Expositor: Marco RIVERA, Jean-Claude THOURET, Alain GOURGAUD, Herve MARTIN, Jean-Luc LEPENNEC, Gerard WORNER Lima, Perú. 11 de Abril 2008

1. DIRECCIÓN DE GEOLOGÍA AMBIENTAL Y RIESGO GEOLÓGICO
Características de magmas emitidos por el
volcán Misti durante los ultimos ~100,000 años
Marco RIVERA
Jean-Claude THOURET, Alain GOURGAUD,
Herve MARTIN, Jean-Luc LE PENNEC, Gerard WORNER
Instituto Geologico Minero y Metalurgico

2. Problemática del Tema:
• Composición de los magmas tienen influencia en los tipos de
erupciones, y por ende en el grado de peligrosidad y riesgos asociados.
- Composición de magmas depende de diversas condiciones: contexto
tectónico, tiempo, procesos asociados (mezcla de magmas, cristalización
fraccionada), etc.
• Volcanes situados en zonas de subducción producen las más
importantes erupciones explosivas.
• Hasta hoy en día existe un debate sobre modos de génesis y evolución
de magmas en volcanes como el Misti.
El objetivo de este estudio es conocer mejor la historia eruptiva y
magmática del volcán Misti con el fin de prevenir riesgos asociados en
caso de una futura erupción.

3. Magmatismo en el contexto tectónico global

4. Factores que intervienen en la génesis de magmas en la ZVC
Corteza Superior
Corteza media
Corteza inferior
Corteza oceánica Arco principal
Ante - arco Tras-arco
MASH Placa
Sudamericana
Corteza
Continental
inferior
Manto
Cuña del manto
Fluidos provenientes de la deshidratación

5. Lago Titicaca
Ubinas
Misti
Huaynaputina
Ticsani
Tutupaca
Oceáno Yucamane
Pacífico MOQUEGUA Bolivia
TACNA
0 40 km Chile
Imágen Landsat 1996

6. VOLCÁN MISTI
Caldera y cráter actual
5822 m.
Misti 4 (< 11 ka)
Misti 3 (40 – 11 ka)
Domos de lava
70 ka
Misti 2 (120 – 40 ka)
Coladas de lava ~120 ka
Depósitos de avalancha
de escombros
Misti 1 (<800 – 120 ka)
Depósitos
Volcanoclásticos
Ignimbrita
13,0 Ma
Flanco oeste

7. EDIFICIOS
E D IF IC E S D AT E EDAD L IT H O L O G IE DESCRIPCIÓN Y FACIEST I L L O N S
D E S C R IP T IO N E T F A C IE S E C H A N MUESTRAS
JMI97 137 MIS 00 15
1440 – 1470 AD Ceniza grises oscuras de 1440 – 1440 DC
C e n d r e s g r is f o n c é e s d e 1 4 4 0 - 1 4 7 0 A D
Tardiglaciar a l
JMI97 160 MIS 00 16
ConoCden la i t a l
ô e Depósito de flujo de pomez y cenizas M I S 6 2
D é p ô t d e c o u lé e d e p o n c e s e t c e n d re s
JMI97 161 MIS 00 20
T a r d i g la c iè re
Holoceno
JM I 59 M IS 0 2 1 0 a
à H o lo c e n e
som m JM I 66 M IS 0 0 1 5
cumbre 2 Ka
~ 2 0 6 0 a n s B .P .
~ 4 7 5 0 a n s B .P .
D é p ô t Depósito ede i ncaída de pómez
d e r e t o m b é p l ie n n e
D é p ô t d e re to m b é e d e c e n d re s
JM I 67
JM I 61
JM I 64 M
M
IS 0 0 1 6
IS 0 0 2 0
JMI97 168b MIS 02 07
J M I9 7 1 5 5 J M I 6 4 b is JMI98 230 MIS 02 13
M is t i 4 ~ 7 9 5 0 a n s B .P . Depósito edee cenizas
D é p ô t d e re to m b é d c e n d re s
J M I9 7 1 5 9 J M I9 7 1 3 7
J M I9 7 1 6 9 J M I9 7 1 6 0
M
M
IS 0 2 0 7
IS 0 2 1 3 JMI 59 Flow1
Misti 4 ~ 60 - 80 m
Lava andesítica
C o u lé e s d e la v e a n d e s it iq u e s M IS 0 2 1 1
J M I9 7 1 7 1 J M I9 7 1 6 1 F
J M I9 7 1 6 8 b F
a ll 2 0 0 0
lo w 2 0 0 0 JMI 61 Flow2
~11~ Ka k a
M IS 0 2 1 2
M IS 0 2 1 0 9
J M I9 8 2 3 0 JMI 64 MIS 02 11
11 D é p ô t sDepósitos de c e n d r ede tcenizas o y escorias
d e c o u l é e d e flujo s e s c o r i e s n n JMI 64bis MIS 02 12
sou dé e J M I9 8 2 3 7
~ 1 1 3 0 0 a n s B .P . M IS 9 9 1 0 A JMI97 155 MIS 02 109
13 Ka
~ 1 3 6 4 0 a n s B .P . caldera de la cumbre
C o u l é e p y r o c l a s t i q u e : c a l d e r a s o m m it a l
D is c o r d a n c e
M IS 9 9 1 0 B
M IS 0 2 0 2
M IS 0 2 0 3
M IS 0 2 0 4 a
M IS 0 2 0 4 a b
Mis 20
~ 2 0 9 6 0 a n s B .P . Caída de pómez
D é p ô t s d e r e t o m b é e p lin ie n n e in t e r s t r a t if ié e M IS 0 2 0 6
M IS 0 2 0 8
Mis 21
D é p ô t s d e c o u lé e s d e c e n d r e s e t b lo c s , Mis 24
20 m
T L 2 0 .3 ± 4 .3 a n s B .P .
Depósito de flujo de bloques y cenizas
e t d e f e r la n t p y r o c la s t iq u e
M is 2 0
M is 2 4 Mis 26
M is 2 6
M is 2 7 Mis 27
S o l M is 3 0
Depósito de flujos de escorias con bloques M is 4 0 Mis 30
24.8 Ka
2 4 ,8 4 0 ± 4 7 5 a n s B .P . D é p ô t d e c o u l é e d e s c o r ie a v e c b o m b e s
freatomagmáticos
p h r é a t o m a g m a t iq u e s
M is 5 1
M is 4 6
Mis 31c
M is 5 6 Mis 31s
D é p ô t s d e c o u l é e s dde o n c e s de pómez
Depósitos e p flujo M is 5 7
M is 6 7 Mis 37
J M I 4 1a
M is t i 3 10 - 1 5 m J M I 4 3
Mis 40
Depósito de flujo de bloques y cenizas
D é p ô t d e c o u lé e s d e c e n d r e s e t b lo c s
JMI 110
Misti 3 J M I 4 5
J M I 4 6b
J M I 5 4 JMI 188
J M I 6 2
JMI-220B
10 - 1 5 m Depósito de flujo de bloques y cenizas
D é p ô t d e c o u lé e s d e c e n d r e s e t b lo c s
J M I 7 1
J M I9 7 1 1 0 Mis 41
R e to m Caída pde c pómez
b ée d e o n es
J M I9 8 2 0 0 b
J M I9 8 2 0 4 Mis 46
3 1 ,2 0 0 ± 1 3 3 0 a n s B .P .
PLEISTOCENO SUPERIOR
J M I9 8 2 1 9
31.2 Ka D é pô t Depósito dec flujoe det bloques y cenizas
d e c o u lé e s d e e n d r s e b lo c s J M I9 8 2 3 1
Mis 50
STRATO-CONO
20 m
P l e is to c è n e S u p é r ie u r
D é pô t d e c o u lé e s d e p o n c e s J M I9 8 2 3 2 Mis 51
3 3 , 4 0 0 ± 2 4 5 0 a n s B .P .
S o l e t Depósitos r dea flujo de pómez
c e n d r e s f in s e m n i e s J M I9 8 2 3 3
M IS 9 9 0 4 Mis 56
3 3 ,8 7 0 ± 1 6 2 0 a n s B .P .
33 Ka Depósito de flujo de pómez y cenizas
S tr a to -c ô n e
M is 3 7
J M I 6 JMI97 159
~ 120 m
J M I 5 6 JMI97 169
C o u lé e s d e la v e e n b lo c s J M I 5 7
Lavas andesíticas J M I 5 5 JMI 66
38 - ~34 8Ka3 4
3 - ka
J M I 5 5a
JMI 67
caldera de colapso:
J M I9 7 1 1 3
I g n i m b r i t e s d a c i t iq u e s : f o r m a t io n d ’u n e J M I9 7 1 1 7 A
> 3 8 ,3 0 0 a n s B .P . J M I9 7 1 2 5
c a ld e r a
38 Ka
20 - 4 0 m
Ignimbritas dacíticas no soldadas
J M I9 7 1 5 3
MIS-2
48 Ka
4 8 ,6 4 0 ± 2 2 7 0 a n s B . P . M is 2 2
J M I 4 9
Mis-46
J M I 5 3 JMI 46b
40 - 8 0 m Avalancha de escombros
D é p ô t d ’a v a la n c h e d e d é b r is J M I9 7 1 9 6
JMI 53
J M I9 8 2 3 9
M IS 0 2 0 5 b
JMI 54
D é p ô t d ’e ff o n d r e m e n t d e d ô m e s : M IS 0 2 1 0 4
10 - 1 5 m
Depósito de colapso de domos
c r o is s a n c e e t d e s tr u c tio n M is 3 1 c
M is 3 1 s
JMI 62
A r - A r : 0 .0 4 9 ± 3 M a M IS 0 2 1 0 6 JMI 70
JMI 71
M i sMisti
ti 2 2 Flujos de lava andesítico
C o u lé e s d e la v e e n b lo c s JMI97 110
JMI97 153
A r-A r : ~ 0 .0 7 M a JMI97 196
70 Ka Depósito de flujos de escorias
D é p ô t d e c o u l é e d e s c o r ie s
JMI97 219
20 0 - 30 0 m
Flujos de pómez y escorias
D é p ô t d e c o u lé e d e p o n c e s e t s c o r ie s MIS 99 04
C o u lé e s d e la v e e n b lo c s
Flujos de lava andesítico MIS 99 05
MIS 99 10A
D é p ô t Flujosé de epómez ey sescorias
d e co ul e d p o n c e s t c o r ie s
MIS 99 10B
MIS 02 02
Flujos de lava en bloques andesíticos MIS 02 03
~112 Ka A r-A r : ~ 0 .1 1 2 M a C o u lé e s d e la v e e n b lo c s MIS 02 04
~ 110 - 112 ka
D is c o r d a n c e
P l e is t o c è n e m o y e n
S t r a t o v o lc a n
Avalancha de escombros
PLEISTOÈNE
STRATOVOLCAN
D é p ô t d ’a v a la n c h e d e d é b r is
M iMisti
s ti 1 1 D is c o r d a n c e
Ignimbrites no soldadas
~ 600 - 800 m Ig n im b rite n o n s o u d é e s
Thouret et al., 2001; Legros, 2001;
MOYEN
C o u lé e s d e la v e
Flujos de lava INGEMMET 2005

8. Depósito de flujos piroclásticos de pómez y cenizas ~ 40 000 BP
Depósitos de flujos piroclásticos de pómez y cenizas ~ 11 000 BP Depósito de flujos de pómez y cenizas ~ 2 000 BP

9. ERUPCIONES HISTÓRICAS DEL VOLCÁN MISTI
Incremento de actividad Incremento de actividad
IEV IEV
00 11 22 33 00 11 22 33
1200 1600
1677
1300 JC T 1700
~1304
Emisión de cenizas
AÑOS D.C.
1784
1787
Emisión de gases/cenizas
Eventos cuestionables
1400 1800
1826
1440 1830
1831
1869
1870
1500 1900
1542
1948
1599
1984
2000
Fuente: Zamácola y Jauregui (1804); Chávez Chávez (1992); Hantke and Parodi (1976);
Simkin and Siebert (1994); Thouret et al. (2001).

10. Volcán Chachani
Misti
Ubicación de muestras de rocas 0 10 km

11. JMI-45, andesita Dacita JMI-134; riolita
0 200 µm 0 200 µm 0 200 µm
Andesita JMI-55a andesita
JMI-55a
0 200 µm 0 200 µm 0 200 µm

12. M icrop h énocris tau x
Mineralogía (Datos de Microsonda Electrónica):
Plagioclasas
MIS TI 2 MIS TI 3 MIS TI 4
An An An
Anorthite
Anorthite Anorthite
Bytownite Bytownite Bytownite
Labrador Labrador Labrador
Andesine Andesine Andesine
Oligoclase Oligoclase Oligoclase
Anorthoclase Albite Anorthoclase
Albite Albite Sanidine
Sanidine
Or Ab Or Ab Or
Ab

13. Características de Piroxenos
Wo
Diagrama de clasificación de Piroxenos
Diopside Hedenbergite
Augite
Pigeonite
Clinoenstatite Clinoferrosilite
En Fs
Wo Wo Wo
Diopside Hedenbergite Diopside Hedenbergite Diopside Hedenbergite
Augite Augite Augite
Pigeonite Pigeonite Pigeonite
Clinoenstatite Clinoenstatite Clinoenstatite
En Fs En Fs En Fs
MISTI 2 MISTI 3 MISTI 4

14. Características de Anfíboles Características de Oxidos
TiO2
T
(Rutile, anatase, brookite)
Edenita
Pargasita
Magnesianas
Mg/Mg+Fe+2
FeO.2TiO2
(AlVI < Fe3+) Sér
ie P
seu
dob
r ook
ite
FeO.TiO2
(Ilménite) Sé FeO.TiO
22 3
rie (Pseudobrookite)
Ferro- Ferropargasita Ilm
én
Sé it e-
edenita Hastingsita 2FeO.TiO2 rie Hé
ma
Ul
(AlVI < Fe3+) (Ulvöspinelle) vö
sp
tite
in e
l-M
ag
né
tit e
Si
FeO FeO.FeO FeO
Diagrama de clasificación de anfíboles (Leake et al, 1997)
23 23
(Magnétite) (Hématite)
3

15. GEOQUIMICA DE ROCAS
Misti 2
16
Misti 3 85 Análisis EM, ET
14
Trachyte Misti 4 - Brest (Francia)
12
15 Análisis EM, ET
Na2O+K O wt%
10 Trachydacite Rhyolite
Trachy
- Gottingen (Alemania)
2
8 andésite
Trachyandésite
Basaltique
6
Trachy
basalte
4
Dacite
2 Basalte Andésite Andésite
Basaltique
0
35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
SiO2 w t%
FeO* 4
SiO2 ACID
3 BASIC
High-K
Tholeiitic
K2O
K2O 2
Medium-K
1
Calc-Alkaline
Low-K
0
Alk MgO 50 55 SiO2 60 65

16. ELEMENTOS MAYORES
5.0
8.0 1.40
Misti 2
4.0 1.20
Misti 3 6.0
MgO
3.0 Misti 4
CaO
TiO2
0.80
4.0
2.0
2.0 0.40
1.0
0.0 0.0 0.00
55 60 65 70 75 55 60 65 70 75 55 60 65 70 75
SiO2 SiO2 SiO2
4.5 19.0 9.0
4.0 8.0
18.0
Fe2O3
3.0 6.0
Al2O3
17.0
K2O
2.0 4.0
16.0
1.0 Andesita 15.0 2.0
Basáltica Andesita Dacita
0.0 14.0 0.0
50 55 60 65 70 75 55 60 65 70 75 55 60 65 70 75
SiO2 SiO2 SiO2
6.0 0.50
5.0 0.40
Na2O
P2O3
4.0 0.30
3.0 0.20
2.0 0.10
55 60 65 70 75 55 60 65 70 75
SiO SiO

17. 1400 30 220
Misti 2
1200 25
Misti 3 180
1000 Misti 4 20
800 140
Sr Sc 15 V
600 100
400 10
60
200 5
0 0 20
55 60 65 70 75 55 60 65 70 75 55 60 65 70 75
SiO2 SiO2 SiO2
135 70 70
120 60
60
105
50 50
90
75 40 40
Cr Co 30 Ni 30
60
45
20 20
30
10 10
15
0 0 0
55 60 65 70 75 55 60 65 70 75 55 60 65 70 75
SiO2 SiO2 SiO2
1400 70 135
1200 60 120
105
1000 50
90
800 40 75
Sr Ni Cr 60
600 30
45
400 20
30
200 10 15
0 0 0
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100
Rb Rb Rb

18. 1000 MISTI 4
Misti 4 JMI 160
JMI 61
MIS 62
100
10
Roca/Manto Primitivo
1
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Misti 3 1000
MISTI 3
REEs-Sun and McD 89
Roca/Condritas
MIS 67
JMI 204
JMI 57
100
10
1
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
1000
1000 MISTI 2
JMI 113
JMI 49
JMI 146 100
100
Misti 2 10
10
1
1 Rb Ba Th Nb K La Ce Sr P Nd Zr Sm Eu Ti Dy Y Yb
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

19. Tardiglaciar Erupciones explosivas moderadas
a Holoceno Cono de la Cumbre
Erupción pliniana 2000 A.P.
MISTI 4
~11 ka Formación de la caldera
de la cumbre
Pleistoceno Superior
MISTI 3
Estratocono
Colapso de caldera :
~38 - 34 ka Ignimbritas y caídas de pómez
MISTI 2
Actividad principalmente
efusiva
~110 – 112 ka
50 60 70 80 %SiO2

20. Isótopos de Sr y Nd
0.5131
ISLAND ARCS
Leyenda
0.5129 NVZ
Nd
SVZ
Misti 3
144
0.5127 MORB
Nd /
143 0.5125 Misti 4
CVZ
0.5123
0.5121
0.702 0.704 0.706 0.708 0.710
87 86
Sr/ Sr
0.7084
0.7082
87 86
0.7080 Misti 3
Sr/ Sr Contamination
0.7078
Misti 4
0.7076
Cristalización
0.7074 Fraccionada
0.7072
50 55 60 65 70 75 80
SiO2

21. EVIDENCIA DE CONTAMINACIÓN MEDIANTE EL EMPLEO
DE ISOTOPOS DE Sr, Nd
10.00
Manto
5.00
0.00
10%
-50.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.00
εNd
-5.00 20%
E Nd
30%
-10.00
40%
50%
-15.00 60%
70%
80%
90%
-20.00 90%
Corteza
-25.00
E Sr
Continental
εSr (gneis)

22. Modelo preliminar de génesis de magmas del volcán Misti
Cordillera de los Andes
msnm. Volcán Misti
6000
4000 Fosa Perú - Chiie ?
2000
0 Corteza
Continental
MASH
50 Placa de Nazca Corteza
Subducción lenta Oceánica Moho
100
Manto
150
Km 0 50 100 150 200 250 Km
Deshidratación de la Fusión de la
placa subducida, cuña del manto
desestabilización de los
minerales hidratados

23. CONCLUSIONES
• Misti presento un dinamismo eruptivo variado (<100 ka): erupciones
plinianas, vulcanianas, crecimiento de domos, y alta actividad fumarólica
• A pesar de la ocurrencia de importantes erupciones explosivas, los
productos en su gran mayoría tienen la misma composición: predominan
las andesitas, comparado a dacitas y riolitas.
• La composición mineralógica y geoquímica no ha variado en el tiempo,
que puede atestiguar ciclos magmáticos totalmente diferentes.
• Magmas son generados por deshidratación de la corteza oceánica y
contaminados durante su ascenso a la superficie.
• Evolución de magmas se da principalmente por cristalización fraccionada
en una cámara magmática superficial.

24. Gracias …!