Vulkankomplexet Altiplano–Puna

A satellite photograph of the Central Andes, looking towards Argentina
APVC ligger i den nedre delen av bilden, ovanför kedjan av vulkaner längst ner.

Det vulkaniska komplexet Altiplano-Puna (spanska: Complejo volcánico Altiplano-Puna ), även känd som APVC , är ett komplex av vulkaniska system i Puna i Anderna . Det ligger i Altiplano- området, ett högland som avgränsas av den bolivianska Cordillera Real i öster och av Andernas huvudkedja, Western Cordillera , i väster. Det är resultatet av subduktionen av Nazca-plattan under den sydamerikanska plattan . Smältor orsakade av subduktion har genererat vulkanerna i Andinska vulkanbältet inklusive APVC. Den vulkaniska provinsen ligger mellan 21° S–24° S latitud . APVC sträcker sig över länderna Argentina , Bolivia och Chile .

Under Miocen – Pliocen (10-1 mya ), utbröt calderor felsic ignimbrites i fyra distinkta pulser åtskilda av perioder med låga aktivitetsnivåer. Minst tre vulkancentra ( Guacha caldera , La Pacana , Pastos Grandes , Vilama ) hade utbrott med ett vulkaniskt exposivitetsindex (VEI) på 8 , såväl som mindre skala utbrottscentra. Aktiviteten avtog efter 2 mya , men dagens geotermiska aktivitet och vulkaner daterade till holocen , samt nyligen markdeformationer vid vulkanen Uturunku indikerar fortfarande existerande nuvarande aktivitet i systemet.

Geografi

Anderna bergskedja härstammar från subduktionen av Nazca-plattan under den sydamerikanska plattan och åtföljdes av omfattande vulkanism . Mellan 14° S och 28° S ligger ett vulkaniskt område med över femtio nyligen aktiva system, Central Volcanic Zone (CVZ). Sedan sent miocen mellan 21° S och 24° S bildade en stor ignimbritprovins över 70 kilometer (43 mi) tjock skorpa, vulkankomplexet Altiplano-Puna, mellan Atacama och Altiplano . Toba vulkaniska system i Indonesien och Taupo i Nya Zeeland är analoga med provinsen . APVC ligger på södra Altiplano-Puna-platån, en ytplatå 300 kilometer (190 mi) bred och 2 000 kilometer (1 200 mi) lång på en höjd av 4 000 meter (13 000 fot), och ligger 50–150 kilometer (31– 93 mi) öster om Andernas vulkaniska front. Deformationsbälten begränsar det i öster. Själva Altiplano bildar ett block som har varit geologiskt stabilt sedan eocenen ; under Atacama-området omvänt existerar nyligen utsträckt dynamik och en försvagad skorpa. Puna har en högre genomsnittlig höjd än Altiplano, och vissa individuella vulkaniska centra når höjder på mer än 6 000 meter (20 000 fot). Källaren i norra Puna är av ordovicium till eocen ålder.

Geologi

A photograph of the Chao lava dome and flows
De flikiga flödena av lavakupolen Cerro Chao

APVC genereras genom subduktion av Nazca-plattan under den sydamerikanska plattan i en vinkel på nästan 30°. Delaminering av skorpan har skett under norra Puna och södra Altiplano. Under 20 kilometers (12 mi) djup indikerar seismiska data närvaron av smältor i ett lager som kallas Altiplano-Puna låghastighetszon eller Altiplano Puna magmakropp . Regionala variationer av aktivitet norr och söder om 24°S har tillskrivits den söderut rörliga subduktionen av Juan Fernández Ridge . Denna vandring söderut resulterar i en brantare av subdukteringsplattan bakom åsen, vilket orsakar dekompressionssmältning . Mellan 1:4 till 1:6 av de genererade smältorna bryter ut till ytan som ignimbriter .

Mafiska bergarter är förknippade med förkastningar och normala förkastningar och finns i södra Puna och Altiplano. Den södra Puna har kalk-alkaliska andesiter som brutit ut efter 7 mya , med de minst utvecklade magma som är 6,7 mya Cerro Morado och 8–7 m Rachaite-komplexflöden. Basaltiska över shoshonitiska (både 25 och 21 m) till andesitiska (post- miocen ) lavor finns i södra Altiplano.

Ignimbriter som avsatts under utbrott av APVC-vulkaner bildas genom att "koka över" utbrott, där magmakamrar som innehåller trögflytande kristallrika flyktiga-fattiga magma delvis töms på ett lugnt, icke-explosivt sätt. Som ett resultat är avsättningarna massiva och homogena och uppvisar få storlekssegregerings- eller fluidiseringsegenskaper. Sådana utbrott har hävdats kräver externa triggers för att inträffa. Det finns ett volymberoende samband mellan utbrottsprodukternas homogenitet och deras volym; stora volymer ignimbriter har enhetlig mineralogisk och sammansättningsmässig heterogenitet. Ignimbriter med liten volym visar ofta gradering i sammansättning. Detta mönster har observerats i andra vulkaniska centra som Fish Canyon Tuff i USA och Toba ignimbrites i Indonesien .

Petrologiskt är ignimbriter härledda från dacitiska – rhyodacitiska magma. Fenokristaller inkluderar biotit , Fe - Ti -oxider, plagioklas och kvarts med mindre apatit och titanit . Northern Puna ignimbrites innehåller också amfibol , och clinopyroxene och orthopyroxene förekommer i låg -Si- magma, medan högre Si-magmas också innehåller sanidin . Dessa magma har temperaturer på 700–850 °C (1 292–1 562 °F) och har sitt ursprung på djup på 4–8 kilometer (2,5–5,0 mi). Ignimbriterna kallas gemensamt för San Bartolo och Silapeti Groups.

Sedan miocen har mindre kiselhaltiga magma som innehåller olivin , plagioklas och klinopyroxen också brutits ut av APVC. Dessa "mafic" magmas bildar olika monogenetiska vulkaner , inneslutningar i mer silicic magmas och lavaflöden som ibland uppstår isolerat och ibland anknytas till stratovolkaner .

Utbrotten påverkas av de lokala förhållandena, vilket resulterar i utbrottskolonner på hög höjd som sorteras efter västliga stratosfärvindar. Grova avlagringar avsätts nära ventilerna, medan fin aska transporteras till Chaco och östra cordilleran. De högsta vulkanerna i världen finns här, inklusive 6 887 meter höga Ojos del Salado och 6 723 meter höga Llullaillaco . Vissa vulkaner har genomgått flankkollapser som täcker så mycket som 200 kvadratkilometer (77 sq mi). De flesta kalderor är förknippade med förkastningssystem som kan spela en roll i calderabildningen.

Vetenskaplig undersökning

Områdets calderor är dåligt förstådda och några kan ännu vara oupptäckta. Vissa kalderor var föremål för omfattande forskning. Forskning inom detta område är fysiskt och logistiskt svår. Neodym- , bly- och borisotopanalys har använts för att bestämma ursprunget för utbrottsprodukter.

Det torra klimatet och höga höjden i Atacamaöknen har skyddat avlagringarna av APVC-vulkanism från erosion , men begränsad erosion minskar också exponeringen av nedgrävda lager och strukturer. Bevis på vulkanisk aktivitet och cyklisk variation har också erhållits från avlägsna nedfallsavlagringar.

Geologisk historia

APVC-området före den övre miocen bildades till stor del från sedimentära lager av ordovicium till miocenålder och deformerades under tidigare stadier av andinska orogeni, med lågvolymvulkaner. Aktiviteten fram till slutet av miocen var översvallande med andesit som huvudprodukt. Efter en vulkanisk paus relaterad till subduktion av platt platta , från och med 27 ökade mya -vulkanismen plötsligt.

Ignimbrites varierar i ålder från 25 mya till 1 mya. I slutet av miocen bröt mer utvecklade andesitmagma ut och jordskorpans komponenter ökade. I den sena tertiären fram till kvartären inträffade en plötslig minskning av maffisk vulkanism tillsammans med ett plötsligt uppträdande av rhyodacitiska och dacitiska ignimbriter . Under denna uppflammning bröt det ut främst dacites med underordnade mängder rhyoliter och andesiter. Området lyftes upp under uppblossningen och jordskorpan tjocknade till 60–70 kilometer (37–43 mi). Detta utlöste bildandet av evaporitbassänger innehållande halit , bor och sulfat och kan ha genererat nitratavlagringarna i Atacamaöknen . Den plötsliga ökningen förklaras av en plötslig brantning av den subdukterande plattan, liknande den mellantertiära ignimbrituppflammningen . I norra Puna började ignimbritaktiviteten 10 mya, med storskalig aktivitet som inträffade 5 till 3,8 Ma i bågen fram och 8,4 till 6,4 Ma i den bakre bågen. I södra Puna inträffade backarc-aktiviteten 14–12 Ma och de största utbrotten inträffade efter 4 Ma. Starten av ignimbritisk aktivitet är inte samtidig i hela APVC-området; norr om 21°S bildade Alto de Pica- och Oxaya-formationerna 15–17 respektive 18–23 mya, medan söder om 21°S storskalig ignimbritaktivitet inte började förrän 10,6 mya.

Aktiviteten avtog efter 2 mya , och efter 1 mya och under holocen var aktiviteten mestadels andesitisk till sin natur med stora ignimbriter frånvarande. Aktivitet med sammansättning som liknar ignimbriter var begränsad till utbrott av lavakupoler och flöden, tolkat som att fly från en regional tröskel 1–4 kilometer (0,62–2,49 mi) hög på 14–17 kilometer (8,7–10,6 mi) djup.

APVC är fortfarande aktiv, med den senaste tidens oroligheter och markinflation upptäckt av InSAR vid vulkanen Uturuncu som började 1996. Forskning visar att denna oro beror på intrång av dacitisk magma på 17 kilometers (11 mi) eller mer djup och kan vara ett förspel till calderabildning och storskalig eruptiv aktivitet. Andra aktiva centra inkluderar de El Tatio och Sol de Mañana och fälten inom Cerro Guacha och Pastos Grandes calderas. Den senare innehåller också <10 ka ryolitiska flöden och kupoler. Implikationerna av de senaste lavakupolerna för framtida aktivitet i APVC är kontroversiella, men förekomsten av maffiska komponenter i nyligen utbrutna vulkaniska bergarter kan indikera att magmasystemet laddas om.

Utsträckning

APVC bröt ut över ett område på 70 000 kvadratkilometer (27 000 sq mi) från tio stora system, några aktiva under miljontals år och jämförbara med Yellowstone Caldera och Long Valley Caldera i USA. APVC är den största ignimbritprovinsen i Neogene med en volym på minst 15 000 kubikkilometer (3 600 cu mi), och den underliggande magmatiska kroppen anses vara den största kontinentala smältzonen och bildar en batholit . Alternativt är den kropp som avslöjas av seismiska studier resterna av gröten från magmaackumuleringszonen. Avlagringar från vulkanerna täcker en yta på mer än 500 000 kvadratkilometer (190 000 kvadratkilometer). La Pacana är det största enskilda komplexet i APVC med dimensionerna 100 gånger 70 kvadratkilometer (39 kvadratkilometer × 27 kvadratkilometer), inklusive calderan på 65 gånger 35 kilometer (40 mi × 22 mi).

Magmagenereringshastigheter under pulserna är cirka 0,001 kubikkilometer per år (0,032 m 3 /s), baserat på antagandet att det för varje 50–100 kubikkilometer (12–24 cu mi) båge finns en kaldera. Dessa hastigheter är avsevärt högre än genomsnittet för den centrala vulkaniska zonen, 0,00015–0,0003 kubikkilometer per år (0,0048–0,0095 m 3 /s). Under de tre starka pulserna var extruderingen ännu högre med 0,004–0,012 kubikkilometer per år (0,13–0,38 m 3 /s). Intrångshastigheterna varierar från 0,003–0,005 kubikkilometer per år (0,095–0,158 m 3 /s) och resulterade i plutoner på 30 000–50 000 kubikkilometer (7 200–12 000 cu mi) volym under kaldern.

Källa till magma

Modellering indikerar ett system där andesitiska smältor som kommer från manteln stiger genom skorpan och genererar en zon av maffisk vulkanism. Ökning av smältflödet och därmed värme och flyktigt tillförsel orsakar partiell smältning av skorpan, vilket bildar ett lager som innehåller smältor som når ner till Moho som hämmar uppstigningen av mafisk magma på grund av dess högre flytkraft . Istället når smältor som genereras i denna zon så småningom ytan, vilket genererar felsisk vulkanism. Vissa maffiska magma flyr i sidled efter att ha stannat i den smältinnehållande zonen; dessa genererar mer maffiska vulkaniska system vid kanten av den felsiska vulkanismen, såsom Cerro Bitiche . Magman är blandningar av skorphärledda och mafiska mantelhärledda smältor med en konsekvent petrologisk och kemisk signatur. Smältgenereringsprocessen kan involvera flera olika lager i skorpan.

En annan modell kräver intrång av basaltsmältor i en amfibolskorpa, vilket resulterar i bildandet av hybridmagma. Partiell smältning av skorpan och av vattenhaltig basalt genererar andesitiska – dacitiska smältor som strömmar uppåt. En rest bildas av granatpyroxenit på ett djup av 50 kilometer (31 mi) . Denna rest är tätare än mantelperidotiten och kan orsaka delaminering av den nedre skorpan som innehåller resten.

Mellan 18 och 12 mya var Puna-Altiplano-regionen föremål för en episod av platt subduktion av Nazca-plattan . En brantning av subduktionen efter 12 mya resulterade i inflödet av het astenosfär. Fram till den tidpunkten hade differentiering och kristallisering av stigande mafisk magma mestadels producerat andesitiska magma. Förändringen i plåtrörelser och ökad smältalstring orsakade en vältning och anatexis av den smältalstrande zonen, vilket bildade en densitetsbarriär för maffiska smältor som därefter samlades under den smältalstrande zonen. Dacitiska smältor flydde från denna zon och bildade diapirer och magmakamrarna som genererade APVC ignimbrit vulkanism.

Magmagenerering i APVC är periodisk, med pulser som känns igen 10, 8, 6 och 4 mya. Den första etappen inkluderade Artola, Granada, Lower Rio San Pedro och Mucar ignimbrites. Den andra pulsen involverade Panizos, Sifon och Vilama ignimbrites och den tredje var den största, med ett antal ignimbrites. Den fjärde pulsen var svagare än de föregående och involverade bland annat Patao och Talabre ignimbrites.

Magman under APVC är märkbart rik på vatten som härrör från subduktion av vattenrika stenar. Ett volymförhållande på cirka 10-20 % av vattnet har åberopats för att förklara mönstret för elektrisk ledningsförmåga på ett djup av 15–30 kilometer (9,3–18,6 mi). Den totala mängden vatten har uppskattats till ca. 14 000 000 000 000 000 kilogram (3,1 × 10 16 lb), jämförbart med stora sjöar på jorden .

Tomografiska studier

Seismisk tomografi är en teknik som använder seismiska vågor som produceras av jordbävningar för att samla information om sammansättningen av jordskorpan och manteln under ett vulkaniskt system. Olika lager och strukturer på jorden har olika utbredningshastigheter för seismiska vågor och dämpar dem olika, vilket resulterar i olika ankomsttider och styrkor för vågor som rör sig i en viss riktning. Från olika mätningar 3D- modeller av de geologiska strukturerna utläsas. Resultaten av sådan forskning indikerar att en mycket hydratiserad platta som härrör från Nazca-plattan – en viktig källa till smältor i ett kollisionsvulkanismsystem – ligger bakom den västra Cordilleran. Under Altiplano indikerar låghastighetszoner närvaron av stora mängder partiella smältor som korrelerar med vulkaniska zoner söder om 21° S, medan norr om 21° S tjockare litosfäriska lager kan förhindra bildningen av smältor. Bredvid den östra Cordilleran sträcker sig låghastighetszoner längre norrut till 18,5° S. En termiskt försvagad zon, bevisad av stark dämpning, i skorpan är associerad med APVC. Detta indikerar närvaron av smältor i skorpan. Ett lager med låg hastighet (skjuvhastighet på 1 kilometer per sekund (0,62 mi/s)) 17–19 kilometer (11–12 mi) tjockt antas vara värd för APVC-magmakroppen. Denna kropp har en volym på cirka 480 000–530 000 kubikkilometer (120 000–130 000 cu mi) och en temperatur på cirka 1 000 °C (1 830 °F). Andra seismologiska data indikerar en partiell delaminering av jordskorpan under Puna, vilket resulterar i ökad vulkanisk aktivitet och terränghöjd.

Delsystem

Kartlägg alla koordinater med: OpenStreetMap  
Ladda ner koordinater som: KML

Ignimbriter

  • Abra Grande Ignimbrite, 6,8 mya .
  • Acay Ignimbrite, 25 kubikkilometer (6,0 cu mi) 9,5–9,9 mya.
  • Antofalla Ignimbrite, 11,4–9,6 mya.
  • Arco Jara Ignimbrite, 2 kubikkilometer (0,48 cu mi) 11,3 mya.
  • Artola/Mucar Ignimbrite, 100 kubikkilometer (24 cu mi) 9,4–10,6 mya.
  • Atana Ignimbrite, 1 600 kubikkilometer (380 cu mi) 4,11 mya.
  • Blanco Ignimbrite, 7 kubikkilometer (1,7 cu mi).
  • Caspana Ignimbrite, 8 kubikkilometer (1,9 cu mi) 4,59–4,18 mya.
  • Cerro Blanco Ignimbrite, 150 kubikkilometer (36 cu mi) 0,5–0,2 mya.
  • Cerro Colorado, 9,5–9,8 mya.
  • Cerro Lucho lavas, 1 kubik kilometer (0,24 cu mi) 10,6 mya.
  • Cerro Panizos Ignimbrite, 650 kubikkilometer (160 cu mi) 6,7–6,8 mya.
  • Chuhuilla Ignimbrite, 1 200 kubikkilometer (290 cu mi) 5,45 mya.
  • Cienago Ignimbrite, 7,9 mya.
  • Cueva Negra/Leon Muerto Ignimbrites, 35 kubikkilometer (8,4 cu mi) 3,8–4,25 mya.
  • Cusi Cusi Ignimbrite, >10 mya.
  • Galan Ignimbrite, 550 kubikkilometer (130 cu mi) 2,1 mya.
  • Granada/Orosmayo/Pampa Barreno Ignimbrite, 60 kubikkilometer (14 cu mi) 10-10,5 mya.
  • Grenada Ignimbrite, 9,8 mya.
  • Guacha Ignimbrite, 1 200 kubikkilometer (290 cu mi) 5,6–5,7 mya.
  • Guaitiquina Ignimbrite, 5,07 mya.
  • Laguna Amarga Ignimbrite, 3,7–4,0, 5,0 mya.
  • Laguna Colorada Ignimbrite, 60 kubikkilometer (14 cu mi) 1,98 mya.
  • Laguna Verde Ignimbrite, 70 kubikkilometer (17 cu mi) 3,7–4,0 mya.
  • Las Termas Ignimbrite 1 och 2, 650 kubikkilometer (160 cu mi) 6,45 mya.
  • Los Colorados Ignimbrite, 7,5–7,9 mya.
  • Merihuaca Ignimbrites, 50 kubikkilometer (12 cu mi) 5,49–6,39 mya.
  • Morro I Ignimbrite, 12 mya.
  • Morro II Ignimbrite, 6 mya.
  • Pairique Chico-block och ask, 6 kubikkilometer (1,4 cu mi) 10,4 mya.
  • Pampa Chamaca, 100 kubikkilometer (24 cu mi) 2,52 mya.
  • Pitas/Vega Real Grande Ignimbrites, 600 kubikkilometer (140 cu mi) 4,51–4,84 mya.
  • Potrero Grande Ignimbrite, 9,8–9 mya.
  • Potreros Ignimbrite, 6,6 mya.
  • Purico Ignimbrite, 100 kubikkilometer (24 cu mi) 1,3 mya.
  • Puripicar Ignimbrite, 1 500 kubikkilometer (360 cu mi) 4,2 mya.
  • Rachaite vulkaniskt komplex, 7,2–8,4 mya.
  • Rosada Ignimbrite, 30 kubikkilometer (7,2 cu mi) 6,3–8,1 mya.
  • Sifon Ignimbrite, 8,3 mya.
  • Tajamar/Chorrillos Ignimbrite, 350 kubikkilometer (84 cu mi) 10,5–10,1 mya.
  • Tamberia Ignimbrite, 10,7–9,5 mya.
  • Tara Ignimbrite, 100 kubikkilometer (24 cu mi) 3,6 mya.
  • Tatio Ignimbrite, 40 kubikkilometer (9,6 cu mi) 0,703 mya.
  • Toba 1 Ignimbrite, 6 kubikkilometer (1,4 cu mi) 7,6 mya.
  • Toconao pimpsten , 100 kubikkilometer (24 cu mi) 4,65 mya.
  • Vallecito Ignimbrite, 40 kubikkilometer (9,6 cu mi) 3,6 mya.
  • Verde Ignimbrite, 140–300 kubikkilometer (34–72 cu mi) 17,2 mya.
  • Vilama Ignimbrite, 8,4–8,5 mya.
  • Vizcayayoc Ignimbrite, 13 mya.

Bibliografi

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Altiplano–Puna_volcanic_complex&oldid=1136088889 "