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Temporal evolution and spatial variation of early tertiary volcanism in the Patagonian Andes (40°S–42°30′S)

1988; Elsevier BV; Volume: 1; Issue: 1 Linguagem: Inglês

10.1016/0895-9811(88)90017-x

1873-0647

Carlos W. Rapela, Luís A. Spalletti, Julio C. Merodio, Eugenio Aragón,

Geology and Paleoclimatology Research

Early to mid-Tertiary igneous activity in the Cordilleran Series (CS) of the Patagonian Andes between 40°S–42°30′S shows spatial variation and temporal trends that can be correlated with crustal thickness and slab depth. Volcanism in this region is concentrated in two sub-parallel arcs, the Pilcaniyeu Belt to the east and the El Maitén Belt to the west. Compilation of available K-Ar data and paleogeographic constructions suggests three major periods of volcanic activity. The first is a Paleocene-Eocene (60-42 Ma) event which developed primarily in the Pilcaniyeu belt; the second (Oligocene, 33-23 Ma) event is now exposed primarily along the El Maitén Belt. Miocene volcanics (16-11 Ma) have also been found in the northern sector of the El Maitén Belt. After an overall decline in the magnitude of volcanism, the third period of volcanic activity reached its maximum during the Pliocene-Pleistocene as large stratovolcanoes were built along the North Patagonian Cordillera. Temporal variations in the lower Tertiary CS, determined by superposition in selected cross-sections, indicate that the major episodes begin with silicic associations (ignimbritic, plinian, and obsidian rhyolitic facies) and end with intermediate and basic lava flows (stratovolcanoes and monogenetic cones). K2O and total alkalis decrease southward for a given silica content in the Pilcaniyeu and El Maitén Belts. The calc-alkaline andesites of the northern sector (39°30′S–41°30′S) are similar to many other Central Andes series, but towards the south (Cholila) there are also sequences with mild tholeiitic affinities. Spatial variations in major element composition seem to be related to the southward decrease in thickness of the underlying sialic crust. Variations in subduction geometry during the Cenozoic possible correlate with the compositional recurrence observed in the Cordilleran Series. La actividad ígnea de las Series Cordilleranas durante el Terciario temprano a medio en los Andes Patagónicas entre 40°S y 42°30′S muestra variaciones espaciales y temporales que pueden interpretarse en términos de espesor cortical y subducción en el margen occidental de la Placa Sudamericana. El vulcanismo de esta región se ubica en dos arcos subparalelos: el cinturón de Pilcaniyeu al este y el cinturón de El Maitén al oeste. Edades isotópicas K-Ar y reconstrucciones paleogeográfícas sugieren tres períodos mayores de actividad volcánica. El primero (Paleoceno-Eoceno, 60-42 Ma) se desarrolló principalmente en el cinturón de Pilcaniyeu; el segundo (Oligoceno, 33-23 Ma) se presenta en el cinturón de El Maitén. Vulcanitas miocenas (16-11 Ma) se encuentran también en el sector septentrional de este último cinturón. Después de una declinación general en la magnitud del vulcanismo, comienza el tercer período, que alcanza su máximo durante el Plio-Pleistoceno con el desarrollo de grandes estratovolcanoes en la Cordillera Norpatagónica. Las variaciones temporales en las Series Cordilleranas del Terciario inferior indican que los episodios mayores comienzan con asociaciones silícicas (facies ignimbríticas, plinianas y de obsidianas riolíticos) y terminan con lavas básicas e intermedias (estravobolcanes y conos monogenéticos). En los cinturones de Pilcaniyeu y El Maitén se ha determinado que el K2O y los álcalis totales para un determinado contenido de SiO2 decrecen hacia el sur. Las andesitas calcoalcalinas del sector norte (39°30′S–41°30′S) son similares a las de las series volcánicas de los Andes Centrales. En tanto hacia el sur (Cholila) hay también sucuencias con suaves afinidades toleíticas. Las variaciones espaciales en elementos mayoritarios paracen relacionarse con el decrecimiento del espesor cortical hacia el sur. La recurrencia composicional de la Series Cordilleranas puede ser explicada por variaciones en la geometría de la subducción durante el Cenozoico.