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 …!