PYROCLASTIC DEPOSITS AND ERUPTIVE HETEROGENEITY OF VOLCÁN ANTUCO (37°S; SOUTHERN ANDES) DURING THE MID TO LATE HOLOCENE (b 7.2 KA)
María Elena Véliz Zambrano
Compilado a partir de: Romero, J. et al. (2019). Pyroclastic deposits and eruptive heterogeneity of Volcán Antuco (37°S; Southern Andes) during the Mid to Late Holocene (<7.2 ka). Journal Of Volcanology And Geothermal Research, 392, 106759. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2019.106759

Introducción

HETEROGENEIDAD ERUPTIVA

  • El factor de control más importante es la viscosidad del magma basáltico.
  • El comportamiento explosivo de los volcanes máficos se puede corroborar completamente mediante un estudio tefrostratigráfico detallado y un análisis de sus productos explosivos.

LAVAS DEL V. ANTUCO

  • Las lavas son típicamente más ricas en Na2O que el promedio de los basaltos circunpacíficos, y se encuentran entre las lavas del Holoceno más isotópicamente primitivas en la Zona Volcánica Sur
  • Se informan al menos 27 erupciones históricas para el período 1624-1939, en su mayoría VEI 1-2 con estilo estromboliano, que produjo flujos de lava y caída restringida de tefra escoriácea

Volcán Antuco

  • Es un estratovolcán compuesto que ha estado activo durante los últimos 150,4 ka, y tiene un volumen estimado de 62 km3.
  • Durante la etapa Ea, se derramaron flujos de lava de andesita basáltica a dacita (50,9 a 64,5% en peso de SiO2)
  • Una serie de corrientes de densidad piroclásticas (PDC) se han interpretado como producidas por oleadas de base húmeda freatomagmáticas.

ETAPAS:

  1. Antuco temprano (Ea), se relaciona con la construcción inicial del edificio en c. 150 ka y continuó esporádicamente hasta el final del Último Máximo Glacial en c. 17 ka
  2. Edificio Antuco tardío (La), que comprende la historia volcánica entre el 17 y c. 7.2 cal ka BP
  3. Una etapa de post-colapso (CaP), durante el último b7.2 ka.

ERUPCIONES DEL HOLOCENO

  • Se ha originado principalmente en el cráter principal, así como en fisuras laterales y conos parásitos asociados con el cono reemergente post-avalancha.
  • Han producido depósitos de tefra (tanto PDC como precipitaciones de tefra)

Métodos

Objetivos: Comprender el estilo y la magnitud de sus erupciones parentales, así como los peligros volcánicos asociados, mediante estratigrafía, tamaño de grano, componentes, juveniles morfología, petrología y geoquímica de la caída de tefra del Holoceno tardío

1. Estratigrafía de campo: 49 sitios descriptivos, 22 columnas estratigráficas compuestas. Se registró el espesor, estructura, clasificación y tamaño de partícula de las tefra identificadas con el fin de dilucidar su origen, y se recolectaron muestras con 200 g de material a granel para análisis litológico y granulométrico.

2. Datación: Se adquirieron tres edades de radiocarbono incluyen un horizonte de hojas y madera y dos paleosoles orgánicos. Se utilizaron cinco fechas de radiocarbono ya publicadas.
Para la datación por radiocarbono se muestrearon al menos 100 g de material orgánico y se secaron a baja temperatura. Todos los resultados se han corregido para el fraccionamiento isotópico con un valor de δ13C. Las edades van desde 238-453 yBP y 3065-3357 yBP

3. Análisis de tamaño de grano, componentes y densidad: Fracciones de tamaño de grano entre -1 y 2 phi, en algunos casos esto no fue posible debido a la fracción de tamaño pequeño de la tefra. fracciones de tamaño de grano entre -1 y 2 phi, sin embargo, en algunos casos esto no fue posible debido a la fracción de tamaño pequeño de esas tefra. Utilizando un picnómetro lleno de agua destilada en 98 muestras de escoria, piedra pómez y lava

4. Petrografía, textura y mineralogía: El tamaño va desde lapilli grueso hasta bomba. Los portaobjetos se analizaron bajo microscopio polarizador.
La escoria y piedra pómez fueron descifradas mediante el uso de un microscopio electrónico. La caracterización mineralógica se llevó a cabo en muestras pulverizadas de piedra pómez y escoria utilizando un difractómetro de rayos X

5. Geoquímica de bulk, vidrio y cristal: Para bulk se usó fluorescencia de rayos X (XRF). Para el vidrio, un Bruker S8 Tiger XRF instrument y Spectra Plus software. Las composiciones de los elementos principales se determinaron con un analizador de microsonda de electrones (EMPA) Cameca SX100

6. Mapeo de isopacas e isopletas: A partir del dibujo a mano de isopach, se calcularon los volúmenes de tefra bulk por integración, utilizando el adelgazamiento exponencial y los métodos de Weibull. Para la reconstrucción de isopletas, se utilizaron mediciones de campo de los tres clastos de escoria o piedra pómez con la media geométrica de sus 3 ejes, según lo recomendado en la literatura.

Resultados

ESTRATIGRAFÍA
Marco tefrostratigráfico: Las secuencias eruptivas con frecuencia muestran i) unidades piroclásticas individuales interrumpidas por capas delgadas de otros sedimentos clásticos (lo que indica períodos cortos de tiempo con escasez entre erupciones), o ii) están compuestas por una serie de caída de tefra y depósitos de PDC

Unidades α a ε: La unidad α está compuesta por una capa basal con c. 3 cm de scoria lapilli iridiscente de grano fino a medio. unidad β, que consta de al menos seis capas de caída de tefra compuestas de scoria lapilli de grano medio a grueso. La unidad γ se encuentra sobre c. 6 cm de limo lacustre. La unidad δ consiste en scoria lapilli de tamaño mediano. unidad ε, que está compuesta exclusivamente
de piedra pómez.

El Pino tefra (EPT): más compleja que otras unidades piroclásticas, y consta de cuatro capas de caída de tefra diferentes

Unidades ζ, η y θ: la unidad (ζ) consiste en lapilli, fresno y lapilli scoria. la unidad η consiste en lapilli de escoria fina a media. La lluvia radiactiva de Tephra θ está compuesta de scoria lapilli.

Secuencia eruptiva correntoso (CES): corresponde a una corriente de densidad piroclástica, constituida por c. 70% de matriz y 30% de clastos, incluidos líticos y escoria

Secuencia eruptiva El Volcán (EVES): consiste en un depósito basal de caída de escoria lapilli negro con clasificación inversa

Petroquines tephra (PT): comprende un depósito de caída de piedra pómez inferior inmediatamente cubierto por una unidad de escoria negra

Zorrito tephras (ZT): compuesto por escoria lapilli, escoria fina vesicular y lapilli de grado inverso.

Secuencia eruptiva El Soldado (ESES): consiste en un depósito de caída de escoria lapilli basal, inversa o no graduada

Corriente de densidad piroclástica Arriero (APDC): que contiene c. 60% de los clastos de escoria lapilli, c. 35% de líticas accidentales y accesorias y c. 5% de escoria rojiza

Los Barros tephra (LBT): se compone de escoria iridiscente altamente vesicular

Secuencia eruptiva El Arenal (EAES): Consiste en al menos 4 capas de caída de escoria vesicular de baja a moderada, interrumpidas por capas de limo lacustre o paleosoles

Bueyes tephra (BT): el suelo tiene escoria lapilli de tamaño mediano, representa los últimos episodios eruptivos pequeños

TAMAÑO DE GRANO, LITOLOGÍA Y ESTRUCTURA: Los depósitos de tefra tienen un tamaño de grano medio, todas estas muestras cubren un rango que va desde bien clasificado hasta mal clasificado. varios tipos de componentes litológicos dentro de los depósitos de tefra: piedra pómez, escoria, fragmentos, cristales libres, líticos

PETROGRAFÍA: Los fragmentos de escoria se componen de 5,0 a 14,5% de cristales y un ensamblaje mineral que comprende plagioclasa subédrica a euédrica (3 a 10%), olivina subédrica a euédrica (ol, 0,2-1,0%) y ocasionalmente clinopiroxeno subédrico, ortopiroxeno y opacos anédricos

GEOQUÍMICA: se extiende entre basaltos y andesitas / traquiandesitas

DENSIDAD: Por ejemplo las pumitas EPT tienen cerca de 1187kg/m3, mientras que la escoria 995 kg/m3

PARÁMETROS DE DISTRIBUCIÓN, VOLUMEN Y FUENTE DE ERUPCIÓN: La unidad BT se depositó durante la erupción de 1852-1853 d. C. con un volumen de 0.080-0.083 km3.

Correlación de tefra y restricciones de edad: Depósito PT, esta unidad fue identificada por una disposición determinada de caídas de tefra con composiciones contrastantes mientras que la unidad EPT se correlacionó usando la composición de roca a granel de fragmentos de piedra pómez en los alrededores de Antuco.
La datación por radiocarbono en tefra más antiguas ha sido difícil debido a la amplia superficie libre de vegetación o la escasa estepa altoandina alrededor del volcán, y la falta inherente de carbón vegetal u restos orgánicos dentro de los depósitos piroclásticos.

Fuente de actividad eruptiva: Correlacionada por 1) Antuco tiene una composición particularmente máfica y enriquecida con Na en comparación con otros volcanes basálticos del área circunpacífica; (2) sus productos han sido esencialmente basálticos después de la LGM; (3) Hay tres volcanes cercanos que pueden entregar tefra al área de Antuco durante episodios poco frecuentes de condiciones de viento atípicas (vientos del sur y vientos del norte). Por ejemplo, Copahue y Callaqui han hecho erupción de andesitas con alto contenido de K que se distinguen fácilmente de las tefras de Antuco utilizando la química de los elementos principales.

Comportamiento eruptivo de Antuco: Las erupciones parentales representan un continuo de estilos extremos (hawaiano a pliniano) en lugar de erupciones bien definidas. Las unidades PT, ZT, LBT no identificaron depósitos que contienen pelos de Pelé Desgarros de Pelé, que son diagnósticos de erupciones hawaianas, por lo que se infiere que estas erupciones son en su mayoría estrombolianas

Riesgos volcánicos y sísmicos: Se han identificado al menos tres unidades deformadas por sedimentos blandos y una falla normal. Estos encajan como sismitas, se puede estimar una recurrencia mínima de un terremoto cada mil años, considerando el hecho de que se supone que los terremotos de magnitudes NMw 5 son necesarios para desencadenar la licuefacción de secuencias de laminación variadas mientras que en magnitudes N5.5 estos sedimentos blandos se deforman

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Conclusiones

  • Los registros tefrostratigráficos encontrados al este de Antuco dan cuenta de al menos 23 erupciones explosivas en los últimos 7,2 kyr BP
  • Análisis de textura y composición de depósitos de tefra reconocidos en Antuco revelan principalmente estilos estrombolianos, ricos en cenizas y violentos. Se identifican tres erupciones subplinianas y una potencial erupción pliniana.
  • La variabilidad eruptiva parece estar en completa sinergia con los hallazgos recientes de otros centros en la Zona Volcánica Sur que exhiben una diversidad eruptiva temporal similar.
  • Las precipitaciones de tefra en el futuro pueden causar impactos relevantes en la infraestructura crítica a lo largo de la ruta internacional, la generación de energía hidroeléctrica y las instalaciones turísticas.
  • El área es propensa a verse afectada por terremotos NMw5, que pueden tener un período de retorno del orden de unos pocos miles de años.