ARCOS MAGMATICOS MESO-CENOZOICOS DEL PERÚ INTRODUCCIÓN Debido a la actividad ígnea en los arcos magmáticos y sus trasarcos magmáticos es que se forma la corteza continental y muchos de los depósitos de minerales. Actualmente en el Perú la forma del arco magmático es una franja y no una línea de volcanes (Mamani et al., 2010), tiene una ancho promedio de 60 km. El frente magmático marca la frontera entre el flujo de calor bajo, en el antearco y el flujo de calor alto, debajo del arco magmático y la región de trasarco.
La actividad magmática está concentrada próxima al frente magmático. El frente magmático esta ubicado a 124 ± 20 km sobre la zona sísmica inclinada (David, 2007), y esta relación quizás varia sistemáticamente con alguna variable de subducción, tales como la velocidad de convergencia o edad de la litosfera subducida.
Una corteza espesa es muy difícil de ser atravesada por los magmas máficos, especialmente si esta corteza continental es de baja densidad, por lo tanto, los magmas tienden a almacenarse en la corteza, donde allí se fraccionan y asimilan. Los diagramas útiles para la distinción y clasificación de los magmas de arcos usando los análisis de elementos mayores (Fig. 2) es el de K2O (wt%) versus SiO2 (wt%) y usando los análisis de elementos traza (Fig. 3) es el de Zr/TiO2 versus Nb/Y. Los magmas de arco en zonas de subducción contienen mas de 5 (wt%) de H2 Muchos trabajos sugieren que los yacimientos peruanos con diferentes tipos de ocurrencias metálicas (Fig. 4), están espacialmente, temporalmente y probablemente genéticamente relacionados a los procesos de los arcos magmáticos (Clark et al., 1990; de Haller et al., 2006; Cobeñas, 2008; Casaverde et al., 2004; Hennig, 2005; Longo, 2005; Winter, 2008; Bendezú, 2007, Bissig & Tosdal, 2009; Chiaradia et al., 2010). Por lo tanto, para entender la metalogenia peruana es importante conocer la distribución temporal y espacial del magmatismo en el Perú. O (Jonson et al., 1994) La zona de trasarco está ubicada detrás del arco magmático y puede mostrar un amplio rango de magmatismo y estilos tectónicos, dependiendo de la clase de esfuerzo en las márgenes convergentes (Jarrard, 1986). Los arcos con alto esfuerzo como los arcos de Anta-Pativilca, Tacaza-Calamarca, Huaylillas-Calipuy, Barroso inferior, Barroso superior y el Arco Frontal quizás están asociados con trasarcos plegados y fallados, además estos arcos contribuyeron al desarrollo de un sistema de cuencas antepaís detrás del arco magmático.
Muchos trabajos sugieren que los yacimientos peruanos con diferentes tipos de ocurrencias metálicas (Fig. 4), están espacialmente, temporalmente y probablemente genéticamente relacionados a los procesos de los arcos magmáticos (Clark et al., 1990; de Haller et al., 2006; Cobeñas, 2008; Casaverde et al., 2004; Hennig, 2005; Longo, 2005; Winter, 2008; Bendezú, 2007, Bissig & Tosdal, 2009; Chiaradia et al., 2010).
Por lo tanto, para entender la metalogenia peruana es importante conocer la distribución temporal y espacial del magmatismo en el Perú. El rango temporal que se asigna a la evolución de los arcos magmáticos están en base al cartografiado de superunidades-unidades de rocas intrusivas y volcánicas, cartografiado de los aparatos y complejos volcánicos distinguibles, geocronología de las rocas ígneas, análisis de cuencas sedimentarías meso-cenozoicas que registran la evolución del volcanismo, análisis tectónico de los principales sistemas de fallas, análisis químicos de elementos mayores-elementos traza, análisis de isótopos de Sr-Nd-Pb, y datos geofísicos de gravimetría realizados por los diferentes proyectos de la Dirección de Geología Regional del Instituto Geológico, Minero y Metalúrgico (INGEMMET). A pesar de la continuidad de la subducción de la placa Nazca (Farallón) debajo del continente sudamericano durante el Cretácico superior y el Cenozfiico, el magmatismo, esencialmente calcoalcalino. La edad y el volumen relativo correspondiente a cada uno de estos episodios pueden ser interpretados como consecuencias de la velocidad de convergencia entre ambas placas. Los periodos con velocidad de convergencia alta (> 1Q cdaño) están caracterizados por las pulsaciones más importantes envolumen, mientras que los períodos de aparente inactividad magmática esthn asociados a períodos de velocidad de convergencia relativamente baja (c 7 cm/ año). El periodo de calma magmática entre 30 y 25 Ma, que es notable en todos los Andes centrales, puede ser interpretado como una consecuencia de una velocidad de convergencia muy baja asociada al bloqueo de la zona de expansión ocyånica Pacífico-Farallón hace 30 Ma. Hasta el Eoceno medio, la migración del arco magmático es poco importante: durante el periodo inicial de formación del batolito de la costa (102 a 77 Ma), el frente interno del magmatismo (FIM) (su primera aparición hacia la fosa) queda fijo, mientras que su frente externo (FEM) (su Última aparición hacia el escudo brasilero) migra a 0.4 km/Ma. Luego, durante el segundo período de formación del batolito (74 a 49 Ma), el FIM y el FEM migran paralelamente a f 1 Km/Ma. El cambio fundamental ocurre en el Eoceno superior con un ensanchamiento muy importante del arco: el FIM migra ligeramente hacia el Oeste y el FEM migra nitidamente hacia el Este, hasta llegar a la parte occidental del Altiplano. Este cambio es interpretado como una consecuencia de un aumento de la velocidad de convergencia. Luego el FIM se estabiliza a partir de 35 Ma, mientras que el FEM sigue migrando hacia el Este para llegar 8 la vertiente amaz6nica de la Cordillera Oriental durante el Mioceno medio. EI término del magmatisma durante el Pliocene, a nivel del per^ central, está asociado a la llegada alnivel de la fosa delaprolongaciónEste y Noreste deladorsaldeNazca actual, que conduce a una subducción "anormal" sub-horizontal.
ARCOS MAGMATICOS ARCO MAGMATICO ANTA PATIVILCA: 30 – 42 MA. (EOCENO SUPERIOROLIGOCENO INFERIOR) Conformado por once centros volcánicos principales, siendo los siguientes Están presentes los yacimientos de pórfidos de Cu-Au, Cu-Mo, Cu-Mo-Au. En el arco frontal, Presenta gabros, dioritas, granodioritas, monzogranito, tonalita calcoalcalina. En el Tras-arco, presenta, granodioritas, leucogranitos calcoalcalinos. SECTOR OCCIDENTAL GRUPO RIMAC (Eoceno - Oligoceno) a.-serie tobacea.- unidades de tobas pardo grisaceas y blanquecinas de composicion riolitica y dacitica. Al este de Huarochiri. b.- Serie volcanico sedimentaria.- parte superior del grupo rimac. En langa se muestra bien estratificada las limonitas gris verdosa, con coloraciones rojizas y anaranjadas; areniscas feldespaticas con cuarzo y matriz tobacea en estratificacion delgada y sobre ellos una secuencia de volcanicos tobaceos porfiroides de color violaceo, con plagioclasas, ortosas y volcanicos oscuros igualmente porfiroides, bien alterados. GRUPO COLQUI (Eoceno – Oligoceno) Se designan una gruesa secuencia (100m-400m) de unidades volcanicas con derrames andesiticos gris porfiriticos que alternan, en menor proporcion, con tufos finos redepositados, gris verdosos; tufos lapilliticos pardo blanquecinos; aglomerados volcanicos y ocacionalmente con capas de calizas y areniscas gris verdosa y violacea. Esta litologia, que aflora en el area de la ina colqui, esta afectada por pliegues, fallas e intrusiones igneas; se extiende hacia el SE, el area de Sheque, y mas al sur hasta el valle del rio Rimac, donde descansa concordante sobre el Grupo Rimac. VOLCANICO MILLOTINGO (Oligoceno Superior – Mioceno inferior) Secuencia de rocas volcanicas, mayormente lavicas, cuyos centros de emision han aportado una sucesion de derrames andesiticos y riodaciticos, ocacionalmente traquiandesiticos, en forma de diques y capas. Se desarrolla ampliamente en la parte alta, entre Matucana y la mina Millotingo, de donde toma su numbre; alli la secuencia es volcanico-sedimentario y en ella se observa: arenisca constituida por material volcanico, de estructura brechoide y coloraciones rojizas; y andesiticas verde violaceas, que se intercalan con horizontes conglomeradicos de color violaceo que intemperizan a color blanquecino con grosor de 1000m.
SECTOR ORIENTAL FORMACION CARLOS FRANCISCO Miembro Carlos Francisco (400m – 1000m).- destacan conjuntos de derrames andesiticos porfiroides y afaniticos de color gris y por intemperismo verdoso y violáceo; intercalan ocacionalmente flujos de brecha volcánica y pórfidos masivos que dan el aspecto local de cuerpos hipabisales. Yace concordantemente sobre el Miembro Tablachaca ROCAS INTRUSIVAS COMPLEJOS DE INTRUSIONES MENORES EN LA ZONA ALTA DE LA CORDILLERA OCCIDENTAL Se han considerado grupos de intrusiones menores distribuidos aisladamente en la zona alta de la cordillera occidental correspondiente al noreste de la hoja de huarochiri y al este y norte de la hoja de matucana. Cada grupo se caracteriza por unidades intrusivas menores que varian en composición de basica a acidas, pues se ha reconocido diorita, tonalita, granodiorita, monzonita, también cuerpos de riodacita y andesita.
ARCO MAGMATICO TACAZA CALAMARCA: 24 - 30 MA. (OLIGOCENO) Están presentes yacientos de Cu-Au-Ag-Mo, Cu-Ag-Mn. En el arco frontal presenta, traquibasaltos alcalinos, andesitas e ignimbritas calcoalcalinas, gabros, dioritas y sienitas alcalinas y calcoalcalinas. En el tras-arco presenta, traquibasaltos e ignimbritas alcalinas; monzogranitos y granitos alcalinos. SECTOR OCCIDENTAL VOLCANICO MILLOTINGO Oligoceno superior-Mioceno inferior. Se designa asi una secuencia de rocas volcanica, mayormente lavicas, cuyos centros de emision han aportado una sucesion de derrames andesiticos y riodaciticos, ocacionalmente traquiandesiticos, en forma de diques y capas. Se desarrolla ampliamente en la parte alta, entre Matucana y la mina Millotingo, de donde toma su nombre; alli la secuencia es volcanico-sedimentario y en ella se observa lo siguiente: -
Areniscas constituida por material volcanico, de estructura brechoide y coloraciones rojizas; y andesitas verde violaceas, que se intercalan con horizontes conglomeradicos de color violaceo que intemperizan a color blanquecino. Se estima un grosor de 1000m.
SECTOR ORIENTAL VOLCANICO PACOCOCHA Mio-Plioceno Conjunto de derrames volcanicos andesiticos y basalticos con algunas intercalaciones de flujos de brechas volcanicas y andesitas tobaceas; esta litologia esta generalmente relacionada a centros volcanicos. Se hubica la mina Caridad. ROCAS INTRUSIVAS COMPLEJOS DE INTRUSIONES MENORES EN LA ZONA ALTA DE LA CORDILLERA OCCIDENTAL La mayoria de los grupos de intrusivos menores intruyen a las unidades formacionales volcanico-sedimentarias y piroclasticas del terciario; pero los grupos de Morococha y Azulcocha intruyen a rocas mesozoicas; las zonas de contacto de las rocas encajonantes presentan en mayor o menor grado metamorfismo termal; esto sugiere que las unidades intrusivas del area en referencia corresponden al emplazamiento de las intrusiones menores ocurridas durante el Terciario medio a superior.
Grupo Pacococha-Huarascancha.- Aflora en el area sur y central de la hoja de Matucana. Se han reconocido unidades de diorita, monzonita-granodiorita y riodacita. Grupo de Morococha.- Aflora en el area de Ticlio-Morococha en el sector nE de la hoja de Matucana. Esta integrada por unidades de diorita, monzonita, andesita y traquiandesita.
ARCO MAGMATICO HUAYLILLAS CALIPUY: 10 - 24 MA. (MIOCENO) Están presentes yacientos de Au, Au-Ag, Ag-Au,Pb-Ag-Zn-Cu. En el arco frontal presenta, grandes volúmenes de ignimbritas, estratovolcanos erosionados de andesitas, domos dacitas calcoalcalinas. En el tras-arco presenta, monzonitas alcalinas en el centro y norte, y monzogranitos ultrapotasicos y macusanitas en el sur. ROCAS INTRUSIVAS Principales Macizos Intrusivos. -Tuyujutu (La Oroya y Yauyos) Granodiorita con plagioclasa, hornblenda, biotita, ortoclasa, cuarzo, apatita, zircón y opacos; bastante deformada en su borde NE con numerosos diques de aplita y pegmatita. -Tunshu (La Oroya) Esta formado de dos macizos separados por un tabique de capas rojas metamorfizadas; el macizo principal que aflora en el nevado Tunshu, consiste en tonalitas y dioritas con biotitas y anfíbol; la diorita contiene restos de un clinopiroxeno en via de alterarse a anfíbol, granodiorita rica en biotita, y variedades porfiriticas de las mismas rocas, las plagioclasas están frecuentemente alteradas a epidotas y calcitas.
ARCO MAGMATICO BARROSO INFERIOR NEGRITOS: 3 - 10 MA. (MIOCENO SUPERIOR - PLIOCEO) Están presentes yacientos de Au, Au-Ag. En el arco frontal presenta, estratovolcanos andesiticos calcoalcalinas afectados por la glaciación, pequeños volúmenes de ignimbritas cubriendo superficies. En el tras-arco presenta, macusanitas. FORMACION HUAROCHIRI (Mioceno) Esta formación, definida por Salazar (1983) en el cuadrángulo de huarochiri, ocupa áreas reducidas en la parte NO del cuadrángulo de Yauyos, en la parte central de dos sinclinales ubicados al norte y al sur de la laguna piscococha, donde se distingue de los volcánicos millotingo infrayacentes por su color de alteración blanquecino y su estratificación mas delgada, el grosor aprox. Es de 200m. Presenta secuencia de tobas rioliticas y riodaciticas, sucedidas por una alternancia de areniscas y limolitas tobaceas, con intercalaciones de aglomerados y tobas. LOS VOLCANICOS NEOGENOS DE LAS ALTIPLANICIES FORMACION YANACANCHA (Plioceno) Se denom,ina formación yanacancha a volcánicos que afloran en los cuadrángulos de la Oroya-Yauyos. Se trata de lavas, brechas y conglomeradose composición andesitica a basáltica, de colores oscuros que varian de violáceo a pardo y verde. ROCAS INTRUSIVAS COMPLEJO DE INTRUSIONES MENORES EN LA ZONA ALTA DE LA CORDILLERA OCCIDENTAL En este complejo se han considerado grupos de intrusiones menores distribuidos aisladamente en la zna alta de la cordillera Occidental correspondiente al NE de la hoja de Matucana. Grupo de Morococha.- Aflora en el Area de Ticlio – Morococha en el sector NE de la hoja de Matucana. Esta integrada por unidades de diorita, monzonita, andesita y traquiandesita.
DIAGRAMA DE LOS CONTENIDOS DE K2O VERSUS SIO2 PARA LAS ROCAS DE LOS ARCOS MAGMÁTICOS.
Figura 2. Nótese las variaciones del contenido de K2O en relación al tiempo. Para algunos arcos magmáticos (e.g., Chocolate-Allincapac, Rio Grande, Tacaza- Calamarca, HuaylillasCalipuy, Barroso inferior-Negritos) las variaciónes del contenido de K2O es amplio esto se debe a la agrupación de las rocas del frente de arco y trasarco respectivo. Los resultados de los estudios de las rocas alcalinas de los diferentes trasarcos se presentarán más adelante en otras publicaciones
Figura 3. Diagrama de discriminación para determinar el tipo de magmatismo usando las razones de nb/y versus zr/tio2 . Ver leyenda.
Figura 4. Diagnostico de las diferencias de sr/y y y entre las rocas con signaturas “adakita”
y las rocas subalcalinas (defant & drummond, 1990) y sus respectivas relaciones con ocurrencias metálicas.
CONCLUSIONES Los arcos de bajo esfuerzo como los arcos de Chocolate, Rio Grande, Casma e Ilo Lancones están asociados con trasarcos de extensión. Los esfuerzos intermedios como los de los arcos de Incahuasi- Paltashaco, Toquepala-Tantara y Challaviento-Llama quizás están asociados a zonas de trasarco mostrando algo o casi nada de actividad tectónica o magmática. Los arcos con alto esfuerzo como los arcos de Anta-Pativilca, Tacaza- Calamarca, Huaylillas-Calipuy, Barroso inferior-Negritos y Barroso superior quizás están asociados con trasarcos plegados y fallados, además estos arcos contribuyeron al desarrollo de un sistema de cuencas sedimentarias detrás del arco magmático. Los yacimientos con diferentes tipos de ocurrencias metálicas, están espacialmente, temporalmente y probablemente genéticamente relacionados a los procesos de los arcos magmáticos.
