fluvial reworked pyroclastic sandstones and mass-wasting related volcanic agglomerates. The effusion of these flows overlaid a basement formed by schists and granites. The second one, Intermediate Volcanic Cycle, started with a dacitic ignimbrite followed by two rhyolitic ignimbrites (named #1 and #2). The dacitic ignimbrite and the rhyolitic ignimbrite #2 are high grade, strongly welded flow tuffs with rheomorphic textures, with low proportions of lithoclasts and high amounts of crystalloclasts, all of which suggest high depositional temperatures and its formation from low eruptive columns with relatively low energy, high densities and low gas content (boiling-over type fountains). The rhyolitic ignimbrite #1, interspersed between the previous two, is characterized by the presence of large polymictic lithic fragments, and may be correlated with the extracaldera deposits formed during the collapse and eruption of the Cerro Primero de Abril Caldera, to the north of the Manantial Espejo district, in the vicinity of Martha Mine. This is followed by a new pause in volcanic activity, during which widespread reworked pyroclastic deposits and travertines were deposited. These hydrothermal deposits evidence the existence of hot-spring activity controlled by structures with NNE and NNW to NW orientation. The heat and CO2 for the geothermal system would have been linked to the degasification of a new rhyolithic magma pulse that marks the onset of the Upper Volcanic Cycle, and which would have ascended through the same extensional system, evidenced by rhyolitic dikes of NNW orientation. The ascent of new rhyolitic magmas though the dikes resulted in the formation of two volcanic centers, the Northern Volcanic Center, composed of an extrusive rhyolitic dome complex with associated block and ash deposits; and the Southern Volcanic Center, characterized by the development of a complex association of facies interpreted as part of a maar-diatreme volcano of hydromagmatic origin. A regionally distributed layer of ash-fall tuffs with accretionary lapilli associated with this explosive event was recognized. After a short period of volcanic calm (inter-eruptive period), the ongoing extensional regime allowed new magma batches to reach the surface resulting in new rhyolithic ignimbrites flow units overlaying the previously deposited units. These younger ashflow tuffs are also included in the Upper Volcanic Cycle; their characteristics are similar to those of the previous volcanic cycle and they are also interpreted as the result of boiling-over type pyroclastic fountaining. Finally, the andesitic to rhyolitic volcanism of the area is characterized by a calc-alkaline series with moderate to high potassium and a peraluminous signature and shows clear arc affinities. Within this scheme, the Lower Volcanic Cycle is andesitic in composition, the Middle Volcanic Cycle records the evolution of magmas from dacites to rhyolites and, finally, the Upper Volcanic Cycle has a typical rhyolitic composition.

O levantamento geológico detalhado juntamente com a análise petrográfica e geoquímica das unidades litológicas estudadas na zona do distrito mineiro Manantial Espejo permitiu propor a evolução do vulcanismo jurássico na área do Maciço do Deseado (Província de Santa Cruz, Patagônia Argentina). Foram interpretados três ciclos de atividade vulcânica, favorecidos pela tectônica distensiva que dominou esta província geológica durante o Jurássico Médio a Superior. O primeiro, o Ciclo Vulcânico Inferior, corresponde à efusão de lavas de composição andesítica (Formação Bajo Pobre) com uma intercalação de arenitos tufíticos e níveis de aglomerados vulcânicos, produto de remoção em massa. A efusão destas lavas foi produzida sobre um embasamento conformado por xistos e granitos. O segundo, Ciclo Vulcânico Médio, inicia-se com um ignimbrito de composição dacítica, seguido por duas unidades de ignimbritos riolíticos, denominadas 1 e 2. O Ignimbrito dacítico e o Ignimbrito riolítico 2 são rochas com forte soldagem, texturas reomórficas e muito alta participação de cristaloclastos, características que indicam uma elevada temperatura de deposição a partir do colapso de colunas eruptivas de baixa altura, baixa energia relativa, elevada densidade e um baixo conteúdo de gases, originadas a partir de fontes tipo "boiling-over". O Ignimbrito riolítico 1, intercalado entre os anteriores, caracteriza-se por incluir grandes fragmentos líticos de natureza polimítica, correlaciona-se aos ignimbritos de extra-caldeira formados durante o colapso e erupção da Caldeira Cerro Primero de Abril, localizada ao norte do distrito Manantial Espejo, nas imediações de Mina Martha. Continua um período inter-eruptivo, durante o qual se depositam tufos e travertinos que evidenciam uma atividade hidrotermal do tipo “hot spring” controlada por estruturas de sentido NNE e NNO a NO. O aporte de calor e a fonte de CO2 do sistema geotérmico estariam vinculados à desgaseificação de um novo pulso de magma riolítico que marca o início do Ciclo Vulcânico Superior, e que teria ascendido através do mesmo sistema extensional, evidenciado por diques riolíticos de sentido NNO. A ascensão de lavas riolíticas deu lugar à formação de dois centros vulcânicos, o Centro Vulcânico Norte, composto por um complexo extrusivo de domos riolíticos com depósitos de colapso tipo block and ash, e o Centro Vulcânico Sur com o desenvolvimento de uma complexa associação de facies que sugerem que se tratou de uma erupção do tipo hidromagmática, com a formação de um dispositivo vulcânico do tipo maar-diatrema ao qual se associa um depósito de brecha constituída por fragmentos de lava acompanhados por quantidades subordinadas de litoclastos de ignimbritos, tufos e rochas laminadas silicificadas. Associado a este evento explosivo, reconheceu-se um depósito de tufo de queda com lapilli acrecionais que apontam também a uma provável origem hidromagmática. A interação entre o magma e a água líquida superaquecida teria sido responsável pela geração desta erupção. Após um curto período de calma vulcânica, a continuidade no regime deformacional distensivo permitiu novas ascensões de magmas com a geração de novas unidades de ignimbritos riolíticos de características semelhantes às do segundo ciclo. O vulcanismo andesítico a riolítico da região pertence a uma série cálcio-alcalina de moderado a alto potássio, com afinidades de arco, majoritariamente peraluminosas e subalcalinas. Dentro deste esquema, o Ciclo Vulcânico Inferior é de composição claramente andesítica, o Ciclo Vulcânico Médio registra a evolução dos magmas de dacitos a riolitos e, por último, o Ciclo Vulcânico Superior é tipicamente riolítico em composição.