Correlación entre Gravimetría y Morfología del Plutón Corral de Pirca (28º34’S, 70º18’W), Región de Atacama, Chile. Cecilia Donoso, Felipe Coloma, David Cáceres, Daniel Morales, Francisco Delgado y Jorge Vivallos Servicio nacional de Geología y Minería, Av. Santa María 0104, Providencia, Santiago. * email: cecilia.donoso@sernageomin.cl Resumen. El Complejo Plutónico Corral de Pirca se encuentra ubicado en los 28º34’S y 70º18’W, dentro de la carta El Tránsito-Lagunillas. Aflora como una serie de plutones de característica forma elongada con orientación NE-SW, y se compone principalmente de granodioritas, monzonitas y dioritas. En este trabajo se realizó un estudio gravimétrico sobre el cuerpo de mayor extensión areal, lo que permite modelar la extensión y forma del Plutón. Los resultados obtenidos presentan una buena correlación con la morfología del Plutón obtenida a través del mapeo geológico de superficie.

Palabras Claves: Plutón, gravimetría, correlación, El Tránsito.

1 Introducción Los métodos geofísicos potenciales resultan ser de gran utilidad en el estudio de cuerpos intrusivos (Vigneresse, 1990; Améglio y Vigneresse, 1999) ya que permiten estudiar las perturbaciones que determinadas estructuras o cuerpos producen sobre campos preexistentes a través de contrastes entre las propiedades físicas de los cuerpos (densidad, en el caso de la gravimetría) con el medio circundante. El objetivo principal de este estudio es poder identificar y caracterizar por medio de la señal gravimétrica el Plutón Corral de Pirca y correlacionar esta información con la morfología descrita a través del mapeo geológico realizado en años recientes (Salazar et al., 2013). 2 Marco Geológico

El Complejo Plutónico Corral de Pirca, ubicado en los 28º34’S y 70º18’W (Figura 1), fue definido por Salazar et al. (2013) como un conjunto de granodioritas, monzonitas y dioritas cuarcíferas que afloran en el sector noroeste de la carta El Tránsito-Lagunillas, extendiéndose hacia el norte, a la carta Yerbas Buenas-Tres Morros (Peña et al., 2013).

En particular, el cuerpo de mayor extensión areal, que presenta una marcada orientación NE-SW, corresponde a un cuerpo principalmente de composición granodiorítica,

de color blanco grisáceo, de grano fino a medio, y en sectores cortado por diques de composición dacítica. Su mineralogía corresponde a cuarzo, plagioclasa y ortoclasa sericitizadas, biotita y anfíbola con inclusiones de minerales opacos e incipiente cloritización, esfeno y circón como minerales accesorios. En el sector SE del cuerpo, se observa una zona con milonitización, con foliación de rumbo N45ºE y manteo entre 45º y 90º al sureste, con cuarzo policristalino, biotita orientada, epidota, esfeno, minerales opacos y escasa clorita (Salazar et al., 2013).

Trabajos realizados en el área de la carta Geológica del área Yerbas Buenas-Tres Morros (Espinoza, 2012; Complejo Plutónico El Carrizo) para cuerpos intrusivos de orientación similar (elongados NE-SW), indican un emplazamiento sintectónico en un régimen compresivo. Lo anterior se puede correlacionar con lo observado en los intrusivos del Complejo Plutónico Corral de Pirca, con una característica elongación noreste, como también lo indicaría la presencia de una franja milonítica en el extremo sureste del cuerpo granodiorítico (Salazar et al., 2013).

Figura 1. Extracto de la geología asociada al área de estudio del Plutón Corral de Pirca y cuerpos circundantes (Salazar et al., 2013)

3 Metodología y Resultados

En Marzo del 2012 se realizó un levantamiento gravimétrico, en el cual se adquirieron 63 estaciones sobre el Plutón Corral de Pirca con estaciones espaciadas cada 1 km, excepto en los extremos del Plutón, donde el espaciado fue reducido a 500 m. Esta información fue complementada con 121 estaciones gravimétricas levantadas en la zona, en el marco de la confección de la carta gravimétrica 1:500000 La Serena (en desarrollo) durante Enero de 2013 y Enero de 2015, las cuales tienen una equidistancia aproximada de 3 km, con ello se construyó una grilla gravimétrica representativa del área en estudio.

Los datos fueron procesados de acuerdo a procedimientos estándar (Blakely 1996) para obtener las anomalías de campo total y residual de Bouguer (diferencia entre campo gravedad medida y un modelo de referencia), está última permite remover una tendencia regional que enmascare los cuerpos en estudio y así poder asociar estas variaciones con las densidades de los cuerpos en sub-superficie (Figura 2).

El mapa de Anomalía Residual de Bouguer muestra una anomalía negativa (color azul) centrada (Figura 2) lo cual indica la presencia de un cuerpo de baja densidad y gran dimensión que podría ser asociado al Plutón, esto es apoyado con muestras de densidad tomadas sobre el Plutón las cuales arrojan un promedio de densidad para el Plutón de 2.6 gr/cm3 más bajo que el de la roca de caja de aproximadamente 2.8 gr/cm3.

Figura 2. Anomalía Residual de Bouguer de segundo orden para el Plutón Corral de Pirca. Los rojos correspondes a altos gravimétricos y los azules a bajos gravimétricos.

Para poder delimitar de mejor forma el Plutón Corral de Pirca, se calcularon las primeras derivadas horizontales, que permiten determinar los bordes de cuerpos y la presencia de estructuras (Saad 2006), y la segunda derivada vertical, que permite remover anomalías regionales causadas por fuentes más profundas, delinear muy bien los límites de cuerpos tabulares (Cavallaro, 1991) y amplificar las anomalías producidas por cuerpos someros (Elkins 1951, Blakely 1996).

En la Figura 3 se muestra el mapa de segunda derivada vertical, los tonos rojizos indican anomalías producidas por cuerpos someros las cuales no se observan de manera dominante en la señal gravimétrica, más bien se sigue observando la presencia de una fuerte anomalía negativa centrada (B) y elongada en dirección NE, que se correlaciona con la extensión y morfología del Plutón Corral de Pirca (Figura 4). Se infiere que dicha anomalía es casi en su totalidad producida por un único cuerpo profundo lo cual es apoyado con mapas de Continuación Analítica a 2000m y 4000m realizados, lo cual apoyaría la hipótesis de que dicho intrusivo se origina por emplazamiento sintectónico en un régimen compresivo. Hacia el sector NO se destaca en un rectángulo (A) otra estructura de baja señal magnética la cual podría estar asociada a otro tipo de intrusivo.

Figura 3. Segunda Derivada vertical para el Plutón Corral de Pirca. Las anomalías superficiales son resaltadas con los tonos rojizos. El delineado negro (B) corresponde al Plutón.

3 Discusión y comentarios sobre el resumen extendido

Las herramientas Geofísicas aplicadas, principalmente la segunda derivada vertical resulta ser una herramienta eficiente para realzar el efecto gravimétrico de intrusivos, en este caso el del Plutón Corral de Pirca, además de caracterizar conjunto a la información geológica la morfología que este posee. El que sobre intrusivos se alcancen anomalías gravimétricas con valores máximos y/o mínimos pueden indicar la presencia de sistemas alimentadores principales (Améglio y Vignerese, 1999; Taylor, 2007). Para el caso del Plutón Corral de Pirca, se infiere que éste posee un único alimentador y que su tipo de emplazamiento corresponde al de tipo sintectónico de régimen compresivo, ya que no se observan desde el punto de vista gravimétrico fallas o cuerpos circundantes que pudiesen haber emplazado el intrusivo con otro tipo de mecanismo. Esto último podría verificarse a través de un modelamiento en profundidad del Plutón. Agradecimientos Al Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN) por el patrocinio de esta investigación en el marco de la confección de la carta Gravimétrica 1:500000 “La Serena” del Plan Nacional de Geología. Referencias Améglio, L., Vigneresse, J.L., 1999. Geophysical imaging of the

shape of granitic intrusions at depth: a review. In Castro, A., Fernández, C., Vigneresse, J.L., Understanding Granites: integrating new and classical techniques. Geological Society of London, Special Publication, v. 168.

Blakely, R., 1996. Potential theory in gravity and magnetic applications. Cambridge University Press.

Espinoza, A. 2012. Plutón El Carrizo: Anatomía y control estructural

de su emplazamiento. Memoria de Título (Inédito), Universidad de Chile, Departamento de Geología: 60 p.

Peña, M.; Martinez, F; Becerra, J; Arriagada, C. 2013. Geología del

área Yerbas Buenas-Tres Morros, Región de Atacama. Servicio Nacional de Geología y Minería, Carta Geológica de Chile, Serie Geología Básica, Nos. 155, 1 mapa escala 1:100.000. Santiago.

Saad, A.H., 2006. Understanding gravity gradients a tutorial. The Leading edge, 25, 8, 942-949.

Salazar, E.; Coloma, F.; Creixell, C. 2013. Geología del área El Tránsito-Lagunillas, Región de Atacama, Chile. Servicio Nacionald e Geología y Minería, Carta Geológica de Chile, Serie Geología Básica, 121 pp., 1 mapa escala 1:100.000.

Vigneresse, J.L., 1990. Use and misuse of geophysical data to

determine the shape at depth of granitic intrusions. Geological Journal, 25, 249-260.

Vigneresse, J.L., 1995b. Crustal regime of deformation and ascent of granitic magmas. Tectonophysics 249, 187–202.

Vigneresse, J.L.; Tikoff, B., Améglio, L., 1999. Modification of the regional stress field by magma intrusion and formation of tabular granitic plutones. Tectonophysics, 302, 203–224.

Cavallaro, F.A., 1991. Transformações lineares do potencial e sua aplicabilidade a analise e interpretação de anomalias gravimétricas e magnéticas em corpos com geometria 2D, Trabalho de graduação IAG-Universidade de São Paulo.

Elkins, T.A., 1951. The second derívate method of gravity interpretation. Geophysics, 16, 1, 29-50.

Figura 4. Integración Gravimétrica de la segunda derivada vertical y Geología para el Plutón Corral de Pirca. El delineamiento B corresponde al contorno del Plutón.