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Tesis > TEMA

Geología [ 149 tesis ]

Vulcanología [ 9 tesis ]

Ostera, Héctor A.. "Geología, geocronología y caracterización geoquímico-isotópica del magmatismo terciario en el área del Cerro Serrucho, Departamento Malargüe, Mendoza, Argentina" (1996) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El magmatismo Terciario en el rea del cerro Serrucho conocido previamente como "Mollelitense" est representado por tres unidades informales: el Stock del arroyo Serrucho (SAS), los Cuerpos Hipabisales Relacionados (CHR) y las Vulcanitas Relacionadas (VR). Las mismas est n emplazadas en la secuencia sedimentaria Jurásica (Formación Puchenque), dentro del ámbito surmendocino de la Cuenca Neuquina. Las tres unidades se diferencian desde el punto de vista geológico, petrográfico, geoquímico, isotópico y geocronológico. El SAS es un stock epizonal, compuesto, asimétricamente zonado, donde pueden diferenciarse al menos cinco facies: a) Facies Monzodior¡tica Cuarzosa; b)Facies Granodiorítica A, de grano grueso a medio; c) Facies Granodioritica B , de grano fino a medio; d) Facies de Mezcla y e) Facies Granofírica. Es predominantemente metaaluminoso y calcoalcalino, correspondiendo a los granitoides de alto potasio y alto Ba-Sr. Las variaciones composicionales podrían explicarse a partir de una cristalización fraccionada "in situ". La fuente correspondería al manto superior-corteza inferior enriquecido en elementos LIL por la corteza subductada. Durante su emplazamiento y cristalización ha desarrollado una interacción agua-magma que se refleja en las variaciones isotópicas del oxígeno e hidrógeno. La edad del enfriamiento es miocena tardía (9,5ñ0,5 Ma) y se considera casi simultánea con el emplazamiento. Se estima que el emplazamiento, producido a presiones no muy superiores al Kb, est relacionado con la propagación de diques asociados al fracturamiento generado por el campo de esfuerzos regional. Los CHR est n constituidos por diques, filones capa y lacolitos de composición riolítica, asociados en el espacio con el SAS. Media un intervalo de tiempo registrable en términos absolutos entre el SAS y los CHR. Los cuerpos son predominantemente peraluminosos y calcoalcalinos. La edad de los mismos es miocena tardía (7,5+-1 Ma). Presentan mayores evidencias de contaminación cortical, sin que ‚esta sea sustantiva y la misma se considera asociada al emplazamiento a menor profundidad. Los rasgos geoquímicos de tierras raras y elementos incompatibles guardan similitud con la del SAS, con abundancias normalizadas menores. Se considera que los CHR no corresponden a un episodio único, sino que corresponden a un conjunto de eventos que han aportado material proveniente de la misma fuente, con diferente grado de evolución. Su asociación con los recursos minerales del rea est probablemente vinculada con la interacción de aguas meteóricas ricas en sales disueltas, que son removilizadas. Las Vulcanitas Relacionadas est n constituidas por andesitas y dacitas, calcoalcalinas y metaaluminosas. Desde el punto de vista de su desarrollo, son las manifestaciones de menor importancia relativa del rea. Se considera que su erupción constituye el episodio póstumo del magmatismo Terciario en el rea, con una edad miocena tardía- plioceno temprana (4,8+-1 Ma). La fuente del magmatismo Terciario parece haberse mantenido constante durante El intervalo de tiempo considerado (10-5 Ma). Es similar en sus características geoquímicas e isotópicas a la fuente que origina el magmatismo de arco y retroarco actual. Se postula que una fuente de tal homogeneidad sólo puede estar representada por la cuña del manto subductada, modificada con el aporte de elementos LIL por la placa que subduce.

Abstract:
The Tertiary magmatism in cerro Serrucho, previously known as "Mollelitense" is represented by three non-formal units: Arroyo Serrucho Stock (SAS), Hypabyssal Related Bodies (CHR) and Related Vulcanites (VR). All of them are emplaced in the Jurassic sedimentary sequence (Puchenque Formation), in the Southern Mendoza scope of the Neuquen basin. The three units can be differentiated from the geologic, petrographic, geochemichal, isotopic and geochronologic point of view. The Arroyo Serrucho Stock (SAS) is a composed, epizonal body, asymetrically zoned. Five facies have been differentiated : a) Quartz- Monzonite facies; b) Granodioritic Facies A, medium and coarse grained; c) Granodioritic Facies B, fine to medium grained; d) Mixing Facies and e) Granophyric Facies. The SAS is predominantely peraluminous, calc-alkaline, belonging to the high-K, high Ba-Sr granite group. The compositional trends may be explained by in-situ fractional crystallization. The most probable source is the upper mantle-lower crust LIL-enriched by the subducted plate. During its emplacement, a water-rock interaction revealed by the oxygen and hydrogen isotopes can be postulated. The cooling age is Late Miocene (9,5 ñ 0,5 Ma); it is considered simultaneous with the emplacement. Dyke propagation, associated with faulting related with regional stress field is considered the most suitable way for ascent and emplacement in this case. The Hypabyssal Related Bodies (CHR) are dykes, laccoliths and sills of rhyolitic composition, associated in space with the SAS. There is a measurable time interval between the emplecement of SAS and CHR. The CHR are peraluminous and calc-alkaline. The absolute age is Upper Miocene (7,5+- 1 Ma). They have more evidences of crustal contamination, but it is not very relevant and is related with the more surficial emplacement. The geochemical pattern is similar to the SAS pattern, with lesser normalized abundances. The CHR are not an isolate episode; they are probably a group of events from the same source with different degrees of evolution. The mineral resources of the area are probably related with the interaction and remobilization by meteoric waters, plenty of salts, and the CHR. The related vulcanites (VR) are andesites and dacites, calc-alkaline and metaaluminous. They are the less extendedt episode, and the last one. Its absolute age is Later Miocene-Early Pliocene (4,8+- 1 My). The source for the Tertiary magmatism has been constant during the time span considered. Is similar to the present arc and retro-arc volcanism source. Such an homogeneous source can be represented only for the subducted mantle wedge, modified with LIL enrichment by the subducted plate.

Kleiman, Laura Elena. "Mineralogía y petrología del volcanismo permo-triásico del bloque de San Rafael en el área de Sierra Pintada, Provincia de Mendoza y su relación con las mineralizaciones de uranio." (1999) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Abstract:
The southern portion of South America formed part of the supercontinent of Gondwana during most of the Paleozoic, and a broad magmatic belt was active in the west margin in the Carboniferous and Permo-Triassic. In the San Rafael Massif, Mendoza, Argentina a foreland basin developed behind the Carboniferous magmatic arc, which resulted in a thick accumulation of marine and continental sediments. Later, these sediments (El Imperial Formation) were deformed during the San Rafael orogenic phase which was related to an eastward migration of the arc in the Early Permian. Volcanism is Permo-Triassic and postdates the deformation of the El Imperial deposits, but the early volcanics and associated sediments (Cochicó Group) were synchronous with a compressive and/or transpressive stress regime, related to the San Rafael orogenic phase, indicating that subduction continued to the west. The volcanic sequences in the San Rafael Massif form part of the Choiyoi magmatic province. Field observations, in conjuction with mineralogy, petrology, major, trace and REE element data, indicate that two different suites can be distinguished within the Choiyoi, termed in here lower and upper Sections. The lower Section (Early Permian) comprises andesites, and dacitic to low-silica rhyolitic ignimbrites with associated sediments (Cochicó Group) and represents the products of the subduction-related magmatic arc. The upper Section (Early Permian- Early Triassic) which is mainly composed of rhyolitic ignimbrites (Agua de los Burros Formation), andesitic dyke intrusions (Quebrada del Pimiento Formation), caldera-related high-silica rhyolitic ignimbrites and lava flows, dacitic to rhyolitic subvolcanic bodies, some with garnet and topaz, and mildly alkalic basaltic andesites (Cerro Carrizalito Formation). This change in the character of volcanism is correlated with a shift from the compressive tectonic style to a progressive extensional regime, and is believed to represent the transition between Late Paleozoic subduction and Triassic rifting. A third suite of Middle Triassic age (Puesto Viejo Formation) could also be distinguished. It is bimodal, comprises basaltic andesites, basalts and rhyolitic ignimbrites and would correspond to the peak of extension (rift ?) in the area. Dacitic to rhyolitic ignimbrites of the subduction-related Cochicó Group contain biotite as the main mafic mineral, and evolved from andesitic magmas by crystal fractionation of the observed mineralogy (Toba Vieja Gorda Member, Yacimiento Los Reyunos Formation). They are homogeneous sequences that could be considered as “monotonous intermediates” (Hildreth, 1981). Disequilibrium textures suggest that magma mixing and/or lower crust contamination were important processes. High-silica rhyolites of the upper Section are similar to bimodal aluminous rhyolites and to topaz rhyolites. They contain biotites, arnphiboles and pyroxenes suggesting lower pressures, higher temperatures and dryer conditions of crystallization. Rhyolites from different volcanic centers show distinctive geochemical patterns. Besides, some textures suggest magma mixing processes and zoned magma chambers. They show low composition gradients suggesting crystal fractionation processes. The crust was thinned, magma Chambers were emplaced at higher crustal levels and crustal contamination and/ or melting seems to be a main process. They are transitional between subduction and continental intraplate conditions. Andesitic dykes emplaced in tensional normal faults (Quebrada del Pimiento Formation) can record the beginning of extension in the Early-Late Permian. These andesitic dykes could probably be the product of hibridization of a basaltic underplate and the lower crust. Extension could eventually be related to changes in the subduction geometry due to diminishing rates of plate motions, which finally produced the end of plate convergence. Triassic high-silica rhyolites (Puesto Viejo Formation) are also similar to bimodal aluminous rhyolites, no mafic minerals were observed, and they seem to be genetically unrelated to spatially associated basalts and andesites. The rhyolites would represent crustal melts which were produced by heating due to mafic magmas emplaced at the base of the crust, whereas the basalts and andesites are the product of this basaltic “underplating” that fractionated and/or interacted with the crust. The relationship between silicic volcanic rocks (mainly volcaniclastic) and uranium mineralizations has been known for many years, because uranium concentrates in felsic igneous rocks, due to its highly incompatible character. These rocks were widely recognized as source rocks through devitrification processes of volcanic glass. In recent years, however, their importance as potential hosts, mainly of those rocks related to a caldera cycle, was also evaluated: In order to be a potential host, post-magmatic processes, such as long-lived hydrothennal systems, are esential for uranium remobilization and concentration within this environment. In the San Rafael Massif, the Choiyoi lower Section (Grupo Cochicó) hosts the main uranium mineralization known, at present, in Argentina: the Dr. Baulíes-Los Reyunos deposit which is emplaced in sediments (Areniscas Atigradas Member) redeposited from dacitic and low-silica rhyolitic ignimbrites (Toba Vieja Gorda Member) with very low U background (up to 3 ppm). Field, mineralogical and geochemical data in this case, points to the role of volcanism to be limited to that of source rock. Besides, this type of magma is not very suitable for yielding great amounts of U. In contrast, the composition of magmas, the tectonic setting and the presence of caldera-related volcanics in the Choiyoi upper Section are more favourable conditions for uranium mineralizations to ocurr, according to worldwide examples, and seem to be a more adequate exploration target. Mineralogical and chemical data from some known uranium mineralizations associated to these rocks (Rincón del Atuel, Pircas del Mesón) show that some hydrothermal activity was relevant in the remobilization and concentration of U. The paucity of sediments associated to the upper Section volcanics makes ignimbrites and other caldera-cycle rocks, a more favourable host.

Etcheverría, Mariela Patricia. "Geología y petrología de los volcanes cenozoicos Pocitos, Del MEdio y Tul Tul, provinciade Salta, Argentina" (2003) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
En el NO de la provincia de Salta, Argentina, en el ambiente geológico de la Puna, existe un grupo de tres estratovolcanes de edad miocena superior (Pocítos, Del Medio y Tul Tul) dispuestos con rumbo noroeste-sudeste vinculados a un lineamiento regional conocido como Cerro Rincón - Cerro Quevar. En disposición transversal al volcán Del Medio se destacan cuatro domos lávicos denominados Pozo Cavado que son posteriores al conjunto nombrado. Sobre la base de la petrografía y los rasgos morfoestiucturales se determinó la secuencia estratigráfica y se estableció la morfogénesis del grupo. Geoquímicamente las composiciones son basáltico-andesíticas y andesíticas para el volcán Pocitos; andesíticas, traquiandesíticas y dacíticas para los volcanes Del Medio y Tul Tul; y andesíticas para los domos Pozo Cavado. Representan a series calcoalcalinas, muy cercanas a las levemente alcalinas, de alto contenido en potasio para el volcán Tul Tul y de potasio medio para los volcanes Pocitos y Del Medio y los domos Pozo Cavado. Los contenidos geoquímicos e isotópicos de Sr y evidencias petrográficas tanto texturales como mineralógicas permiten inferir que los magmas se originaron a partir de mezclas con importante participación de fundidos del manto (baja proporción de fusión) y fundidos corticales y que la cristalización fraccionada habría actuado en forma subordinada. La asimilación de rocas ultramáficas también habría jugado un papel importante. Los diseños geoquímicos ponen en evidencia la influencia del ambiente de subducción en su génesis y las asignan a ambientes transicionales entre arco y retroarco con la excepción de los domos Pozo Cavado, quizá pliocenos, que corresponderían a retroarco, localizando de ese modo, a la región cerca del límite arco-retroarco mioceno superior. La mineralogía de los fenocristales y el quimismo de anfíboles indican una presión de 8 kb para su formación lo que equivale a una profundidad de 26 km para la probable cámara magmática e indica un espesor mínimo de corteza para los tiempos del Mioceno superior (8,6-6,5 Ma).

Abstract:
Pocitos, Del Medio and Tul Tul are three Late Miocene (8,6-6,5 Ma) stratovolcanoes located in the Argentinian Puna, at northwestem Salta province. NW-SE trending, they are associated to a regional structure known as Cerro Rincón-Cerro Quevar lineament. Tentatively Pliocene, Pozo Cavado domes lie perpendicularly to the Del Medio volcano. The volcanic stratigraphy and morphogenesis were established, based on petrographic, geochemical and morphostructural studies. Pocitos volcano is composed of basaltic andesites and andesites, whereas Del Medio and Tul Tul centers encompas andesites, trachyandesites and dacites. Pozo Cavado lavas correspond to andesites. All of them represent calc-alkaline to slightly alkaline series; ranging from medium-K (Pocitos, Del Medio and Pozo Cavado) to high-K (Tul Tul). Sr isotopes, geochemical, mineralogical and textural evidences strongly indicate that the magmas had been originated by mixing of mantle and crustal melts, with low percentage of mantle melting. Fractional crystallization might have played a secondary role. The assimilation of ultramafic rocks might have been important. Trace-element indicate an transitinal signature between arc and back-arc for Pocitos, Del Medio and Tul Tul volcanoes and a retroarc signature for Pozo Cavado domes. Mineralogy and amphibole composition indicate an 8 kb pressure, equivalent to a depth of 26 km for the magmatic chamber, thus constraining the crustal thickness. A subduction-related tectonic setting, close to the boundary arc-retroarc, is inferred for the studied area during Late Miocene times.

Litvak, Vanesa D.. "Evolución del volcanismo terciario en el Valle del Cura sobre el segmento de subducción horizontal pampeano, Provincia de San Juan" (2004) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
La integración de los rasgos geológicos, petrológicos y geoquímicos, sumada al análisis de la información aeromagnética, permitió delinear la génesis y evolución del volcanismo terciario del Valle del Cura. Su historia magmática está representada por seis eventos eruptivos acontecidos desde el Paleoceno al Mioceno superior. Durante el Paleoceno, el volcanismo está representado por los Basaltos Río Frío; son manifestaciones volcánicas afíricas y alcalinas, con signaturas de intraplaca en un ámbito extensional y sin influencia del arco volcánico, que se encontraba a unos 200 km al oeste. Estas lavas son resultado del rápido ascenso, a través de una corteza adelgazada, de fundidos primarios generados a profundidad como consecuencia de bajos porcentajes de fusión de porciones enriquecidas del manto litosférico. Para el Eoceno, se generó en la región una cuenca de retroarco dentro de un régimen extensional, donde se depositó una secuencia volcanosedimentaria sin-orogénica. Bajo estas condiciones de corteza atenuada y anomalías térmicas, subplacados basálticos favorecieron la fusión de material cortical y en consecuencia la génesis de un volcanismo de composición dacítico a riolítico: la Formación Valle del Cura. Estas rocas presentan signaturas químicas de retroarco, alto contenido en elementos litófllos y un marcado enriquecimiento isotópico, en relación con el resto de la secuencia volcánica terciaria. Este magmatismo ácido presenta dos tipos litológicos: los primeros fundidos generados son de alta temperatura y alta viscosidad, que resultó en una eruptividad flsural y formación de ignimbritas de alto grado; los segundos son fundidos de mayor permanencia en la corteza y resultaron en un volcanismo explosivo, con depósitos de flujo piroclástico y la formación de una caldera en la cordillera de la Brea. El Oligoceno superior marcó el inicio de un magmatismo de arco en el Valle del Cura, representado por el Grupo Doña Ana: comenzó con facies ignimbríticas ácidas y lavas mesosilíceas — Formación Tillito- que luego evolucionaron a un volcanismo basandesítico a andesítico —Formación Escabroso—.Ambos grupos de rocas se caracterizan por sus rasgos químicos y petrográflcos típicos de volcanitas calcoalcalinas, derivadas de fundidos originados por fusión en la cuña astenosférica en el marco de una corteza de espesor normal (30-35 km); con un centro eruptivo reconocido en la cordillera del Zancarrón. La cuenca de depositación oligocena evolucionó dentro de un contexto extensional que favoreció la generación de un volcanismo máfico de retroarco representado por los Basaltos Las Máquinas. Sus rasgos geoquímicos muestran una afinidad alcalina y de intraplaca, pero con una importante influencia del coetáneo arco volcánico. Como respuesta a la subhorizontalización de la placa de Nazca, se produce la migración del arco volcánico y para el Mioceno medio a superior se ubicó en la actual posición del Valle del Cura. La Formación Cerro de las Tórtolas representa el pico de magmatismo andesítico y dacítico que caracterizó, local y regionalmente, a este sector de los Andes. Esta eruptividad resultó en la formación de domos y estratovolcanes como los volcanes Cerro de las Tórtolas, Vacas Heladas y el nuevo centro de emisión identificado en la cordillera del Zancarrón. En esta unidad se reconocen dos etapas: la sección inferior (16-14 Ma) representa fundidos que se equilibraron a una profundidad con fases residuales indicativas de una corteza de espersor normal (30-35 km) y la sección superior (13-10 Ma) cuyas relaciones de tierras raras indican una fase residual granatífera, lo que evidencia una mayor profundidad de generación, en una corteza engrosada de 50 km. El enriquecimiento isotópico de las lavas, desde la sección inferior hacia la superior, también registra el incremento de los aportes corticales en la génesis de los fundidos. Estas volcanitas permanecieron en cámaras magmáticas intermedias de similar profundidad, estimada en 14 a 15 km para la sección inferior, y en 15 a 17 km para la superior. En estas condiciones, los minerales se equilibraron en un rango de temperatura y presión entre 720° y 820°C, y 4,5 y 5,5 kb, respectivamente. Como parte del volcanismo mioceno medio, se incluyen a las ignimbritas dacíticas de la Formación Tambo, ya que conjuntamente con las lavas de la sección superior de la Formación Cerro de las Tórtolas, marcan el quiebre en el comportamiento químico e isotópico del volcanismo terciario del Valle del Cura. En conjunto representan el volcanismo desarrollado bajo las condiciones de máxima compresión. Las últimas manifestaciones volcánicas corresponden a las Ignimbritas Vacas Heladas, de composición dacítica; poseen signatura de arco, pero fundamentalmente evidencian una importante participación de material cortical: presentan el mayor enriquecimiento isotópico de toda la secuencia volcánica del arco terciario. Luego de estas manifestaciones volcánicas y como respuesta a la subhorizontalización de la losa subducida, cesó la actividad volcánica en el Valle del Cura.

Abstract:
Evolution of tertiary volcanism in the Valle del Cura over the Pampean flat-slab, San Juan Province. The genesis and evolution of tertiary volcanism in the Valle del Cura was established by the integration of its geological, geochemical and petrological features, plus the aeromagnetic data analysis. The magmatic history is represented by six eruptive events that occurred from the Paleocene to the upper Miocene. The Basaltos Río Frío represents the volcanic activity during the Paleocene; they are alkaline and aphiric volcanites with extensional and intraplate chemical signatures, without influence of the volcanic arc located 200 km to the west. These lavas resulted from primary deep magmas that were fastly erupted through a thin crust and generated by low melting degrees of enriched portions of lithospheric mantle. During the Eocene an extensional retroarc basin was developed and filled with a synorogenic volcanosedimentary sequence. Therefore, the thin crust and thennal anomalies environment was favorable for basaltic underplating and melting of the crust; hence the genesis of a dacitic and ryholitic volcanism: the Valle del Cura Formation. These rocks present retroarc chemical signatures, high contents of lithophiles elements, and an isotopic enrichment in comparison with the remaining tertiary volcanic sequence. This acid magmatism has two different líthologies: the first melts had high temperature and viscosity and derived in high grade ignimbrites associated to fisural eruptivity; the second melts resulted in explosive volcanism, piroclastic flows and the caldera structure in the cordillera dela Brea. An arc magmatism started at the Oligocene, which is represented by the Doña Ana Group. It began with acid ignimbrites facies and mesosiliceous lavas —theTillito Formation- that evolved to a basandesitic and andesitic volcanism —the Escabroso Forrnatíon—. Both units have petrographical and geochemical calcoalkaline features, and are the result of melting in the asthenospheric wegde beneath the main arc in a thin crust (35 km); they are related to a eruptive center recognized in the cordillera del Zancarrón. This extensional oligocene basin was favorable for retroarc mafic volcanism represented by the Basaltos Las Máquinas. Its geochemistry signature shows an alkaline and intraplate afinity, but with a strong influence of the contemporary volcanic arc. As a result of the shallowing of the downgoing slab of the Nazca plate, the volcanic front migrated, and by the middle Miocene it was located over the Valle del Cura area. The Cerro de las Tórtolas Formation represents the main event of andesitic and dacitic volcanism that characterized, locally and regionally, this area of the Andes. This volcanic activity was responsable for the formation of domes and stratovolcanoes, as the Cerro de las Tórtolas and Vacas Heladas, and the new eruptive center identified in the cordillera del Zancarrón. Two stages are recognized in this unit: the lower section (1614 Ma) represents melts that were equilibrated at depth with residual phases associated with a crust of normal thickness (30-35 km); while the upper section (13-10 Ma) has rare earths relationships indicating a granatiferous residual phase, and therefore a deeper site of magma generation in a thick crust of 50 km. The increase in the isotopic enrichment of the lavas, from the lower section to the upper section, also shows the increase of crustal contributions during the genesis of the magmas. These volcanítes were storaged in intennediate magmatic chambers of similar depth, estimated in 14 to 15 km for the lower section, and 15 to 17 km for the upper one. Under these conditions, the mineral assambleges were equilibrated in a temperature and pressure range of 720°—820°C and 4,5-5,5 kb, respectively. The dacitic ignimbrites of the Tambo Formation are also included in the middle Miocene volcanism because together with the upper section of the Cerro de las Tórtolas Formation indicate the break in the chemical and isotopic behaviour of tertiary volcanism in the Valle del Cura. Both units represent the volcanism developed under the highest compressional conditions. The Ignimbritas Vacas Heladas represent the last volcanic activity. These dacitic ignimbrites have arc-like signatures, but mainly show high crustal contributions: they are the most isotopicaly enriched lavas of all the tertiary volcanic-arc sequence. After these dacitic and ryholitic volcanism, and as a response of the flattening of the subducting slab, the volcanic activity ended in the Valle del Cura.

Rovere, Elizabeth Ivonne. "Evolución magmatotectónica cenozoica del noroeste de Neuquén (37° 00´- 38° 00´S., Argentina)" (2008) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Este trabajo constituye un completo aporte al conocimiento geológico del volcanismo cenozoico en el noroeste de Neuquén. Presenta novedosos datos de índole científica, tales como datos geocronológicos y geoquímicos de rocas volcánicas y plutónicas. Estas rocas pertenecen a una región denominada "área clave", ubicada en un sector ubicado entre los 37° y 38° S al oeste de la cordillera del Viento. En este trabajo se presentan por primera vez estudios geoquímicos y geocronológicos con el propósito de analizar la evolución magmato-tectónica en el "área clave". Esto permitió realizar una comparación en el contexto volcánico de los Andes norpatagónicos entre el "Complejo Volcánico Los Miches" (ubicado en el "área clave") y el "Complejo Volcánico Caviahue" (ubicado al sur). El mismo da cumplimiento a los requisitos de la Universidad de Buenos Aires para optar al Doctorado en Ciencias Geológicas. Se resume la estratigrafía paleozoica y mesozoica de la región comprendida entre 37° y 38° S, desde el sector sudoccidental de la cordillera del Viento y el margen occidental de la cuenca neuquina hasta el límite fronterizo argentino-chileno. Estas unidades no se describen en detalle debido a que no corresponden al objetivo de este trabajo. No obstante, a modo de excepción, dos unidades mesozoicas, las Formaciones Nahueve y Epu Lauquen, son detalladas debido a que se obtuvieron nuevas dataciones durante la realización de este trabajo y pertenecen al "área clave". Se propone un esquema estratigráfico para el magmatismo cenozoico formado por las siguientes unidades agrupadas en dos Asociaciones y dos Complejos. El Complejo Volcánico Caviahue: Fm. Las Termas (Pleistoceno superior-Reciente), Fm. Pino Andino (Pleistoceno medio a superior), Fm. Cerro Trolón (Pleistoceno), Fm. Copahue (Pleistoceno), Fm. Riscos Bayos (Plioceno superior), Fm. Las Mellizas (Plioceno) y Fm. Hualcupén (Plioceno a Pleistoceno inferior); Complejo Volcánico Los Miches: Fm. Guañaco (Pleistoceno inferior a medio), Fm. Bella Vista (Plioceno superior), Fm. Cerro Centinela (Plioceno), Fm. Reñileuvú (Plioceno medio a superior). La Asociación Plutónico Volcánica Miocena compuesta por: Fm. Mitrauquén (Mioceno Medio a Plioceno inferior), Fm. Mandolegüe (Mioceno), Fm. Trapa-Trapa (Mioceno Medio a Superior), Fm. Invernada Vieja (Mioceno Medio a Superior), Andesita Cerro Moncol (Mioceno Medio a Superior), Granodiorita Cerro Columpio (paleozoicas y/o mesozoicas) durante el Mioceno y determinaron nuevas zonas de fractura que migraron en dirección noreste a partir del Neógeno. Se reconocieron tres fallas circunferenciales localizadas hacia el noroeste de Copahue: a) 37° 35’ S- 70° 45’ O, b) 37° 40’ S – 70° 40’ O, y c) 37°50’S – 71°00’ O. Además, se identificaron estructuras magmato-neotectónicas vinculadas a procesos de subsidencia térmica en la región de Copahue que exponen una distribución alineada hacia el Noreste desde el volcán Copahue hasta la cordillera del Viento a lo largo de la cordillera de Mandolegüe. Las cámaras magmáticas determinantes del arco volcánico Neógeno no presentan evidencias de migración en este segmento de la cordillera. Se describe la evolución de los Complejos Volcánicos Caviahue (CVC) y Los Miches, centrados en los volcanes Cerro Centinela (oeste de la cordillera del Viento - C.V.-) y Copahue (en la actual caldera del Agrio) asociada con la existencia del bloque competente de la C.V. (al norte de los 37° 30’ S) que condiciona una tectónica constrictiva. La interpretación tectono-magmática indica que: en la región sur, como dicha limitación mecánica -C.V.- no existe, la deformación pudo propagarse más fácilmente hacia el este y generó fallas normales de alivio y el consecuente colapso de una caldera. Las fallas circunferenciales se distribuyen a lo largo de un plano intermedio entre las dos regiones. Se provee un contexto magmato-tectónico regional enriquecido con un más ajustado control cronoestratigráfico, que genera un aporte a las actividades exploratorias y al manejo sustentable de los recursos naturales.

Abstract:
The present contribution has the objective to fulfil the requirements of the Buenos Aires University for a phD Thesis in Geology. This work represents a contribution to the geological and magmato-tectonic knowledge of the Northwest of Neuquén province (Argentina) between 37° S and 38° S. In particular, the geological field work in the región of Cerro Centinela and the Copahue volcano could complete the stratigraphical scheme, from the magmatic and sedimentary units mapping and isotopic dating. In this way, a stratigraphical column is proposed for the Cenozoic magmatism formed by the following units, from recent to older, grouped in two Associations and two Complexes. Caviahue Volcanic Complex: Las Termas Fm. (Upper Pleistoce to Recent), Pino Andino Fm. (Middle to Upper Pleistocene), Cerro Trolón Fm. (Pleistocene), Copahue Fm. (Pleistocene), Riscos Bayos Fm. (Upper Pliocene), Las Mellizas Fm. (Pliocene), Hualcupén Formation (Pliocene to Lower Pleistocene). Los Miches Volcanic Complex: Guañaco Fm. (Lower to Middle Pleistocene), Bella Vista Fm. (Upper Pliocene), Cerro Centinela (Upper Pliocene), Reñileuvú Fm. (Middle to Upper Pliocene). The Plutonic Volcanic Miocene Association: Mitrauquén Fm. (Middle Miocene to Lower Pliocene), Mandolegüe Fm. (Miocene), Trapa-Trapa Fm. (Middle to Upper Miocene), Invernada Vieja Fm. (Middle to Upper Mioceno), Cerro Moncol Andesite (Middle to Upper Miocene), Cerro Columpio Granodiorite (Miocene) and Arroyo Palao Fm (Lower to Middle Miocene). The Paleogene Volcano Sedimentary Association: Molle Group (Paleocene to Oligocene) and Lileo Formation (Oligocene to Lower Miocene). Furthermore, Epu Lauquen Formation (Cretaceous) and Nahueve Formation (Jurassic) were redefined. The discovery of Middle Jurassic volcanic centers (Nahueve Formation, 167 ± 6 Ma) and Cretaceous (Epu Lauquen Formation, 94 ± 4 Ma) extends the geographical boundaries known of the volcanic arc and the Mesozoic active margin. The first field observations of Miocene Mitrauquen ignimbrites were recognized in the Reñileuvú river in Argentina, this high volcanic explosivity event deposit was formerly mentioned in Chile. During Late Miocene, slow and oblique convergence occurred in this región of the Cordillera. In the same way, new data in geochronological ages from the Molle Group, Nahueve, Epu Lauquen, Mandolegüe, Lileo - Arroyo Palao (Cura Mallín), Cerro Columpio, Cerro Centinela, Bella Vista and Guañaco Formations could determine at these latitudes the distribution of its outcrops in Argentina territory and delineate the structures that put in contact different volcanic units. In the "key area", a central Pliocene volcanism attributed to Cerro Centinela Formation is described. Small basaltic Pleistocene volcanoes of Guañaco Formation lavas have subalkaline and undifferentiated mantle magma trends. Magmatic temporal and spatial evolution is in relation to Neogene deformation north from the cordillera de Mandolegüe, angularity, convergencial velocity and slab depth. During Middle Miocene (12,6 to 10 Ma) the emplacement of Cerro Columpio granodioritic pluton occurred; in correlation to a thermal uplift of Mandolegüe cordillera through a process of magmato-tectonic doming that produced tens of small monogenic cones. Since Pliocene, the subduction angle returns to a normal angle (about 30°) that expose an hydrated mantle through an astenospheric wedge thicker that produced a more dispersed melt. Changes in acting stress fields produced compressive and transtensive forces that generated preexistent fault reactivation (Paleozoic and/or Mesozoic) during Miocene and determined new fracture zones that migrated northeastward since Neogene. These morphotectonic changes controlled the distribution of contemporaneous depocenters of lacustrine margins related with a decreasing of the sea level to the south and west. Three circumferential faults were recognized they’re located next to: a) 37° 35’ S- 70° 45’ W, b) 37° 40’ S – 70° 40’ W, and c) 37° 50’S – 71° 00’ W. Furthermore, in the región of Copahue magmato-tectonic structures related to thermal subsidence show aligned northeastward trends oriented to "cordillera del Viento", through the Mandolegüe cordillera. Magma chambers didn’t evidence migration processes in this sector of the Andes. The evolution of Plio-Pleistocene volcanic centers of Los Miches Volcanic Complex (centered in Centinela-Huaraco volcano) west of cordillera del Viento and Caviahue Volcanic Complex (centered in Copahue volcano and Caviahue (Del Agrio) caldera) in relation to the cordillera del Viento block (north from 37° 30’ S) evolved into a contemporaneous tectonic uplift. Oppositely, in the southern región, this mechanical boundary do not exist, in that way the deformation could propagate smoothly eastward and facilitate the presence of normal distressed faults and a caldera collapse. Circumferential faults distributed along an intermediate plane between both regions. Informative schemes based on volcanic aspects were described. This section (Anexo 4) is focused on the mitigation of volcanic hazard of Copahue volcano in Caviahue village, severely damaged after July 2000 eruption. Here is exposed an enriched regional magmato-tectonic context with a detailed chronoestratigraphical control that contributes to natural resources exploratory and sustainable activities.

Agusto, Mariano Roberto. "Estudio geoquímico de los fluídos volcánicos e hidrotermales del Complejo Volcánico Copahue-Caviahue y su aplicación para tareas de seguimiento" (2011) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
La Geoquímica de Fluidos (gases y aguas) es una disciplina de gran relevancia en el estudio de volcanes, debido a que permite determinar las características de los cuerpos magmáticos someros, su relación con el ambiente de generación profundo, e identificar variaciones en el grado de actividad del sistema en general. Cuando un volcán está en reposo, los gases continúan circulando a través del sistema de fracturas, mezclándose con aguas subterráneas y originando acuíferos hidrotermales, fumarolas, etcétera. Las perturbaciones del sistema se manifiestan mediante una serie de eventos y señales que involucran variaciones en la composición química de los fluidos que arriban a superficie (gases y aguas). El volcán Copahue es el foco activo del Complejo Volcánico Copahue-Caviahue (CVCC), cuya dinámica y manifestaciones están controladas por un importante sistema volcánico-magmáticohidrotermal. Dentro de este complejo volcánico se producen también numerosas áreas geotermales con emisiones gaseosas y de aguas termales. El estudio de los fluidos desempeña un papel fundamental para la caracterización y entendimiento de la dinámica del sistema general. El presente trabajo de Tesis Doctoral tiene como objetivo general caracterizar las emisiones fluidas volcánicas e hidrotermales del CVCC, evaluando su aplicación para trabajos de seguimiento. Particularmente se busca determinar el origen y naturaleza de los constituyentes del fluido de las manifestaciones, y los procesos actuantes que controlan su composición, así como identificar los distintos subsistemas que conforman el sistema volcánico-magmático-hidrotermal general, y el tipo de interacción existente entre ellos. Finalmente se busca determinar un patrón de comportamiento del sistema a partir del cual se puedan identificar anomalías asociadas a perturbaciones del mismo, correlacionando señales identificadas mediante otras disciplinas, y de esta forma establecer una línea de base que pueda ser utilizada en futuros trabajos de monitoreo. El trabajo se llevó adelante mediante el muestreo directo de gases y aguas, y la determinación de la composición química (inorgánica y orgánica) e isotópica de los mismos. La evaluación de las composiciones gaseosas indica una importante componente magmática que alimenta las manifestaciones, aunque estas se encuentran controladas por condiciones reductoras de un potente acuífero hidrotermal. Así las especies ácidas más importantes son el CO2 y H2S, donde la relación C/S permitió identificar áreas cercanas al edificio volcánico con mayor acidez. Las emisiones en general se caracterizan por altos valores relativos de CH4, H2 e hidrocarburos alcanos y aromáticos, consistente con el dominio hidrotermal. Se identificó un descenso de la relación N2/He con posterioridad al evento eruptivo del 2000, y junto con las altas relaciones isotópicas 3He/4He (las más altas registradas en los Andes hasta el momento) y los valores de δ13C-CO2, indican una activa conexión entre las cámaras magmáticas andesíticas someras y el ambiente magmático profundo de características mantélicas. Una inyección de fluidos profundos no evolucionados habrían actuado como disparadores del evento eruptivo del año 2000. Con respecto a las manifestaciones en fase líquida, se definieron subsistemas según aguas del Sistema Volcánico-Hidrológico (SVH) con alta acidez y bajos valores en la relación SO4/Cl, Aguas Calentadas por Vapor (ACV) con alta acidez y altos valores SO4/Cl y Aguas de Deshielo (AD) neutras. Las aguas SVH presentan además altos valores relativos de F, señalando que actúan como condensadores directos de gases volcánicos. Los isótopos estables (δ18O y δ2H) indican participación de aguas magmáticas en las SVH. Las ACV se encuentran y enriquecidas en NH4, señalando el fuerte control en la composición por parte del sistema hidrotermal subsuperficial. A partir del seguimiento geoquímico realizado en el SVH se identificó un patrón de comportamiento estacional, sensiblemente afectado durante el periodo de anomalía térmica (AT) registrado con un marcado descenso de la temperatura en el cráter a mediados del año 2004. Este evento fue atribuido a una obturación del sistema de fracturas que alimenta la laguna cratérica por sobresaturación como consecuencia del arribo de fluidos profundos hiperconcentrados. Este evento estuvo asociado a una particular actividad sísmica y procesos de deflación. Se considera que este mecanismo sería el responsable de los eventos freáticos del volcán durante la década del 90. A partir de la información obtenida se desarrolló un modelo geoquímico conceptual del sistema volcánicomagmático- hidrotermal general. Este trabajo sienta las bases para futuros trabajos de monitoreo geoquímico de este sistema, y para la extensión a otros sistemas volcánicos activos cordilleranos.

Abstract:
Geochemistry of fluids (gases and water) is a discipline of great importance in the study of active volcanoes, allowing to determine the characteristics of shallow magmatic bodies, their relationship with the deep environment of magma generation, and to identify changes on the system behavior. In a quiescent volcano, fluid circulation continues through the fracture system, interacting with meteoric waters and generating hydrothermal ground waters, fumaroles, etc. System disturbances are expressed by different kind of signals that involve changes on chemical composition of the fluids reaching at surface. Copahue volcano is the main active center of the Copahue-Caviahue Volcanic Complex (CVCC), whose dynamic and emissions are controlled by the development of an important volcanicmagmatic- hydrothermal system. Within this complex several geothermal areas are recognized, characterized by gas emissions and thermal waters. Fluid researches play a crucial role in characterizing and understanding the dynamic of these systems. This PhD thesis aims to characterize volcanic and hydrothermal fluid emissions of CVCC, and to evaluate the applicability of the acquire data for monitoring purposes. In particular this work tries to determine the origin and nature of fluid components from the discharges, the processes that control their composition, also to recognize the different subsystems in the volcanic-magmatic-hydrothermal general system and to identify the interaction between them. Finally, this work seeks to determine a pattern of behavior of the system in order to detect anomalies associated with system disturbances, validate it by crosschecking with identified signals from other disciplines, and establish a background for future monitoring works. This research was carried out by direct sampling of fluids (gases and waters), and determining the chemical (organic and inorganic) and isotopic composition. The evaluation of gas composition shows a significant magmatic component feeding the emissions, although these conditions are controlled by reduced conditions determined by a thick hydrothermal aquifer. The most important acidic species are CO2 and H2S, the C/S ratio allow us to determine higher acidic areas near the volcano edifice. Generally, the emissions are characterized by high relative values of CH4, H2, alkanes and aromatic hydrocarbons, which is consistent with the hydrothermal domain. A strong decrease in N2/He was detected after the 2000 eruption. This variation together with the high 3He/4He ratio registered at this area (the highest registered on the Andes until present) and δ13C-CO2 values, suggest an active connection between the shallow andesitic magma chamber and the deep magmatic-mantle system. An injection of deep non-evolved magmatic fluids could have triggered the eruptive activity on 2000. According to liquid phase emissions, different subsystems were defined: waters from volcanic-hydrologic system (SVH) characterized by high acidity and low SO4/Cl values; steam heated waters (ACV) with high acidity and high SO4/Cl values; and snow melted waters (AD) with neutral characteristics. SVH waters have high relative values of F, showing that they act as condensers for volcanic gases. Stable isotopes (δ18O and δ2H) point out magmatic waters contribution on SVH. ACD waters are enriched in NH4, indicating a strong control on composition from the subsurface hydrothermal system. The study performed on the SVH system allow us to identified a seasonal behavior significantly affected during the thermal anomalous period (AT), registered by a strong decrease in temperature from the crater lake in the middle of 2004. This event was interpreted to be caused by sealing of the fracture system that feeds the Crater Lake, due to oversaturation as a consequence of the uprising of highly-concentrated (brines) deep fluids. This anomaly was also registered by a particular seismic activity and a deflation period. This mechanism is considered to be responsible for the phreatic events that took place on CVCC during 90’s. A conceptual geochemical model for the general volcanic-magmatic-hydrothermal system was constructed from the information obtained by this research. This work establishes the principles for future geochemical monitoring at Copahue and other active volcanic systems from the Andes.

Velez, María Laura. "Análisis de la deformación asociada al comportamiento de sistemas volcánicos activos: volcán Copahue" (2011) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
La geodesia volcánica, entendiéndose por tal, la deformación en superficie asociada a zonas volcánicas activas, constituye en la actualidad uno de los recursos más importantes para el estudio de los procesos magmáticos y el monitoreo de la actividad volcánica. La deformación en superficie es un fenómeno común en volcanes activos en respuesta a la dinámica del sistema. El patrón y tasa de deformación puede revelar variaciones de presión y volumen ocurridas en el reservorio magmático y la profundidad a la que ocurren estos fenómenos. El volcán Copahue constituye uno de los principales centros eruptivos de Argentina. Localizado en la Provincia de Neuquén corresponde al foco activo del Complejo Volcánico Caviahue Copahue (CVCC), con una historia eruptiva reciente caracterizada por numerosas erupciones freáticas y freatomagmáticas. El riesgo asociado a las poblaciones establecidas en las cercanías de este volcán incrementa la importancia de los estudios enfocados al conocimiento de la dinámica del sistema eruptivo. En el presente trabajo, se realizó la medición de la deformación en superficie en el área del Complejo Volcánico Caviahue Copahue, a partir del procesamiento interferométrico de imágenes radar obtenidas por el satélite Envisat-Asar, entre fines del año 2002 y principios del 2008. Este procesamiento permitió identificar un fenómeno deflacionario que comienza a principios del año 2004. La zona de subsidencia se localiza en coincidencia con el edificio del volcán Copahue. Con el objetivo de caracterizar la fuente responsable de la deformación observada, se realizó el modelado inverso de los datos interferométricos, considerando modelos matemáticos de geometrías simples, permitiendo obtener los parámetros principales que caracterizan la fuente de deformación en relación a su ubicación y variaciones de presión/volumen. Debido a la complejidad que presentan los sistemas volcánicos hidrotermales, y a la ambigüedad que puede presentarse en la interpretación de los modelos matemáticos, los resultados obtenidos fueron analizados en conjunto con toda la información disponible del área. De esta forma, integrando los datos de deformación, con datos provenientes de la geoquímica de fluidos volcánicos y la sismología volcánica, y teniendo en consideración las características geológicas del área, se construyó un modelo conceptual del sistema volcánico hidrotermal que alimenta las manifestaciones superficiales relacionadas a la actividad del sistema eruptivo. Este análisis posibilitó la interpretación de la dinámica del sistema y de las perturbaciones que dieron origen a los cambios observados en superficie, durante el periodo que comprende el trabajo.

Abstract:
Volcano geodesy, defined as the surface deformation associated with active volcanic areas, is nowadays one of the most important resources for the study of magmatic processes and volcano monitoring. Surface deformation is a common phenomenon in active volcanoes in response to the dynamic of the system. The pattern and rate of deformation can reveal pressure and volume changes of the magmatic reservoir and the depth at which these phenomena occur. Copahue volcano is one of the most active eruptive centers in Argentina, located at the Province of Neuquen. It is the active focus of Copahue Caviahue Volcanic Complex (CCVC), with a recent eruptive history characterized by numerous phreatic and phreatomagmatic eruptions. The risk associated with the established populations in the vicinity of the volcano increases the importance of studies aimed at understanding the dynamics of the eruptive system. In this study, measurements of surface deformation at CCVC were performed from interferometric processing of radar images obtained from Envisat-Asar satellite between 2002 and 2008. From this process, a deflationary phenomenon was identified beginning at 2004. Subsidence is found in coincidence with the Copahue volcano edifice. In order to characterize the source responsible for the observed surface deformation, an inverse modeling of the interferometric data was performed considering mathematical models of simple geometries. The main parameters that characterize the source of deformation were computed in relation to its location and pressure/volume variations. Due to the complexity of volcanic hydrothermal systems and the ambiguity that may arise in the interpretation of mathematical models, the obtained results were analyzed together with all the available information of the area. Thus, integrating deformation data, with geochemical data of volcanic fluids and volcanic seismology, and according to the geological characteristics of the region, a conceptual model of volcanic hydrothermal system that feeds the surface manifestations was built. This analysis allowed interpreting the dynamic of the system and the origin of the disturbances that produced the observed surface changes during the study period.

Tunstall, Cynthia. "Evolución del campo volcánico Pino Hachado, Andes del Sur (38°30´S y 71°O)" (2013-04-08) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Pino Hachado es una zona volcánica desarrollada durante el Pleistoceno, ubicada en los Andes del sur de Chile y Argentina, a 40 km al NE de Las Lajas, provincia de Neuquén y a 700 km al sureste de Santiago de Chile, dentro de la principal cadena volcánica activa de los Andes. Esta región también se encuentra dentro del área de influencia de un rasgo tectónico importante: el sistema de Falla Liquiñe-Ofqui. La geología del área está formada principalmente por lavas basálticas, basandesíticas, riodacíticas y por depósitos piroclásticos que fueron emplazados en diferentes episodios, variadas condiciones paleoclimáticas y geomorfológicas, a través de diversos conductos asociados a este ambiente geodinámico. Los estudios realizados en los últimos años han puesto de manifiesto que la historia volcánica de la zona es mucho más compleja de lo que se creía, e incluye dentro de la depresión una serie de erupciones que dieron lugar al desarrollo de productos subglaciales, así como domos dacíticos ricos en cristales de anfíboles, minerales poco comunes en esta Zona Volcánica. Si bien en trabajos previos se ha definido a esta estructura como una caldera de colapso no se ha contrastado hasta el momento dicha hipótesis con evidencias de campo y de laboratorio. En el presente trabajo se sustenta la mencionada hipótesis, definiendo facies de pre-sin y post-colapso, así como facies explosivas de intra y extra-caldera, infiriendo que la caldera original presentaba un tamaño menor que la actual y que a su vez estuvo controlada por el estrés regional al momento de ocurrir el evento. La caldera se clasifica como de underpressure y presenta las siguientes características: los depósitos de intracaldera son escasos, no se reconocen eventos de resurgencia, la morfología es elongada en sentido E-O y presenta un diámetro de 6 x 7,5 km. Las unidades propuestas presentan características físicas particulares, como disyunción columnar con patrones radiales y curvos, brechas hialoclásticas, contactos brechosos con unidades sedimentarias basales, que permiten inferir un emplazamiento en un ambiente subglacial de estos productos volcánicos. La distribución de dichas unidades rellenando parcialmente la depresión de Pino Hachado, sugiere que la misma estaba rellena con importantes masas de hielo/lago en el Pleistoceno Inferior a Medio, De modo que, la depresión de Pino Hachado ha modificado su morfología a partir de la erosión retrocederte en sus paredes, ocurridos en distintos períodos glaciales dentro del pleistoceno. La compleja historia evolutiva de las rocas del Campo Volcánico Pino Hachado donde la mezcla de magmas, automezcla por convección, asimilación cortical y diferenciación por cristalización fraccionada actuaron conjuntamente a lo largo de la evolución petrogenética, desde la generación y ascenso de magmas básicos, hasta la mezcla de estos con un magma cristalino dacítico en niveles superficiales de la corteza, justifican la realización del presente estudio, cuyo propósito es el de generar un modelo volcanológico a partir del estudio de detalle de productos volcánicos y piroclásticos, sus relaciones estratigráficas, las características de sus litofacies, petrografía y petrología, geoquímica, edad y su relación con las estructuras presentes en la región. Palabras claves: Caldera, Zona Volcánica Sur, volcanismo Cuaternario, erupciones subglaciales, disyunción columnar, Pino Hachado.

Abstract:
Pino Hachado is a Pleistocene caldera structure developed during the Pleistocene, located in the southern Andes of Chile and Argentina at ca. 40 km NE of Las Lajas in the Neuquén province and 700 km SE of Santiago de Chile, within the main active volcanic chain of the Andes. The geology of the area is mainly formed by basaltic to andesitic lavas that form the caldera walls and scarce pyroclastic deposits in the surroundings of the structure. The caldera is also located within the influence area of a major tectonic feature, the Liquiñe-Ofqui Fault System. New studies carried out in recent years have revealed that the volcanic history in the area is much more complex, and includes within the caldera depression a series of subglacial eruptive products, as well as amphibole-rich dacitic domes, uncommon in the Southern Volcanic Zone. The subglacial products include hackle-jointed basaltic lavas, mixed pyroclastic and fluvioglacial deposits, and a major volcanic center formed by hialoclastite pyroclastic deposits, which shows on its base a transitional contact from glacial deposits. Although previous studies have defined this structure as a collapso caldera, until now this hypothesis has not been contrasted by field and laboratory evidence. In this work, such hypothesis is supported, defining pre- sin and post- collapse facies, as well as intra and extra- caldera explosive facies, inferring that the original caldera was smaller than the modern one and that, in turn, was controlled by the regional stress when the event occurred. The caldera is defined as an underpressure type due to the following characteristics: the intracaldera deposits are scarce, no resurgence events are known, the morphology is elongated in an E-W direction and presents a diameter of 6 x 7.5 km. The proposed units present particular physical characteristics, as columnar with radial and curved patterns, hialoclastic brechia, brechia contacts with basal sedimentary units, which allow inferring a settlement in a subglacial environment of these volcanic products. The distribution and type of products indicates a complex history in the area, suggesting that the initial caldera depression was filled by ice/lake during the Lower to Middle Pleistocene while bimodal magmas (basaltic andesite and dacite) were erupting and interacting with the ice and lake within the caldera. The complex evolutionary history of the rocks of the Volcanic Camp Pino Hachado where the magma mixture, convextion automixture, cortical assimilation and differentiation by fractionated crystallization acted together along the petrogenetic evolution, from the generation and ascension of basic magmas to the mixture of those with a crystalline dacitic magma in cortical surface levels, all which justify the realization of the present study, which aims to generate a vulcanologic model from the study of the detail of the volcanic and pyroclastic products, its stratrigraphic relationships, the lithofacies characteristics, petrography and petrology, geochemistry, age and its relationships with the structures of the region. Keywords: caldera, columnar jointing, subglacial eruptive, Southern Volcanic Zone, Quaternary volcanism, Pino Hachado

Goyanes, Gabriel Alejandro. "Control climático e interacciones permafrost-volcanismo, Isla Decepción, Antártida" (2015-03-18) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El programa de monitoreo de capa activa de la International Permafrost Association (CALM) fue desarrollado en las últimas décadas con la finalidad de comprender el impacto del cambio climático sobre los ambientes con permafrost. A partir del Año Polar Internacional (2007-2008), se han incrementado los estudios en la temática en la región de la Península Antártica en un esfuerzo realizado a nivel mundial (CALM-S), debido al reducido conocimiento del comportamiento del mismo. A su vez, debido a la complejidad de instalar y mantener equipos de monitoreo en la zona, y con la finalidad de extender los resultados obtenidos en estos sitios puntuales, ha habido un incremento de estudios correlacionando la presencia y/o degradación de estos suelos congelados con los procesos que ocurren en superficie. En este trabajo se analizan los resultados obtenidos de los sitios CALM-S Irizar, Cráter Lake y Refugio Chileno, ubicados en Isla Decepción, uno de los volcanes activos localizados en el Continente Antártico. La relevancia del estudio en este sitio es que allí se produce la interacción entre procesos ligados a la ocurrencia de permafrost, al cambio en las condiciones climáticas y al vulcanismo activo, siendo que además, la isla es una de las áreas protegidas por el Tratado Antártico. En estos sitios de monitoreo se ha medido el espesor, el estado térmico y la distribución espacial de la capa activa, como así también se ha analizado su interacción con la temperatura del aire y el espesor y distribución de la cubierta nival y sus tendencias. Con la finalidad de extender estos resultados, se ha realizado un relevamiento geomorfológico de detalle de la isla. Con él, se efectuó un modelado geomórfico con base en el método estadístico de Valor Informativo, a fin de analizar la distribución espacial de las geoformas mapeadas e inferir sus posibles factores condicionantes. Además, con base en relatos históricos y en trabajos de investigación antiguos, se ha construido la historia volcánica de la isla desde el punto de vista de la evidencia geomorfológica hallada. En el sitio Irizar la evolución del espesor de capa activa varió interanualmente entre los valores de 67 y 45 cm, sin mostrar una clara tendencia dentro del corto período analizado; por el contrario, el sitio Cráter Lake evidenció una tendencia significativa a la disminución de espesor entre los años 2006 y 2014, de 35,5 a 23,1 cm. La distribución espacial, el espesor y el régimen térmico de esta capa, en los sitios de monitoreo, mostraron estar condicionados principalmente por la potencia de la cubierta de nieve, la granulometría/litología y la exposición frente a los vientos. La ausencia de potentes espesores de nieve durante el invierno, como lo ocurrido en el 2011 y en el 2012, favoreció la libre interacción suelo-atmósfera permitiendo alcanzar las temperatura más frías observadas en los sondeos, siendo inferiores a los -10 ºC. Por el contrario, la presencia de espesores de nieve superiores a los 20 cm, como lo ocurrido durante el invierno del 2010, inhibió el enfriamiento del suelo, el cual alcanzó solamente los -3 ºC. Durante el verano, debido a la ausencia de una cubierta nival, los primeros 60 cm de los sondeos alcanzaron temperaturas cercanas a los 4 ºC, mientras que su parte inferior permaneció a 0 ºC durante el período analizado. Esto permite suponer la presencia del tope del permafrost a esta profundidad. Por su lado, los sitios expuestos a los vientos y con mayor granulometría, desarrollaron los mayores espesores de deshielo superficial debido a que favorecen la rápida conductividad térmica al comienzo de la época de fusión. El relieve, la topografía de detalle y la orientación de las laderas frente a la radiación solar incidente, solamente ejercieron un control menor sobre la distribución de esta capa superficial. Pese a tratarse de un volcán activo con procesos geotérmicos e hidrotermales superficiales puntuales, la dinámica de la capa activa solamente ha evidenciado una influencia de los mismos muy reducida y solamente cercana a los sitios anómalos. Allí, la interacción local entre el flujo geotérmico anómalo y la ocurrencia de permafrost controlan la hidrología del sitio provocando el desarrollo de movimientos de remoción en masa. El modelado geomorfológico de susceptibilidad de ocurrencia utilizando el método estadístico de Valor Informativo, mostró buenos resultados al considerar a las geoformas analizadas como polígonos. Por otro lado, al considerarla como puntos, el modelado arrojo resultados excelentes, con niveles de predicción y validación superiores al 80 %. De esta forma, fue posible aproximar la distribución de las geoformas de acuerdo a los factores condicionantes considerados (elevación, pendiente, exposición, curvatura total, radiación solar potencial, índice de humedad, litología, permeabilidad y temperatura del aire). A su vez se ha realizado una correlación de esta aproximación con los datos meteorológicos locales y regionales, permitiendo aproximar la génesis de cada una.

Abstract:
The Circumpolar Active Layer Monitoring (CALM) program developed over the last two decades has a leading edge in comprehensive efforts to study the impacts of climate change in permafrost environments. Since the International Polar Year (2007-2008), an increase in the permafrost studies in the Antarctic Peninsula region has developed as an international effort to bridge the gap on the understanding of regional permafrost and active layer conditions. In turn, in order to overcome limitation due the complexity of installing and maintaining monitoring equipment and, in order to extend the observations besides specific monitoring sites, there has been an increase in studies analyzing frozen ground and its degradation in relation to the surface processes. In this work, data from Irizar, Crater Lake and Refugio Chileno CALM-S sites, located in Deception Island, one of the active volcanoes in the Antarctic region, are analyzed. The site is especially relevant due to the widespread occurrence of permafrost and active volcanism, in a setting of strong climate warming in the last decades. Furthermore, the island is an Antarctic Treaty protected site. Active layer thickness, thermal regime and distribution, as well as its interaction with air temperature and snow were analyzed at the monitoring sites. In order to obtain a better spatial understanding of active layer dynamics and its impact, a detailed geomorphological survey of Deception Island at scale of 1:15.000 was made. A statistical modeling of geomorphic processes based on Information Value method was performed in order to understand spatial distribution and triggering factors. Historical accounts and research papers have been analyzed in order to review the volcanic history of the island based on geomorphological evidence. In Irizar CALM-S site the active layer depth varied interannually between 67 and 45 cm without a clearly trend over the short record available. By contrast, Crater Lake CALM-S showed a significant thinning trend over the period 2006-2014, from 35.5 to 23.1 cm. In all sites, the spatial patterns of thaw, the active layer thickness and thermal regime were mainly controlled by snow cover conditions, grain-size/lithology and wind exposure. The occurrence of thin snow thickness during the winter, as in 2011 and 2012, favored the ground-atmosphere interaction allowing to reach the coldest borehole temperatures observed, still lower than -10 ºC. On the contrary, snow depths greater than 20 cm, as in 2010 winter, inhibited ground cooling reaching only -3 ºC. During the summer, due to snow cover absence, the first 60 cm of the boreholes reached temperatures close to 4 ºC meanwhile the bottom of them remained at 0 ºC during the period analyzed. This suggests the presence of the top of permafrost at this depth. On the other hand, the sites with larger grain sizes and exposed to the wind action, developed greater active layer thickness due to higher thermal conductivity at the beginning of melt season. The relief, the detailed topography and solar radiation also exerted a local control over the spatial patterns. Despite being an active volcano surficial geothermal anomalies and hydrothermal processes are local phenomena and as such, active layer dynamics, is only impacted in their vicinity. There, local interaction between high geothermal flux and permafrost occurrence at depth control the hydrology of the site resulting in the mass wasting landforms generation. Susceptibility modeling of geomorphological process distribution using the Information Value statistical method showed good results when analyzing landforms as polygons. However, when considering landforms as point features, the modeling results were excellent, with both prediction and success rates up to 80 %. This allowed to identify the effects of independent variables such as elevation, slope, aspect, total curvature, total solar radiation, moisture index, lithology, permeability and air temperature, on landform distribution. These results were discussed accounting for both local and regional meteorological data, allowing to infer causal effects.

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