Eocene-Miocene Longitudinal Depression and Quaternary volcanism in the Southern Andes, Chile (33-42.5°S): a geochemical comparison

Abstract

ABSTRACT. The Southern Andes Eocene-Miocene volcanism comprises a series of paleo-volcanic belts striking N-S to N10°E. Along the longitudinal depression of central-south Chile, remnants of this volcanism are distributed between about 33° and 42.5°S. Basalts and basaltic andesites predominate north of 37°S, while andesites and dacites do it south. This general trend is opposite to that of the Southern Volcanic Zone (SVZ) Quaternary volcanism (33-46°S), where andesites and dacites predominate north of 37°S and basalts and basaltic andesites do it south of this latitude. Except for those Eocene-Miocene basalts and basaltic andesites found at 35.7°S, basaltic rocks From the Longitudinal Depression Volcanic Belt are similar in major and trace elements, and in Sr-, Nd-, and Pb-isotopes to the so-called type-1 (incompatible element depleted) Quaternary minor eruptive centres basaltic rocks from the central province (37-41.5°S) of the SVZ. The 35.7°S basaltic rocks from the longitudinal depression have REE patterns that mimic those of some ocean Floor basalts. The Sr- and Nd-isotope compositions of the type-1 Quaternary minor eruptive centres and basaltic rocks from the 33-33.5°S area of the Longitudinal Depression Volcanic Belt are similar to those of OIS from the Juan Fernandez archipelago and E-MOR S rocks from the Chile Ridge. On the contrary, basaltic andesites and dacites from the 41.5-42.5°S area of the belt are significantly enriched in radiogenic Sr. Andesites and dacites from the 37.5-39°S area are geochemically and isotopically similar to Quaternary andesites and dacites from the Nevados de Chillan Volcanic Group (36.8°S), which are one of the isotopically most primitive andesites and dacites from the SVZ of the Andes. RESUMEN. Volcanismos eoceno-mioceno de la Depresion Longitudinal y Cuaternario en los Andes del Sur, Chile (33-42,5°): una comparacion geoquimica. El volcanismo eoceno-mioceno de los Andes del Sur, comprende una serie de paleo-cinturones volcanicos, de orientacion N-S a N10°E. A lo largo de la depresion longitudinal, restos de este volcanismo estan distribuidos, aproximadamente, entre las latitudes 33° y 42,5°S. En este cinturon volcanico, basaltos y andesitas basalticas predominan al norte de los 37°S, mientras que andesitas y dacitas lo hacen al sur de esta latitud. Esta tendencia general es opuesta a la presentada por el cinturon volcanico cuaternario, donde andesitas y dacitas predominan al norte de los 37°S, mientras que los basaltos y andesitas basalticas lo hacen al sur de esta latitud. Exceptuando los basaltos y andesitas basalticas, eocenos-miocenos, ubicados en la latitud 35,7°S de la depresion longitudinal, las rocas basalticas de este cinturon volcanico son semejantes, en elementos mayores y trazas y en razones isotopicas de Sr, Nd y Pb, a las rocas basalticas del llamado tipo-1 (empobrecidas en elementos incompatibles) de los centros eruptivos menores cuaternarios de la provincia central (37-41,5°S) de la Zona Volcanica Sur (ZVS) de los Andes. Las rocas basalticas, ubicadas en la latitud 35,7°S presentan patrones de tierras raras semejantes al de algunas rocas basalticas de fondo oceanico. Las razones isotopicas de Sr y Nd, de los centros eruptivos menores cuaternarios del tipo-1 y rocas basalticas del sector 33-33,5°S de la depresion longitudinal, son semejantes a las de los basaltos del archipielago de Juan Fernandez y a rocas basalticas, tipo E-MORB, de la Dorsal de Chile. Sin embargo, las andesitas basalticas y dacitas del sector 41,5-42,5°S de este cinturon volcanico estan enriquecidas, significativamente, en Sr radiogenico. Las andesitas y dacitas del sector 37,5-39°S de la depresion longitudinal son, geoquimica e isotopicamente, semejantes a las andesitas y dacitas cuaternarias del grupo volcanico de los Nevados de Chillan (36,8°S), las cuales constituyen las andesitas y dacitas mas primitivas, isotopicamente, de la ZVS de los Andes.