evidencias de hidrovolcanismo en el complejo volcánico tronador

evidencias de hidrovolcanismo en el complejo volcánico tronador

UNIVER SIDAD DE CONCEPCIÓN
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA
10° CONGRESO GEOLÓGICO CHILENO 2003
HIDROVOLCANISMO PLEISTOCENO EN EL COMPLEJO VOLCANICO
TRONADOR, ZONA VOLCANICA SUR (41°S)
MELLA, M.1, MUÑOZ, J.2, VERGARA, M.1, KLOHN, E.3
1
Departamento de Geología, Universidad de Chile, Casilla 13518, Correo 21, Santiago, Chile,
[email protected]., [email protected].
2
Servicio Nacional de Geología y Minería, Oficina Técnica Puerto Varas, La Paz 406, Puerto Varas, Chile,
[email protected]
3
Cofradía del Lago de Todos los Santos, [email protected]
INTRODUCCION
Numerosas y diversas publicaciones han descrito los productos volcánicos asociados a
interacción explosiva y no explosiva de magmas con ambientes oceánicos, subglaciarios,
englaciarios, lacustres y litorales (ej., Honores y Kirst, 1975; Sheridan y Wohletz, 1983,
Kokelaar, 1986; Wörner y Viereck, 1987; Wohletz y Heiken, 1991; Wohletz, 1993; Skilling,
1994; Smellie y Hole 1997; Werner y Schmincke, 1999; Tuffen et al., 2001). También, se ha
estudiado la alteración del vidrio básico (sideromelano), asociado a basaltos de diversos
ambientes, donde se produce una interacción agua–magma inicial y vidrio–agua posterior,
involucrando la mineralogía, la química y sus relaciones temporales de ocurrencia (Peacock,
1926; Honores y Kirst, 1975; Fisher and Schmincke, 1984; Stroncik and Schmincke, 2002).
En los Andes Patagónicos, existen diversos estratovolcanes cubiertos parcialmente por nieve o
glaciares de diversas dimensiones y volúmenes. Sumado a lo anterior, existe abundante registro
de glaciaciones y periodos interglaciales ocurridos durante el Cuaternario.
Figura 1. Ubicación del volcán tronador
Todas las contribuciones fueron proporcionados directamente por los autores y su contenido es de su exclusiva responsabilidad.
El volcán Tronador, ubicado en la Zona Volcánica Sur de los Andes a los 41° S (Figura 1), se
caracteriza por ser un estratovolcán mixto, con profunda erosión glaciar (Figura 2) relacionada
con al menos dos glaciaciones (Rabassa, 1989). Su cima alberga un gran glaciar, que se despeña
por sus flancos en todas direcciones (Lliboutry, 1956).
En este ambiente, el hidrovolcanismo toma gran importancia por la presencia de un fuerte aporte
de aguas de diversa índole (ej., glaciales, nieve, lagos, ríos, napas freáticas), que dan por
resultado una gama de productos volcánicos que reflejan la interacción de agua y magma, ya sea
de manera explosiva o no explosiva. En este trabajo se presentan evidencias de terreno y
petrográficas que avalan la existencia de interacción de agua y magma en el volcán Tronador, una
de las dos grandes unidades que conforman el Complejo Volcánico Tronador (CVT).
MARCO GEOLOGICO
El volcán Tronador forma parte del CVT y se encuentra ubicado en un bloque alzado de la
Cordillera Principal de los Andes, en una posición transicional entre el frente volcánico actual y
la zona de trasarco, al oriente de la traza principal del Sistema de Falla Liquiñe-Ofqui.
La geomorfología del CVT está dominada por dos agentes principales: un agente endógeno,
caracterizado por volcanes monogenéticos, secuencia volcánicas y estratovolcanes, que moldean
el paisaje generando relieves positivos; y un agente exógeno, caracterizado por glaciares de
cordillera y ríos que moldean el relieve actual y pretérito.
El registro de los distintos episodios de glaciaciones en el área del CVT abarca desde el
Pleistoceno hasta el comienzo del Holoceno. Flint y Fidalgo (1963) describen tres unidades
glaciarias importantes: Drift Pichileufú, Drift El Condor y Drift Nahuel Huapi. Recientemente,
Rabassa y Evenson (1996) y Rabassa et al. (1987) sugirieron que algunas unidades del Drift
Pichileufú correspondían al Pleistoceno Inferior mientras que las del Drift Condor al prePleistoceno tardío.
El CVT está compuesto por dos unidades principales, de composiciones calcoalcalinas a
toleíticas, una que conforma una verdadera meseta, denominada Secuencia Las Cauquenes, y un
estrato volcán, llamado volcán Tronador (Mella et al., 2003). La Secuencia Las Cauquenes está
compuesta por basaltos y andesitas basálticas, subhorizontales, en algunos casos con estructura
columnar y por cuellos volcánicos asociados. Posee una potencia descubierta de 50-100 m, su
base no aflora y la sección expuesta engrana lateralmente con la base del volcán Tronador. El
volcán Tronador está compuesto por tres subunidades (Mella et al., 2003): la subunidad Tronador
I (1,3±03 Ma, Mella et al., 2003) se caracteriza por lavas traquíticas y flujos volcanoclásticos
asociados; la subunidad Tronador II incluye una serie de flujos básalticos y andesítico basálticos,
de potencia no mayor que 10 m, intercalados con flujos freatomagmáticos y piroclásticos,
asociados a episodios pre-colapso tipo caldera; y la subunidad Tronador III (0,3-0,6 Ma; Mella et
al. 2003), subunidad post-colapso, que cubre parcialmente a la subunidad Tronador II,
compuesta por basaltos, andesitas basálticas, hialoclástitas, de distinta composición, lahares, de
gran potencia, hialotufitas y tufitas. Las rocas del basamento del CVT incluyen, principalmente,
granodioritas y dioritas del Cretácico Superior y Mioceno, pertenecientes al bloque oriental del
Batolito Norpatagónico.
HIDROVOLCANISMO
El hidrovocanismo es descrito como aquellos procesos físicos y químicos producidos cuando un
magma interacciona directamente (erupción freatomagmática) e indirectamente (erupción
freática) con aguas meteóricas (Wohletz, 1993). El término hialoclastía es ocupado como
sinónimo del termino islandés “móberg”, para describir un depósito volcanoclástico no
explosivo, consolidado o no consolidado, formado por fragmentos de sideromelano parcialmente
palagonitizado (Werner y Schmincke, 1999; Honores y Kirst, 1975). El término hialotufita se
refiere a depósitos, generalmente consolidados, asociados a una interacción agua–magma
explosiva (Honores y Kirst, 1975) El término subglacial es ocupado para depósitos o volcanes
bajo un glaciar y englacial, es ocupado para volcanes que tienen glaciares en su entorno.
Para el caso del volcán Tronador, la interpretación de las unidades y caracterización de los flujos,
tanto de lavas como volcanoclásticos, se basa en aquellas realizadas en ambientes similares (ej.,
Wohletz y Heiken, 1991; Wohletz, 1993; Smellie y Hole, 1997, Tuffen et al., 2001, Werner y
Schmincke, 1999).
Las litofacies y litologías de los flujos volcanoclásticos y lávicos del volcán Tronador,
distinguidas durante los trabajos de campo, fueron denominadas siguiendo los criterios
propuestos por Mcphie et al. (1993), que se refieren al tamaño de grano, la estratificación interna,
la morfología y las características genéticas de los granos. La descripción petrográfica, utilizando
microscopía, de los flujos volcanoclásticos y lávicos se concentró en aquellas muestras con
evidencias de palagonitización. En este articulo, se utiliza palagonita en el sentido utilizado por
Stroncik y Schimnke (2002), que se refiere a la alteración primaria y estable del sideromelano
(vidrio básico) durante una alteración de baja temperatura.
LITOLOGIAS, LITOFACIES E INTERPRETACION
Las características litológicas y las litofacies principales identificadas en el volcán Tronador son
(Mella et al., 2003), desde más antiguo a más joven:
Subunidad Tronador I: presenta flujos lávicos traquíticos, con litofacies Lc y Bh; lahares
con litofacies Cm, Cg y tufitas asociadas con litofacies Bt.
Subunidad Tronador II: se compone de una secuencia volcanoclástica de lahares y flujos
de detritos, con litofacies Cg, Cm, Cma; tufitas con litofacies Bte, Bt y piroclastitas,
intercaladas con coladas de lava andesítica y traquiandesíticas, de potencias variadas (110 m), con litofacies Lc y Bh.
Subunidad Tronador III: presenta la mayor variedad de litologías y litofacies,
caracterizándose por coladas de basaltos y basalto andesitas, métricas a decamétricas, con
litofacies Lc, Bh; secuencias muy potentes (200-300 m) de tufitas, con litofacies Bte, Bt,
Cg; lahares y flujo de detritos con litofacies Cm, Cg y Cma; hialoclastitas con litofacies
Bh, Cm; y en menor grado piroclastitas.
CONGLOMERADOS MASIVOS (CMA)
Conglomerados masivos, consolidados, polimícticos, ricos en fragmentos líticos de origen
volcánico y basamento granodiorítico, con matriz arenosa, de color pardo rojizo, y arcilla.
Presentan una gradación normal, con una base masiva con mala selección, clasto soportada, con
buen redondeamiento y regular esfericidad (Figura 3). La gran cantidad de clastos
subredondeados, la mala selección y su carácter clasto soportado, permiten inferir que se trata de
flujos caóticos transportados en poca agua, que corresponderían a flujos de detritos.
CONGLOMERADOS MASIVOS GRUESOS, LEVEMENTE ESTRATIFICADOS (CG)
Conglomerado, con selección regular, fragmentos con buen redondeamiento y esfericidad y con
niveles arenosos, masivos, con estructuras de estratificación planar, además de presentar gran
porcentaje de líticos volcánicos con características basálticas y basáltico andesíticas (90%, Figura
4). Teniendo en cuenta el alto porcentaje de clastos volcánicos, el buen redondeamiento, una
matriz soportada, gradación normal y mala selección, se interpretan como flujos caóticos
transportados en un fango, que corresponderían a lahares (McPhie, 1993; Wohletz, 1993).
CONGLOMERADOS DE GUIJARROS MONOMÍCTICOS (CM)
Conglomerados masivos, monomícticos, matriz soportados, con clastos de mala selección y
regular redondeamiento, gradación normal y con potencias no mayores a 2 a 3 m, con clastos de
lavas con evidencia de hialoclastía. En un caso, los clastos observados presentan la misma
litología del flujo de lava suprayacente (basálticos y andesítico-basálticos). La matriz presenta un
carácter arenoso, coloración gris–amarillenta, con cristales y vidrio palagonitizado. Dado el
carácter monomíctico de los clastos, en casos en clara asociación con lava suprayacente, por los
rasgos de hialoclastía en los clastos y por la matriz arenosa, se sugiere un origen sin-volcánico al
depósito (Mcphie, 1993), correspondiendo a una hialoclastita retrabajada.
BRECHAS TUFÍTICAS ESCORIÁCEAS ESTRATIFICADAS (BT)
Brechas consolidadas, monomícticas, con mala selección, bajo grado de redondeamiento, ricas en
fragmentos basálticos escoriáceos (90%), de 2 a 8 cm, y cristales, con matriz soportada de
tamaño arena, de color pardo–gris, con abundante vidrio, con un ángulo de inclinación > 20°
(Figura 5), gradación inversa en capas de no más de 30 cm y estratificación planar. La gran
cantidad de clastos de escoria monomíctica, con mala selección y redondeamiento, gradación
inversa, ausencia de textura “jigsaw-fit” en los clastos, abundancia de cristales y vidrio en la
matriz, así como un cemento de ceolitas y palagonita, permite suponer que se trata de hialotufitas
(Skilling, 1994), asociadas a un flujo freatomagmático de características básicas. Por la
estratificación planar y tamaño de grano grueso se asociarían a facies proximales de dicho flujo.
BRECHAS HIALOCLÁSTICAS (BH)
Brechas masivas, consolidadas, monomícticas, clasto soportadas, con 100% de autoclastos con
textura “jigsaw-fit” y cáscaras de pan, matriz vítrea y cristalina, de tamaño milimétrico,
parcialmente palagonitizada (Figura 6) y zonas con bloques de lavas con textura jigsaw-fit. Una
de ellas sobreyace a un conglomerado de características laháricas, de más de 50 m de potencia.
En algunos lugares se observó asociada a paleo valles glaciarios (Figura 7). El carácter
monomíctico y una matriz vítrea, parcialmente palagonitizada, así como presencia de bloques de
lava indican una brechización por enfriamiento rápido (“quenching”), no explosivo. Un depósito
similar ha sido descrito en Japón como “brecha almoadillada concéntrica” (Yamagishi, 1991).
Según McPhie (1993), corresponderían a hialoclastitización in situ. En un caso particular, la
asociación con un depósito lahárico suprayacente indicaría que la interacción agua–magma se
produjo en un ambiente epiglaciario y/o englaciario abierto.
ARENISCAS TUFÍTICAS FINAMENTE ESTRATIFICADA (BTE)
Lapillis con abundantes clastos de escoria y líticos volcánicos, con matriz soportada de vidrio,
cristales y líticos, con una potencia total de 1 a 2,5 m (Figura 8). Presenta estratificación cruzada
progresiva, en estratos centrimétricos a milimétricos. En un caso, se observaron acotadas a un
valle glaciario y asociadas a lavas basálticas y lahares (litofacies Cg y Lc). Corresponderían a
flujos piroclásticos de surgencia basal u oleadas piroclásticas, que no presenta relaciones de
interacción agua-magma marcadas, aunque no serían secas (Wohletz, 1993). Por el alto contenido
de vidrio y cristales, por la presencia de clastos con texturas de flujo (traquilítico), por el bajo
porcentaje de burbujas, y por la existencia de estratificación cruzada progresiva, se infiere un
origen freatomagmático, andesítico, con poca agua (relación agua/magma <0,5, Fisher and
Schminke, 1984; Wohletz, 1993).
LAVAS COLUMNARES (LC)
Lavas con textura de enfriamiento columnar, poligonal, perpendicular al sustrato, con brechas
autoclásticas inferiores, con pseudoalmohadillas (Figura 9). Los clastos presentan bordes de
vidrio con enfriamiento rápido. Se observó en lavas basálticas y andesitas. El carácter
perpendicular al sustrato de las columnas sugiere un carácter subaéreo, al igual que la brecha
autoclástica basal, que indica enfriamiento repentino.
PETROGRAFIA Y PALAGONIZACION
Se realizó microscopía de detalle de algunas muestras del volcán Tronador con la finalidad de
apoyar las observaciones macroscópicas sobre litología y asignación de litofacies. Esta se llevó a
cabo en flujos volcanoclásticos y lávicos con texturas asociadas a interacción agua-magma y
posterior alteración de los productos.
Las muestras volcanoclásticas, observadas al microscopio, se dividen en dos grupos litológicos:
tufitas y conglomerados laháricos. Las tufitas presentan abundantes clastos básalticos, en una
matriz rica en “shards” básicos y cristales rotos, con un cemento de gel-palagonita y/o ceolitas
(Figura 10), lo cual corrobora la apreciación macroscópica que las asigna a las litofacies Bte y Bt.
Los conglomerados laháricos tienen clastos bien redondeados, una matriz soportada y cemento de
gel-palagonita, fibro-palagonita y/o ceolitas.
Las lavas son basálticas y andesítico basálticas, con texturas de almohadilla y/o autobrechas, con
evidencias de enfriamiento rápido y palagonitización (ej. borde de vidrio, textura en vértice de los
fenocristales). Las lavas presentan, en algunos casos, textura jigsaw-fix en los cristales, textura
general de tipo hialpilítica y abundante fibro-palagonita (Figuras 11a y b), corroborando la
observación macroscópica de rápido enfriamiento y posterior alteración de la roca a palagonita.
DISCUSION
Los datos obtenidos en terreno entregan evidencias de una interacción agua–magma de carácter
tanto explosivo como no explosivo durante erupciones del volcán Tronador. Las litofacies Bt y
Bte son características de erupciones freatomagmáticas, con distinta relación magma/agua
(Smellie, 1997; Wohletz, 1993). Abundantes flujos de detríticos son asociados a grandes aportes
esporádicos de agua, que generan facies de lahares y detritos (litofacies Cma, Cg). La asociación
de dichos flujos con lavas suprayacentes (litofacie Cm) permite suponer un retrabajo sineruptivo
de depósitos hialoclásticos iniciales (Mcphie, 1993), sugiriendo una interacción agua-magma
primaria en un ambiente englaciario y/o subglaciario, con un retrabajo asociado a un ambiente
epiglaciario (ej. Mcphie, 1993; Yamagishi, 1991). Dicho ambiente de interacción agua–magma
es corroborado por la abundancia de hialoclastitas y almohadillas (“pillowlobes”) asociadas a
hidrovolcanismo no-explosivo (facies Bh) subglacial y/o englacial, y por la presencia de
autobrechas basales, con almohadillas asociada a hidrovolcanismo subaéreo y a paleovalles
glaciales. La asociación de hialoclastítas, lavas con almohadillas y distintos grados de
palagonitización, nos indica una interacción inicial agua-magma y una posterior agua - vidrio
generando productos de estadios iniciales (gel-palagonita) y avanzados (fibro-palagonita) de
palagonitización (Peacock, 1926; Stroncik, 2002).
La interacción agua – magma, está presente en todas las subunidades del volcán Tronador con
distinta intensidad y ocurrencia. La subunidad Tronador III es la que presenta mayor frecuencia
de interación agua – magma, interpretándose como una subunidad desarrollada en una glaciación.
La edad de 0.2 – 0.6 Ma de la subunidad Tronador III propone una edad pleistoceno medio para
dicha glaciación, que correspondería a el Drift el Condor (Rabassa,1990; Schileder, 1989). La
subunidad Tronador I presenta una edad de 1,3 Ma, concordante con la edad propuesta por
Rabassa (1986) asociándola a alguna fase del Drift Pichileufú.
CONCLUSIONES
Algunas de las litologías identificadas en el volcán Tronador, en especial en Tronador III, están
asociadas a hidrovolcanismo. Los distintos grados de palagonitización reflejan una historia
compleja de eventos explosivos y no explosivos, hidrovolcánicos, con posterior alteración de sus
productos en un ambiente dominado por glaciares.
Los depósitos freatomagmáticos consolidados, las texturas de enfriamiento rápido en lavas y los
distintos estadios de palagonitización de lavas y flujos volcanoclásticos, permiten inferir que las
aguas meteóricas de distinta especie, poseen gran importancia en los procesos eruptivos
explosivos y productos no explosivos, así como también en la posterior alteración y retrabajo de
los productos hidrovolcánicos en el volcán Tronador. Las evidencias de terreno y petrográficas
permiten concluir que el complejo volcánico Tronador presenta evidencias de hidrovolcanismo
explosivo y no explosivo, asociado a ambientes englaciarios y/o subglaciarios a epiglaciarios
relacionado con las glaciaciones pleistocenas.
La edad de 1,3 Ma para la subunidad Tronador I concuerda con el Drift Pichileufú y las edades
0,2-0,6 Ma para la subunidad Tronador III concuerdan con el Drift El Condor, apoyando el
carácter intraglacial del CVT.
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo se enmarca en una tesis de Magíster sobre la petrología del Complejo Volcánico
Tronador, desarrollada por el primer autor. Se financia con la beca de exención de arancel del
Departamento de Geología de la Universidad de Chile, por la Oficina Técnica Puerto Varas del
Servicio Nacional de Geología y Minería y por la Cofradía del Lago de Todos los Santos. Su
publicación es auspiciada por la Subdirección Nacional de Geología-SERNAGEOMIN.
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Figura 2: Glaciar del volcán Tronador, vista hacia el
E.
Figura 3: Litofacies Cma, flujo de detritos.
Figura 4: Litofacies Cg, lahar.
Figura 5: Litofacies Bte, hialotufita
freatomagmática.
Figura 6: Litofacies Bh, brecha
hialoclástica.
Figura 10: Gel-Palagonita en Tufita, corte transparente
nícoles paralelos.
Figura 7: Litofacie Bh, brecha hialoclástica (selección
con línea continua y punteada) asociada a paleovalle
glacial (flecha).
Figura 11a: Fibro-palagonita en Basalto (corte
transparente nícoles paralelos).
Figura 8: Litofacies Bte, oleada piroclástica
fratomagmática (zona superior de la foto).
Figura 11b: Fibro-palagonita en Basalto (corte
transparente nícoles paralelos).
Figura 9: Litofacies Lc superior, Bh inferior.
El árbol mide 4 m.