Características de magmas emitidos por el
volcán Misti durante los ultimos ~100,000 años
Instituto Geologico Minero y Metalurgico
Marco RIVERAJean-Claude THOURET, Alain GOURGAUD,
Herve MARTIN, Jean-Luc LE PENNEC, Gerard WORNER
DIRECCIÓN DE GEOLOGÍA AMBIENTAL Y RIESGO GEOLÓGICO
Problemática del Tema:
• Composición de los magmas tienen influencia en los tipos de erupciones, y por ende en el grado de peligrosidad y riesgos asociados.
- Composición de magmas depende de diversas condiciones: contexto tectónico, tiempo, procesos asociados (mezcla de magmas, cristalización fraccionada), etc.
• Volcanes situados en zonas de subducción producen las más importantes erupciones explosivas.
• Hasta hoy en día existe un debate sobre modos de génesis y evolución de magmas en volcanes como el Misti.
El objetivo de este estudio es conocer mejor la historia eruptiva y magmática del volcán Misti con el fin de prevenir riesgos asociados en caso de una futura erupción.
Magmatismo en el contexto tectónico global
Arco principal
Manto
Ante - arco Tras-arco
Corteza SuperiorCorteza mediaCorteza inferiorCorteza oceánica
PlacaSudamericana
MASH
Factores que intervienen en la génesis de magmas en la ZVC
Cuña del manto
Fluidos provenientes de la deshidratación
Corteza Continentalinferior
Bolivia
Chile
Lago Titicaca
OceánoPacífico
UbinasMisti
0 40 kmImágen Landsat 1996
Huaynaputina
Ticsani
Tutupaca
Yucamane
TACNA
MOQUEGUA
Misti 1 (<800 – 120 ka)
Misti 2 (120 – 40 ka)
Misti 3 (40 – 11 ka)
Misti 4 (< 11 ka)
Ignimbrita13,0 Ma
Coladas de lava ~120 ka
Depósitos de avalanchade escombros
Depósitos Volcanoclásticos
VOLCÁN MISTI
Domos de lava 70 ka
5822 m.
Caldera y cráter actual
Flanco oeste
Thouret et al., 2001; Legros, 2001; INGEMMET 2005Flujos de lava
Avalancha de escombros
~112 Ka
70 Ka
Flujos de lava andesítico
48 Ka
Depósito de colapso de domos
Ignimbritas dacíticas no soldadas38 Ka
Depósito de flujo de pómez y cenizas33 Ka
31.2 Ka
24.8 Ka
Depósito de flujo de bloques y cenizas Caída de pómez
13 Ka
~11 Ka
2 Ka
1440 – 1470 AD
DESCRIPCIÓN Y FACIES
PLE
IST
OÈ
NE
MO
YE
N
PL
EIS
TO
CE
NO
SU
PE
RIO
R
EDIFICIOS
STRA
TOVO
LCAN
ST
RA
TO
-CO
NO
Misti 1
Misti 2
Misti 3
MUESTRAS
Mis 20Mis 21Mis 24Mis 26Mis 27Mis 30Mis 31cMis 31sMis 37Mis 40JMI 110JMI 188JMI-220BMis 41Mis 46Mis 50Mis 51Mis 56JMI97 159 JMI97 169JMI 66JMI 67
JMI97 137JMI97 160JMI97 161JMI97 168bJMI98 230JMI 59JMI 61JMI 64JMI 64bisJMI97 155
MIS 00 15MIS 00 16MIS 00 20MIS 02 07MIS 02 13Flow1Flow2MIS 02 11MIS 02 12 MIS 02 109
MIS-2Mis-46JMI 46bJMI 53JMI 54JMI 62JMI 70JMI 71JMI97 110JMI97 153JMI97 196JMI97 219MIS 99 04MIS 99 05MIS 99 10AMIS 99 10BMIS 02 02MIS 02 03MIS 02 04
Misti 4
~ 2060 ans B .P.
~ 4750 ans B .P.~ 7950 ans B .P.M isti 4
M isti 3
M isti 2
Cône sommita l
Ple
isto
cène
Sup
érie
ur
Strat
o-cô
ne
~ 60 - 80 m
~ 11300 ans B .P.
~ 13640 ans B.P.
~ 20960 ans B.P.
20 m
TL 20 .3 ± 4.3 ans B.P.
24,840 ± 475 ans B .P.
10 - 15 m
10 - 15 m
31,200 ± 1330 ans B.P.
33,400 ± 2450 ans B.P.
33,870 ± 1620 ans B.P.
20 m
> 38 ,300 ans B.P.
20 - 40 m
48,640 ± 2270 ans B.P.
Ar-Ar: 0 .049 ± 3 Ma
10 - 15 m
Ar-Ar: 0 .07 ~ Ma
Ar-Ar: ~ 0 .112 M a
Tard
i gla
cièr
e
à H
oloc
ene
Discordance
Dépôt d’avalanche de débris
Ignimbrites dacitiques: formation d’unecaldera
EDIFICES DATE
Cendres gris foncées de 1440-1470 AD
DiscordanceCoulée pyroclastique : caldera sommital
Dépôts de retombée plin ienne interstratifiée Dépôts de coulées de cendres et blocs,et deferlant pyroclastique
Sol
Dépôt de coulée de scorie avec bombes phréatomagmatiques
Dépôts de coulées de ponces
Dépôt de coulées de cendres et b locs
Retombée de ponces
DESCRIPTION ET FACIES LITHOLOGIE EC HANTILLONS
Coulées de lave en blocs
Dépôt de coulée de scories
Dépôt d’effondrement de d :croissance et destruction
ômes
Sol et cendres fins remanies
~ 112 ka 110 -
~ ka 38 - 34
~ ka 11
M is 22JMI 49JMI 53JMI97 196JMI98 239M IS 02 05bM IS 02 104M is 31cM is 31sM IS 02 106
JMI 59JMI 66JMI 67JMI97 155JMI97 159JMI97 169JMI97 171M IS 02 11M IS 02 12M IS 02 109
M IS 62JMI 61JMI 64JMI 64bisJMI97 137JMI97 160JMI97 161JMI97 168bJMI98 230
M IS0210aM IS 00 15M IS 00 16M IS 00 20M IS 02 07M IS 02 13Fall 2000Flow 2000
M is 20M is 24M is 26M is 27M is 30M is 40M is 51M is 46M is 56M is 57M is 67JMI 41aJMI 43JMI 45JMI 46bJMI 54JMI 62JMI 71JMI97 110JMI98 200bJMI98 204JMI98 219JMI98 231JMI98 232JMI98 233M IS 99 04M is 37JMI 6JMI 56JMI 57JMI 55JMI 55aJMI97 113JMI97 117AJMI97 125JMI97 153
JMI98 237M IS 99 10AM IS 99 10BM IS 02 02M IS 02 03M IS 02 04aM IS 02 04abM IS 02 06M IS 02 08
Dépôts de coulées de cendres et scories nonsoudée
Coulées de lave andesitiques
Dépôt de retombée plin ienne
Coulées de lave en blocs
Dépôt de coulée de ponces et cendres
~600 - 800 mDiscordance
Coulées de lave
Dépôt d’avalanche de débrisM isti 1
Ple
isto
cène
moy
en
Str
atov
olc
an
Coulées de lave en blocs
Dépôt de coulée de ponces et scories
Dépôt de coulée de ponces et scories
Dépôt de coulées de cendres et b locs
Dépôt de coulées de cendres et b locs
Dépôt de retombée de cendres
Dépôt de retombée de cendres
~120 m
40 - 80 m
200 - 300 m
Dépôt de coulées de ponces
Coulées de lave en blocs
Ignimbrite non soudées
38 - 34 Ka
EDAD
Tar
digl
acia
r a
lH
oloc
eno Cono de la
cumbre
Ceniza grises oscuras de 1440 – 1440 DCDepósito de flujo de pomez y cenizasDepósito de caída de pómez Depósito de cenizas
Lava andesíticaDepósito de flujo de cenizas y escorias
Caída de pómez
Ignimbrites no soldadas
Avalancha de escombros
Flujos de pómez y escoriasDepósito de flujos de escorias
Depósitos de flujo de pómez
Depósito de flujo de bloques y cenizas
Depósito de flujo de bloques y cenizas
Depósitos de flujo de pómez
Depósito de flujos de escorias con bloquesfreatomagmáticos
Depósito de flujo de bloques y cenizas
caldera de colapso:
caldera de la cumbre
Lavas andesíticas
Flujos de lava andesíticoFlujos de pómez y escorias
Flujos de lava en bloques andesíticos
Depósito de flujos piroclásticos de pómez y cenizas ~ 40 000 BP
Depósitos de flujos piroclásticos de pómez y cenizas ~ 11 000 BP Depósito de flujos de pómez y cenizas ~ 2 000 BP
ERUPCIONES HISTÓRICAS DEL VOLCÁN MISTI
Fuente: Zamácola y Jauregui (1804); Chávez Chávez (1992); Hantke and Parodi (1976); Simkin and Siebert (1994); Thouret et al. (2001).
IEV IEV
Incremento de actividad Incremento de actividad
Emisión de cenizasEmisión de gases/cenizas Eventos cuestionables
1300
1440
1542
1784
1700
1787
1800
1900
2000
182618301831
1869
1948
1984
0 1 2 3 0 1 2 3
1599
1870
1600
1677
1200
~1304
1400
1500
JC T
0 1 2 3 0 1 2 3
AÑ
OS
D.C
.
0 10 km
Misti
Volcán Chachani
Ubicación de muestras de rocas
0 200 µm
JMI-134; riolita
JMI-55a andesita
JMI-45, andesita
JMI-55a
0 200 µm
0 200 µm 0 200 µm
0 200 µm 0 200 µm
Dacita
Andesita
PlagioclasasPlagioclasas
Ab
Anorthite
Bytownite
Labrador
Andesine
Oligoclase
Albite AnorthoclaseSanidine
An
OrAb
Anorthite
Bytownite
Labrador
Andesine
Oligoclase
Albite AnorthoclaseSanidine
An
OrAb
Anorthite
Bytownite
Labrador
Andesine
Oligoclase
Albite
An
MISTI 4MISTI 3MISTI 2
Or
Microphénocristaux
Mineralogía (Datos de Microsonda Electrónica):
En Fs
Wo
Clinoenstatite
Pigeonite
Hedenbergite
Augite
Diopside
En FsClinoferrosiliteClinoenstatite
Pigeonite
Hedenbergite
Augite
Diopside
Wo
En Fs
Wo
Clinoenstatite
Pigeonite
Hedenbergite
Augite
Diopside
En Fs
Wo
Clinoenstatite
Pigeonite
Hedenbergite
Augite
Diopside
MISTI 2 MISTI 4MISTI 3
Características de PiroxenosCaracterísticas de Piroxenos
Diagrama de clasificación de Piroxenos
Edenita
Ferro-edenita
PargasitaMagnesianas(AlVI < Fe3+)
FerropargasitaHastingsita(AlVI < Fe3+)
Si
Mg
/Mg
+F
e+2
Características de Anfíboles Características de Oxidos
Diagrama de clasificación de anfíboles (Leake et al, 1997)
TiO2T(Rutile, anatase, brookite)
(Hématite)
(Ilménite)
(Magnétite)
Série Ulvöspinel-Magnétite
Série PseudobrookiteFeO.TiO2
FeO.FeO23FeO FeO23
Série Ilménite- Hématite
2FeO.TiO2
FeO.2TiO2
FeO.TiO22 3
(Pseudobrookite)
(Ulvöspinelle)
3
Alk MgO
FeO*
Calc-Alkaline
Tholeiitic
50 55 60 650
1
2
3
4
K2O
SiO2
Low-K
Medium-K
High-K
ACID
BASIC
SiO2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
SiO2 wt%
Na 2
O+K 2
O w
t%
Misti 2Misti 3Misti 4
Basalte AndésiteBasaltique
AndésiteDacite
RhyoliteTrachydacite
Trachyandésite
TrachyandésiteBasaltique
Trachyte
Trachybasalte
GEOQUIMICA DE ROCASGEOQUIMICA DE ROCAS
85 Análisis EM, ET- Brest (Francia)
15 Análisis EM, ET- Gottingen (Alemania)
K2O
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
4.5
50 55 60 65 70 75
K2O
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
55 60 65 70 75
SiO2
Mg
O
Misti 2
Misti 3
Misti 4
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
55 60 65 70 75
Ca
O
0.00
0.40
0.80
1.20
1.40
55 60 65 70 75
TiO
2
SiO2SiO2
14.0
15.0
16.0
17.0
18.0
19.0
55 60 65 70 75
Al 2
O3
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
9.0
55 60 65 70 75
Fe
2O3
SiO2 SiO2 SiO2
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
55 60 65 70 75
Na
2O
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
55 60 65 70 75
P2O
3
SiO2SiO2
Andesita Dacita
AndesitaBasáltica
ELEMENTOS MAYORES
Sr
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
55 60 65 70 75
SiO2
Misti 2
Misti 3
Misti 4
Sc
0
5
10
15
20
25
30
55 60 65 70 75
V
20
60
100
140
180
220
55 60 65 70 75
Cr
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
55 60 65 70 75
Co
0
10
20
30
40
50
60
70
55 60 65 70 75
Ni
0
10
20
30
40
50
60
70
55 60 65 70 75
Sr
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 20 40 60 80 100
Rb
Ni
0
10
20
30
40
50
60
70
0 20 40 60 80 100
Cr
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
0 20 40 60 80 100
Rb Rb
SiO2 SiO2
SiO2 SiO2 SiO2
1
10
100
1000
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
1
10
100
1000
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Ro
ca/C
on
dri
tas
REEs-Sun and McD 89
1
10
100
1000
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
JMI 160JMI 61MIS 62
MIS 67JMI 204JMI 57
JMI 113JMI 49JMI 146
Misti 4
Misti 3
Misti 2
1
10
100
1000
Rb Ba Th Nb K La Ce Sr P Nd Zr Sm Eu Ti Dy Y Yb
MISTI 4
MISTI 3
MISTI 2
Ro
ca/M
anto
Pri
mit
ivo
50 60 70 80
Est
rato
cono
Ple
isto
ceno
Sup
erio
r
MISTI 3
MISTI 2
MISTI 4
%SiO2
~110 – 112 ka
~38 - 34 ka
~11 ka
Ta
rdig
laci
ar
a H
olo
cen
o Cono de la Cumbre
Actividad principalmenteefusiva
Colapso de caldera :Ignimbritas y caídas de pómez
Formación de la calderade la cumbre
Erupciones explosivas moderadas
Erupción pliniana 2000 A.P.
Misti 4
Misti 387Sr/ Sr86
0.51310.5131
0.5125
0.5127
0.5129
0.5123
0.5121
0.702 0.704 0.706 0.708 0.710
ISLAND ARCS
NVZ
SVZ
CVZ
MORB
N
d /
N
d1
43
14
4
87Sr/ Sr86
50 55 60 65 70 75 800.7072
0.7074
0.7076
0.7078
0.7080
0.7082
0.7084
SiO2
Contamination
CristalizaciónFraccionada
Misti 4
Misti 3
Leyenda
Isótopos de Sr y Nd
-25.00
-20.00
-15.00
-10.00
-5.00
0.00
5.00
10.00
-50.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.00
E Sr
E N
d
Manto
CortezaContinental(gneis)
10%
20%
30%
40%
50%60%
70%80%
90%90%
εNd
εSr
EVIDENCIA DE CONTAMINACIÓN MEDIANTE EL EMPLEODE ISOTOPOS DE Sr, Nd
Modelo preliminar de génesis de magmas del volcán Misti
2000
4000
6000
50
100
150
Km
Fosa Perú - Chiie
Cordillera de los Andes
Volcán Misti
Corteza Continental
0
?
Placa de Nazca
msnm.
Subducción lenta
Manto
CortezaOceánica
50 Km2000 100 150
Moho
250
Deshidratación de la placa subducida, desestabilización de los minerales hidratados
Fusión de lacuña del manto
MASH
CONCLUSIONES• Misti presento un dinamismo eruptivo variado (<100 ka): erupciones
plinianas, vulcanianas, crecimiento de domos, y alta actividad fumarólica
• A pesar de la ocurrencia de importantes erupciones explosivas, los
productos en su gran mayoría tienen la misma composición: predominan
las andesitas, comparado a dacitas y riolitas.
• La composición mineralógica y geoquímica no ha variado en el tiempo,
que puede atestiguar ciclos magmáticos totalmente diferentes.
• Magmas son generados por deshidratación de la corteza oceánica y
contaminados durante su ascenso a la superficie.
• Evolución de magmas se da principalmente por cristalización fraccionada
en una cámara magmática superficial.
Gracias Gracias …!