Andean Geology (Jan 2010)
Prehnite-pumpellyite facies metamorphism in the Cenozoic Abanico Formation, Andes of central Chile (33°50'S): chemical and scale controls on mineral assemblages, reaction progress and the equilibrium state Metamorfismo de facies prehnita-pumpellyita en la Formación Abanico del Cenozoico, Andes centrales de Chile (33°50'S): controles químicos y de escala sobre las asociaciones minerales, el progreso de la reacción y el estado de equilibrio
Abstract
In the El Volcan and Rodeo de los Bueyes areas, Andean Principal Cordillera (east of Santiago; 33°50'S), an Upper Oligocene-Lower Miocene volcanic series belonging to the Abanico Formation (Late Eocene-Early Miocene) is exposed. The rock successions outcropping in both areas, ca. 3,300 m total thickness, have been affected by very low-grade, non-deformative metamorphism in the prehnite-pumpellyite facies. This is represented by the widespread development of secondary mineral assemblages composed of epidote, mixed-layer chlorite-smectite, albite, quartz, white mica, and titanite. These mineral assemblages also contain pumpellyite, prehmte or prehnite+actinolite in a few samples. Chemical characteristics, such as low compositional variability of mixed-layer chlorite-smectite and actino-lite independent from the metadomain where these phases are hosted, along with a high proportion of chlorite layers in the former, suggest that these phases closely represent the whole rock effective bulk composition. On the contrary, pumpellyite compositions show a higher variability and a strong metadomain control evidencing its lower equilibration kinetics and leaving only those that grow in the rock matrix as the more closely representative of a whole rock effective bulk compositional control. Mineral assemblages from both areas show evidence of having been formed during the same metamorphic event where reactions have ocurred equivalently between them. However, local differences in chemical variables controlling this process are recognizable. A higher CO2 concentration in the fluids during the metamorphism in the El Volcán area than in the Rodeo de los Bueyes area is suggested by the scarce development of prehnite and the ubiquitous presence of calcite in the metamorphic assemblages of the former. Pressure and temperature of this metamorphic event have been roughly estimated to be lower than 2-3 kbar and 320°C, respectively.En las areas de El Volcán y Rodeo de los Bueyes, Cordillera Principal al este de Santiago (33°50'S), aflora una serie volcánica del Oligoceno Superior-Mioceno Inferior perteneciente a la Formación Abanico (Eoceno Tardío-Mioceno Temprano). Las sucesiones de roca expuestas en ambas areas, de ca. 3.300 m de espesor total, fueron afectadas por metamorfismo no deformativo de muy bajo grado en facies prehnita-pumpellyita. Esto está representado en el desarrollo extensivo de arreglos de minerales secundarios formados por epidota, inter-estratificados de clorita-esmectita, albita, cuarzo, mica blanca, y titanita. Estos arreglos minerales contienen además pumpellyita, prehnita o prehnita+actinolita en algunas muestras. Las características químicas tales como una baja variabilidad composicional de los interestratificados de clorita-esmectita y actinolita independientemente del dominio donde se hospedan estas fases, junto con una alta proporción de capas de clorita en las primeras, sugieren que estas fases representan cercanamente la composición efectiva de la roca total. Por el contrario, la composición de las pum-pellyitas muestra una mayor variabilidad y un fuerte control del metadominio donde éstas se desarrollan evidenciando una baja cinética de equilibrio y dejando sólo a aquellas desarrolladas en la matriz como formadas bajo un control composicional efectivo de la roca total. Los arreglos minerales de ambas areas muestran evidencias de haberse formado bajo un mismo evento metamórñco bajo el cual las reacciones se han desarrollado de manera equivalente. Aún así se reconocen diferencias químicas locales que controlan este proceso. Una mayor concentración de CO2 en los fluidos durante el metamorfismo en el area de El Volcán, con respecto al area de Rodeo de los Bueyes, se ve representada en la presencia escasa de prehnita, y abundante de calcita, en sus asociaciones minerales. La presion y temperatura de este evento metamórfico han sido gruesamente estimadas en valores inferiores a 2-3 kbar y 320°C, respectivamente.
