Geochemistry of Cenozoic plutonic rocks in the extra-Andean southern Patagonia as evidence for a magmatic arc migration process Translated title: Geoquímica de rocas plutónicas en la Patagonia extra-andina, como evidencia de procesos de migración de arco magmático

Abstract

ABSTRACT In this work, we present the results of a petrographic and geochemical study that involves seven Cenozoic plutons located in a NS trending belt in western Patagonia, south of the present Chile Triple-Junction and to the east of the present magmatic arc. Four plutons were studied in the northern end, and three in the southern part of the belt. The petrographic and geochemical characteristics (major and trace element contents, εNdt, 87Sr/86Sr initial ratios), of these plutons are different enough to propose a further classification for them: Only the Monte Balmaceda intrusive complex in the southern end of the belt is alkaline (sensu stricto). The Río de Las Nieves and San Lorenzo plutons in the northern area, and the Torres del Paine intrusive complex, in the southern area have “intra-plate transitional” calc-alkaline affinity. Paso de Las Llaves and Cerro Negro del Ghío plutons in the northern area, and Cerro Donoso pluton in the southern area show “arc transitional” calc-alkaline character. The “transitional” character, together with the pluton’s location, and their regional geological context, can be explained by a Mio-Pliocene eastward arc migration coeval with the beginning of the Chile Rise subduction. A slab flattening hypothesis is favoured to explain the arc-migration, which together with the different length and time of arrival of the Chile Rise segments to the subduction zone, contributed to the heterogeneous geochemistry of the studied plutons.

Translated abstract

RESUMEN: En este trabajo se presentan resultados de un estudio petrográfico y geoquímico de siete plutones cenozoicos, que son parte de una franja de orientación N-S, ubicada en el trasarco actual de la Patagonia occidental, al sur del punto triple. Se estudiaron cuatro plutones en el sector norte y tres en el extremo sur de la franja. Las características petrográfícas y geoquímicas (elementos mayores y trazas, εNdt, y razones iniciales de 87Sr/86Sr) de esos plutones son lo suficientemente variadas como para proponer una subclasificación de ellos. Sólo el complejo intrusivo Monte Balmaceda, en el extremo sur, es alcalino (sensu stricto). Los plutones Río de Las Nieves y San Lorenzo, en el área norte, y el complejo intrusivo Torres del Paine, en el área sur, son calcoalcalinos “transicionales de intraplaca”. Los plutones Paso de Las Llaves y Cerro Negro del Ghío, en el área norte, y el plutón Cerro Donoso, en el área sur, son calcoalcalinos “transicionales de arco magmático”. El carácter “transicional” de los plutones, junto con su ubicación geográfica y contexto geológico regional, puede explicarse mediante una migración del arco magmático hacia el este, durante el Mioceno-Plioceno, coincidente con el comienzo de la subducción de la Dorsal Chile. La hipótesis de un aplanamiento del ángulo de subducción de la placa subductada es preferida para explicar la migración del arco hacia el este, la que además de la geometría y tiempos de llegada de los segmentos de la dorsal a la zona de subducción, contribuyeron a la heterogeneidad geoquímica de los plutones.