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CARACTERÍSTICAS DE MAGMAS EMITIDOS POR EL VOLCÁN MISTI DURANTE LOS ULTIMOS ~100,000 AÑOS
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CARACTERÍSTICAS DE MAGMAS EMITIDOS POR EL VOLCÁN MISTI DURANTE LOS ULTIMOS ~100,000 AÑOS

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Expositor: Marco RIVERA, Jean-Claude THOURET, Alain GOURGAUD, Herve MARTIN, Jean-Luc LEPENNEC, Gerard WORNER …

Expositor: Marco RIVERA, Jean-Claude THOURET, Alain GOURGAUD, Herve MARTIN, Jean-Luc LEPENNEC, Gerard WORNER

Lima, Perú.
11 de Abril 2008

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  • 1. DIRECCIÓN DE GEOLOGÍA AMBIENTAL Y RIESGO GEOLÓGICO Características de magmas emitidos por elvolcán Misti durante los ultimos ~100,000 años Marco RIVERA Jean-Claude THOURET, Alain GOURGAUD, Herve MARTIN, Jean-Luc LE PENNEC, Gerard WORNERInstituto Geologico Minero y Metalurgico
  • 2. Problemática del Tema:• Composición de los magmas tienen influencia en los tipos deerupciones, y por ende en el grado de peligrosidad y riesgos asociados.- Composición de magmas depende de diversas condiciones: contextotectónico, tiempo, procesos asociados (mezcla de magmas, cristalizaciónfraccionada), etc.• Volcanes situados en zonas de subducción producen las másimportantes erupciones explosivas.• Hasta hoy en día existe un debate sobre modos de génesis y evoluciónde magmas en volcanes como el Misti.El objetivo de este estudio es conocer mejor la historia eruptiva ymagmática del volcán Misti con el fin de prevenir riesgos asociados encaso 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 TutupacaOceáno 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 MaFlanco 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 DTardiglaciar 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 BPDepósitos 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 cenizasAÑOS 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 MistiUbicación de muestras de rocas 0 10 km
  • 11. JMI-45, andesita Dacita JMI-134; riolita0 200 µm 0 200 µm 0 200 µmAndesita JMI-55a andesita JMI-55a0 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 AndesineOligoclase Oligoclase Oligoclase Anorthoclase Albite AnorthoclaseAlbite 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 ClinoenstatiteEn 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 MagnesianasMg/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 0Alk MgO 50 55 SiO2 60 65
  • 16. ELEMENTOS MAYORES 5.0 8.0 1.40 Misti 2 4.0 1.20 Misti 3 6.0MgO 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 140Sr 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 40Cr 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 75Sr 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 4Misti 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 LuMisti 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 100Misti 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 moderadasa 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 0.708287 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): erupcionesplinianas, vulcanianas, crecimiento de domos, y alta actividad fumarólica• A pesar de la ocurrencia de importantes erupciones explosivas, losproductos en su gran mayoría tienen la misma composición: predominanlas 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 ycontaminados durante su ascenso a la superficie.• Evolución de magmas se da principalmente por cristalización fraccionadaen una cámara magmática superficial.
  • 24. Gracias …!

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