Condiciones pre-eruptivas de los eventos explosivos Tuyajto y Puricó asociados al Complejo Volcánico Altiplano Puna, Zona Volcánica Central de Los Andes, Chile

Abstract

Los Andes centrales (14°-28°S) albergan una de las provincias ignimbríticas más grandes del planeta. Esta zona ha evolucionado desde hace unos 25 Ma, dando como resultado geomorfologías características para esta área, entre ellas, estratovolcanes, el Salar de Atacama, ignimbritas voluminosas y el Plateau del Altiplano Puna. Durante el proceso evolutivo, el acortamiento cortical (Eoceno tardío) generó una de las cortezas con mayor espesor en la tierra (~70 km). Este gran espesor genera una variedad de composiciones magmáticas, como resultado de los procesos de ascenso, acumulación, asimilación y diferenciación en distintas profundidades de la corteza terrestre. La eventual descompresión debido al cambio de una subducción plana a una de mayor ángulo permitió la producción de magma astenosférico que desencadenó en una serie de eventos explosivos evidenciados por una amplia distribución de depósitos piroclásticos en la zona. El reservorio magmático que alimenta esta región de ignimbritas se denomina Cuerpo Magmático Altiplano Puna (CMAP) y se asocia en superficie al Complejo Volcánico Altiplano Puna (CVAP). Las ignimbritas Pleistocenas Tuyajto y Puricó corresponden a las litologías más jóvenes del CVAP, y corresponden principalmente a dacitas- riolitas altamente cristalinas. Comprender su génesis e historia pre-eruptiva es fundamental para entender los procesos de cristalización y diferenciación magmática para modelos petrogenéticos, así como también definir y estudiar los mecanismos que gatillan super erupciones que podrían traer consecuencias catastróficas para la humanidad. Una herramienta útil para conocer los parámetros físico-químicos previos a un evento eruptivo es la termobarometría y oxibarometría ígnea. Estas permiten localizar al reservorio magmático en profundidad, así como también conocer su temperatura y condiciones de fugacidad de oxígeno. En este estudio se realizaron mediciones puntuales para cristales de plagioclasa, anfíbola, ortopiroxenos, clinopiroxenos y óxidos de Fe-Ti en un microscopio de barrido electrónico (SEM). Posteriormente las composiciones químicas obtenidas en SEM son utilizadas en conjunto al termobarómetro de anfíbola de Ridolfi & Renzulli (2012) para la unidas Puricó; termobarómetro de dos piroxenos de Putirka (2008) para la unidad Tuyajto y el oxibarómetro en pares de ilmenita-titanomagnetita de Ghiorso & Evans (2008) para ambas unidades. De este modo, las condiciones intensivas para la unidad Tuyajto corresponden a un reservorio localizado entre 6-8±3.2 kbar (1010°-1044°± 56°C) con un buffer de QFM + 1.5, mientras que para la unidad Puricó son entre 1-2±0.4 kbar (688°-796°±16°C) con un buffer de QFM+1. Además, se realizaron modelizaciones termodinámicas en el software Rhyolite-MELTS para reproducir las composiciones químicas obtenidas en el SEM. Para esto se realizó una serie de iteraciones que involucran variaciones en los parámetros de temperatura, presión y % de agua disuelta respecto al buffer de fugacidad de oxígeno QFM, utilizando como base la química de roca total (Tabla 1) de Rosales (2021). Así, se desarrollan diagramas de estabilidad mineral que determinan condiciones intensivas de 2 kbar (880°-898°C) para Tuyajto, y 1-8 kbar (900°-1050°C) para Puricó. De este modo, la evidencia textural en conjunto a las modelaciones termodinámicas y a la termobarometría-oxibarometría sugieren que ambos reservorios se localizan en un nivel de la corteza superior cuya reología se asocia a un crystal mush producto de la alta cristalinidad de las muestras analizadas.

Los Andes centrales (14°-28°S) albergan una de las provincias ignimbríticas más grandes del planeta. Esta zona ha evolucionado desde hace unos 25 Ma, dando como resultado geomorfologías características para esta área, entre ellas, estratovolcanes, el Salar de Atacama, ignimbritas voluminosas y el Plateau del Altiplano Puna. Durante el proceso evolutivo, el acortamiento cortical (Eoceno tardío) generó una de las cortezas con mayor espesor en la tierra (~70 km). Este gran espesor genera una variedad de composiciones magmáticas, como resultado de los procesos de ascenso, acumulación, asimilación y diferenciación en distintas profundidades de la corteza terrestre. La eventual descompresión debido al cambio de una subducción plana a una de mayor ángulo permitió la producción de magma astenosférico que desencadenó en una serie de eventos explosivos evidenciados por una amplia distribución de depósitos piroclásticos en la zona. El reservorio magmático que alimenta esta región de ignimbritas se denomina Cuerpo Magmático Altiplano Puna (CMAP) y se asocia en superficie al Complejo Volcánico Altiplano Puna (CVAP). Las ignimbritas Pleistocenas Tuyajto y Puricó corresponden a las litologías más jóvenes del CVAP, y corresponden principalmente a dacitas- riolitas altamente cristalinas. Comprender su génesis e historia pre-eruptiva es fundamental para entender los procesos de cristalización y diferenciación magmática para modelos petrogenéticos, así como también definir y estudiar los mecanismos que gatillan super erupciones que podrían traer consecuencias catastróficas para la humanidad. Una herramienta útil para conocer los parámetros físico-químicos previos a un evento eruptivo es la termobarometría y oxibarometría ígnea. Estas permiten localizar al reservorio magmático en profundidad, así como también conocer su temperatura y condiciones de fugacidad de oxígeno. En este estudio se realizaron mediciones puntuales para cristales de plagioclasa, anfíbola, ortopiroxenos, clinopiroxenos y óxidos de Fe-Ti en un microscopio de barrido electrónico (SEM). Posteriormente las composiciones químicas obtenidas en SEM son utilizadas en conjunto al termobarómetro de anfíbola de Ridolfi & Renzulli (2012) para la unidas Puricó; termobarómetro de dos piroxenos de Putirka (2008) para la unidad Tuyajto y el oxibarómetro en pares de ilmenita-titanomagnetita de Ghiorso & Evans (2008) para ambas unidades. De este modo, las condiciones intensivas para la unidad Tuyajto corresponden a un reservorio localizado entre 6-8±3.2 kbar (1010°-1044°± 56°C) con un buffer de QFM + 1.5, mientras que para la unidad Puricó son entre 1-2±0.4 kbar (688°-796°±16°C) con un buffer de QFM+1. Además, se realizaron modelizaciones termodinámicas en el software Rhyolite-MELTS para reproducir las composiciones químicas obtenidas en el SEM. Para esto se realizó una serie de iteraciones que involucran variaciones en los parámetros de temperatura, presión y % de agua disuelta respecto al buffer de fugacidad de oxígeno QFM, utilizando como base la química de roca total (Tabla 1) de Rosales (2021). Así, se desarrollan diagramas de estabilidad mineral que determinan condiciones intensivas de 2 kbar (880°-898°C) para Tuyajto, y 1-8 kbar (900°-1050°C) para Puricó. De este modo, la evidencia textural en conjunto a las modelaciones termodinámicas y a la termobarometría-oxibarometría sugieren que ambos reservorios se localizan en un nivel de la corteza superior cuya reología se asocia a un crystal mush producto de la alta cristalinidad de las muestras analizadas.