UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA “LAVAS E INTRUSIONES SIN VOLCÁNICAS” CURSO : VOLCANOLOGÍA DOCENTE : ING. JORGE WILMER MANTILLA FAICHÍN ALUMNOS : Becerra Vásquez, Ivan Hagler Chapilliquen Celis, Victor Raphael Gonzales Rafael, Luis Edwin Hoyos Cubas, Franklin Huamanta Tarrillo, Geymer Lenin Ortiz Guevara, Jhonn Halls Rodrigo Campos, Luz Roxana Rodríguez Villanueva, Alexander Galvani Cajamarca, 17 de Octubre del 2014. I RESUMEN El presente trabajo trata acerca de lavas volcánicas y procesos sin – volcánicos; tema de gran importancia para la Vulcanología, y de gran interés para la geología económica (Yacimientos minerales). Las lavas volcánicas tienen distintos orígenes, subaereas, submarinas y superficiales, una de sus propiedades más importantes es la textura, está a su vez puede ser primaria o secundaria, secundaria cuando intervienen procesos que modifican su textura original; estos procesos causantes de esta modificación son los de oxidación, desvitrificación, desgasificación, hidratación, etc. Lava es un concepto con origen remoto en la lengua latina que se utiliza para nombrar a la materia en fusión o derretida que expulsa un volcán durante su erupción. Cuando la lava se halla en el interior de la Tierra se conoce como magma, mientras que una vez expulsada y solidificada recibe el nombre de roca volcánica. Las lavas se clasifican en tres grandes grupos de acuerdo a su composición; lavas riolíticas félsicas; lavas andesíticas intermedias y lavas basálticas básicas y como otra clasificación tenemos las lavas tipo Hawai en las cuales se encuentran las del tipo Pahoehoe, tipo Aa’ y las almohadilladas o Pillow. Los depósitos de lavas son de gran interés económico, están asociados a yacimientos VMS (sulfuros masivos vulcanogénicos), en el Perú tenemos un gran ejemplo que es el yacimiento Tambogrande ubicado en el distrito de Tambogrande, provincia y departamento de Piura, siendo las rocas hospedantes lavas andesíticas, traquíticas y riolíticas; otro gran yacimiento en el Perú se encuentra en Arequipa, el yacimiento de Orcopampa. II ABSTRACT The present work deals with volcanic lavas and processes non - volcanic; issue of great importance for volcanology, and of great interest for economic geology (mineral deposits). Volcanic lavas have different origins, subaereas, and surface and underwater, one of its most important properties is the texture, is in turn can be primary or secondary, secondary when they involved processes that modify its original texture; these causative processes of this modification are those of devitrification, degassing, hydration, oxidation, etc. Lava is a concept with remote origin in Latin language used to name to the matter in fusion or melted to expel a volcano during its eruption. When the lava is found in the interior of the Earth called magma, once expelled, and solidified receives the name of volcanic rock. The lavas are classified into three groups according to their composition; are rhyolitic lavas; intermediate andesitic lavas and basaltic lava flows as another classification and basic lavas have type Hawaii in which the type Pahoehoe, Aa type are ' and the honeycombed or Pillow. Lava deposits are of great economic interest, are associated with VMS (vulcanogenicos massive sulphides), in the Peru sites have a great example being the Tambogrande deposit located in the District of Tambogrande, province and Department of Piura, being the host rocks wash trachitic, andesitic and rhyolitic; another large site on the Peru is located in Arequipa, the orcopampa mine site. III ÍNDICE RESUMEN ...........................................................................................................................II ABSTRACT ........................................................................................................................ III ÍNDICE ............................................................................................................................... IV ÍNDICE DE FIGURAS ..................................................................................................... VI ÍNDICE DE IMÁGENES ................................................................................................. VII INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 1 OBJETIVOS.......................................................................................................................... 2 LAVAS Y PROCESOS SIN VOLCÁNICOS ..................................................................... 3 CAPÍTULO I: LAVAS, INTRUSIONES SIN-VOLCÁNICAS Y DEPÓSITOS VOLCANICLÁSTICOS RELACIONADOS ................................................................. 3 1.1. FLUJOS LÁVICOS Y DOMOS SILÍCICOS EN VULCANISMO SUBAÉREO 5 1.2. FLUJOS LÁVICOS BÁSICOS SUBAÉREOS ................................................... 7 1.3. LAVAS ANDESÍTICAS...................................................................................... 7 1.4. CLASIFICACIÓN DE ROCAS VOLCÁNICAS ................................................ 8 1.5. LAVAS E INTRUSIVOS (MÉTODO DE CLASIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN)............................................................................................................ 11 1.5.1. COMPOSICIÓN ......................................................................................... 11 1.5.2. ESTRUCTURAS ........................................................................................ 12 1.5.3. TEXTURAS ................................................................................................ 13 1.5.4. ALTERACIÓN ........................................................................................... 14 CAPÍTULO II: PROCESOS SIN- VOLCÁNICOS..................................................... 15 2.1. PROCESO DE OXIDACIÓN ........................................................................... 15 2.2. PROCESO DE DESGASIFICACIÓN ............................................................... 16 2.3. PROCESO DE HIDRATACIÓN ....................................................................... 19 2.4. PROCESOS DE DESVITRIFICACIÓN A ALTAS TEMPERATURAS Y PROCESO DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL. ..................................................... 20 IV 2.4.1. PROCESOS DE DESVITRIFICACIÓN A ALTAS TEMPERATURAS.. 21 2.4.2. PROCESO DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL .................................... 24 CAPITULO III: CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE LAVAS ....................................... 27 3.1. LAVAS RIOLITICAS – FELSICAS ................................................................. 27 3.2. LAVAS TIPO HAWAI ...................................................................................... 27 3.3. LAVAS BASÁLTICAS – BÁSICAS ................................................................ 28 3.3.1. LAVAS TIPO PAHOEHOE ....................................................................... 29 3.3.2. LAVAS TIPO AA’ ..................................................................................... 30 3.4. LAVAS TIPO PILLOW ..................................................................................... 31 CAPITULO IV: PRINCIPALES YACIMIENTOS DEL PERÚ RELACIONADOS A LAVAS VOLCÁNICAS ............................................................................................. 33 4.1. ESTUDIO DE LOS VOLCÁNICOS CENOZOICOS DEL SUR DEL PERÚ Y SU RELACIÓN CON LA METALOGENIA. .............................................................. 33 4.1.1. EVOLUCIÓN ESTRATIGRÁFICA Y MAGMATISMO ASOCIADO .... 33 4.1.2. INTERPRETACIÓN GEOLÓGICA .......................................................... 33 4.1.3. DEPÓSITOS DE MINERALES ................................................................. 34 4.2. YACIMIENTO TAMBOGRANDE ................................................................... 38 4.2.1. UBICACIÓN............................................................................................... 38 4.2.2. GEOLOGÍA ................................................................................................ 38 4.2.3. YACIMIENTO ........................................................................................... 40 4.3. YACIMIENTO ORCOPAMPA ......................................................................... 42 4.3.1. UBICACIÓN............................................................................................... 42 4.3.2. GEOLOGÍA ................................................................................................ 42 4.3.3. YACIMIENTOS ......................................................................................... 43 CONCLUSIONES .............................................................................................................. 45 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 46 LINKOGRAFÍA ................................................................................................................. 46 V ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Formacion de las autobrechas .............................................................................................. 3 Figura 2. Productos del vulcanismo subaereo ..................................................................................... 5 Figura 3. A) Sección esquemática a través de un flujo de lava silícico subaérea. El lado izquierdo muestra las variaciones texturales internas derivadas de vesiculation, desvitrificación y fragmentación de flujo. La derecha muestra las orientaciones de holomorfas flujo interno y acodar crudo en brecha de talud de margen de flujo. B) Sección Vertical a través del flujo en la posición indicada en (A), mostrando las principales zonas texturales............................................................... 6 Figura 4. Flujo de lavas basicas y subaereas ....................................................................................... 7 Figura 5. Formación de la disyunción columnar en lavas andesiticas ................................................ 8 Figura 6. Diagrama de streckeisen para rocas volcánicas ................................................................... 9 Figura 7. Equivalentes rocas volcanicas de intrusivos ...................................................................... 11 Figura 8. Distribución de depósitos epitermales en la cordillera occidental del sureste del Perú. .... 33 Figura 9. Marco tectónico en régimen compresivo para el sur del Perú durante el Mioceno-Plioceno inferior............................................................................................................................................... 34 Figura 10. Ubicación del yacimiento Tambogrande ......................................................................... 38 Figura 11. Geología y mineralización del yacimiento Tambogrande .............................................. 39 Figura 12. Secuencia de lavas y domos volcánicos como rocas hospedantes de la mineralización del yacimiento Tambogrande. ................................................................................................................. 39 Figura 13. A la izquiera, relacion entre la proporción de Cu/(Cu+Zn+Pb) vs Ag/Au de los depósitos VMS conocidos de la cuenca lancones; a la derecha, diagrama ternario de las composiciones metálicas de los depósitos VMS conocidos de la cuenca Lancones ................................................. 41 Figura 14. Diagrama Geoquimico de FeO / MgO vs SiO2. ............................................................. 41 Figura 15. Ubicación y Acceso a la Mina Orcopampa – Arequipa................................................... 42 Figura 16. Plano geológico – estructural: Complejo Lávico volcánico en el yacimiento Orcopampa. ........................................................................................................................................................... 43 Figura 17. El yacimiento de Orcopampa se emplaza en el Valle de los Volcanes – Andahua. ....... 44 VI ÍNDICE DE IMÁGENES Imagen 1. Lavas andesíticas, Ruapehu, NZ ........................................................................................ 4 Imagen 2. Brecha hialoclástica con clastos angulosos ........................................................................ 5 Imagen 3. Cono y lavas andesíticas. Tongariro, NZ ........................................................................... 8 Imagen 4. Flujos de lava ..................................................................................................................... 9 Imagen 5. Estructura de la corriente con alineamiento paralelo en la roca. ...................................... 12 Imagen 6. Estructura vesicular .......................................................................................................... 12 Imagen 7. Estructura amigdaloide con presencia de minerales rellenando ....................................... 13 Imagen 8. Lavas almohadilladas ....................................................................................................... 13 Imagen 9.Textura vítrea en obsidiana ............................................................................................... 14 Imagen 10. Volcán Antisanilla - Ecuador ......................................................................................... 16 Imagen 11.Fumarolas producidas por la desgasificación.................................................................. 17 Imagen 12. Lava Cordada. Fuente ISFTIC bajo licencia Creative Commons. ................................. 17 Imagen 13. Lavas en bloque. Fuente USGS bajo licencia Creative Commons. ............................... 18 Imagen 14. Lavas almohadilladas. Fuente USGS bajo licencia Creative Commons. ....................... 18 Imagen 15. Superficie y bordes corroídos por la hidrolisis de una grano de anfíbol. ....................... 19 Imagen 16. Microestructura de la Perlita. ......................................................................................... 20 Imagen 17. Alteración sobre imponiendo una obsidiana esferulitica ............................................... 21 Imagen 18. Desvitrificación en rocas volcánicas .............................................................................. 22 Imagen 19. Vidrio volcánico ............................................................................................................. 22 Imagen 20. Alteración de Obsidiana esferulitica .............................................................................. 24 Imagen 21. Dominio vidrioso y esferulitico en una roca volcánica .................................................. 25 Imagen 22. Alteración Hidrotermal produciendo cambios en la mineralogía y textura de las rocas volcanicas .......................................................................................................................................... 25 Imagen 23. Alteracion en parches ..................................................................................................... 26 Imagen 24. Alteración hidrotermal producidas en rocas volcánicas ................................................. 26 Imagen 25. Domos riolíticos y coulees. Tarawera, Nueva Zelanda. ................................................. 27 Imagen 26. Lavas muy fluidas y abundantes que forman ríos y lagos después de desbordarse cuando rebasan el cráter o que salen por fisuras de los costados del cono volcánico. .................................. 28 Imagen 27. Lava pahoehoe ............................................................................................................... 29 Imagen 28. Lava a’a – Rangitoto, Nueva Zelanda ............................................................................ 29 Imagen 29. Trenzas de lava pahoehoe con lava al rojo vivo que muestra a través de las grietas. Hawaii Volcanoes National Park, Hawaii, EE.UU. .......................................................................... 30 Imagen 30. Lava porosa, de superficie irregular, resultante da perdida rápida de gases .................. 31 VII Imagen 31. Lava almohadillada, Taburiente, Islas Canarias............................................................. 32 Imagen 32. Lava almohadillada. La Palma, islas Canarias .............................................................. 32 Imagen 33. Mina Arcata.................................................................................................................... 36 Imagen 34. Estrato volcán Ccarhuarazo con vista al sur con lavas andesíticas porfiríticas sobreyaciendo a las tobas del Cerro San Valentín. Posible centro volcánico. .................................. 37 Imagen 35. Proyecto Crespo (antes Liam). Cerro Crespo (izquierda) y Cerro Queshca (derecha). . 37 Imagen 36. Vista panorámica del centro volcánico de Palla Palla (estratovolcán). ......................... 37 Imagen 37. Vista al SO donde se aprecian las zonas de alteración cuarzo alunita y argilización con una cresta de sílice oquerosa de dirección NE. ................................................................................. 38 Imagen 38. Basaltos toleiticos almohadillados del grupo basal Volcanico (GBV – Lavas tipo Pillow) ............................................................................................................................................... 40 VIII UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA INTRODUCCIÓN Las lavas Volcánicas son productos de procesos efusivos que se dan en un volcán, al enfriarse esta lava se solidifica y adquiere propiedades y características texturales que se debe a tres principales factores, tales como los procesos de erupción y emplazamiento, modificación de la textura original debido a procesos sin – volcánicos (oxidación, desgasificación, hidratación, desvitrificación a altas temperaturas, alteración hidrotermal) y la modificación de estas texturas originales debido a procesos post – volcánicos. La textura de estas rocas lávicas está relacionada con los factores de composición, viscosidad, temperatura, etc. Estas erupciones efusivas producen flujos lávicos y domos lávicos que comprenden facies coherentes y autoclásticas. La lava es magma que durante su lento ascenso a través de la los conductos o chimeneas volcánicas alcanza la superficie, esta lava suele tener temperaturas que oscilan entre los 700°C y 1200°C; a diferencia del magma que enfría lentamente a grandes profundidades; las lavas experimentan presiones atmosféricas que hacen que pierda los gases que contenía durante se ascenso y presiones ambientales responsables de un rápido enfriamiento, los cristales que conforman las rocas lávicas no se distinguen a simple vista por lo cual se dice que presenta una textura afanitica o vítrea. Los diferentes tipos de lavas, de acuerdo a su textura, estructura y composición están relacionados con la viscosidad, que es unas 100000 veces la del agua, puede fluir recorriendo largas distancias antes de enfriarse y solidificarse. En lo correspondiente a geología económica o yacimientos minerales, las lavas volcánicas son de gran interés para la mineralización ya que sirve como roca hospedantes debido a las propiedades de porosidad que poseen, y permite que los fluidos hidrotermales se emplacen, en el Perú tenemos como ejemplo grandes yacimientos relacionados a lavas volcánicas como Tambogrande en Piura, Orcopampa en Arequipa. VOLCANOLOGÍA 1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA OBJETIVOS GENERAL: Explicar y describir conceptos de lavas y procesos sin volcánicos ESPECÍFICOS: Conocer los procesos que forman los flujos lávicos y las intrusiones sin-volcánicas Describir la composición, estructura, texturas y alteración de las lavas e intrusivos Conocer acerca de los procesos sinvolcánicos y su importancia en la formación de lavas. Estudiar la relación de las lavas volcánicas con la metalogenia del Perú. Conocer cuál es la importancia de las lavas volcánicas en la geología económica. VOLCANOLOGÍA 2 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA LAVAS Y PROCESOS SIN VOLCÁNICOS CAPÍTULO I: LAVAS, INTRUSIONES SIN-VOLCÁNICAS Y DEPÓSITOS VOLCANICLÁSTICOS RELACIONADOS Erupciones efusivas generan flujos lávicos o domos. En la mayoría de los casos, los flujos lávicos y las intrusiones sin-volcánicas están formados por facies coherentes y autoclásticas. Las facies coherentes consisten en lava o magma solidificado, con texturas porfíricas, afíricas, con pasta vítrea, criptocristalina o afanítica. Procesos autoclásticos de fragmentación no explosiva generan cantidades significativas de autobrechas e hialoclastitas. Autobrecha Fragmentación no explosiva de lava durante su fluencia. En general, los bordes de la lava, que están mas fríos, forman una capa rígida que durante el flujo se rompe y se incorpora al resto de la lava. El resultado final es un flujo lávico formado por una parte central de textura coherente, con bordes superior e inferior con autobrechas. Las autobrechas están formadas por bloques o clastos de lava de distintas formas, son típicos los clastos pumíceos y bandeados. Los agregados son monolíticos, clasto sostén, con escasa matriz, pobremente seleccionados, y gradan a lava con textura coherente, pasando por texturas en rompe cabezas. Figura 1. Formacion de las autobrechas Muchas de las lavas sub aéreas consisten de ambas facies: autobrecha y coherente. VOLCANOLOGÍA 3 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Imagen 1. Lavas andesíticas, Ruapehu, NZ Rocas de talud Fragmentos de rocas que se acumulan en la base de acantilados. En terrenos volcánicos las rocas de talud se asocian a frentes y márgenes empinados de flujos lávicos, domos, paredes de calderas, etc. Los fragmentos derivados de lavas suelen ser de gran tamaño, angulares, y los depósitos son clasto sostén y macizos o pobremente estratificados. Hialoclastitas Son agregados clásticos formados por fracturacion no explosiva debido a enfriamiento y contracción de lavas e intrusiones. Afecta a todos los rangos composicionales. Principalmente en efusiones subacuáticas, o subaéreas que penetran en un cuerpo de agua. Los clastos formados son angulosos, con grandes variaciones de tamaño (<1 mm a decenas de cm), en general poseen texturas en rompe cabezas. VOLCANOLOGÍA 4 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Imagen 2. Brecha hialoclástica con clastos angulosos 1.1. FLUJOS LÁVICOS Y DOMOS SILÍCICOS EN VULCANISMO SUBAÉREO Las lavas producto de vulcanismo subaéreo forman comúnmente flujos y domos potentes (10 a más de 100 metros), cortos (menos de unos pocos km) y de poco volumen (menos de 1 km cúbico). Sin embargo, existen ejemplos de flujos de lavas individuales de grandes volúmenes. Figura 2. Productos del vulcanismo subaereo Estructuras internas relacionadas a flujo viscoso: bandeado, plegamiento por flujo (con ejes de pliegues perpendiculares a la dirección de flujo), fenocristales prismáticos alineados, vesículas estiradas. VOLCANOLOGÍA 5 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Las partes superiores de los domos y flujos lávicos muestran foliaciones de flujo con inclinaciones elevadas y estructuras en rampa. Cerca de los contactos basales y del frente de flujo, las foliaciones disminuyen progresivamente su inclinación. Los flujos y domos silícicos subaéreos muestran diversas texturas y estructuras: distribución de texturas coherentes y autoclásticas variable, vesículas con variaciones en el tamaño y abundancia, actitud de la foliación por flujo variable; además, generalmente muestran procesos de desvitrificación, recristalización e hidratación. En general, los flujos y domos poseen una parte cuspidal, basal y marginal formada por autobrechas. Los flujos y domos silícicos subaéreos suelen estar asociados a depósitos pumíceos y de cenizas co-magmáticos producto de erupciones explosivas. En muchos casos, las erupciones explosivas preceden a la efusión lávica; sin embargo, también son comunes durante e inmediatamente posterior a las efusiones. 1. Figura 3. A) Sección esquemática a través de un flujo de lava silícico subaérea. El lado izquierdo muestra las variaciones texturales internas derivadas de vesiculation, desvitrificación y fragmentación de flujo. La derecha muestra las orientaciones de holomorfas flujo interno y acodar crudo en brecha de talud de margen de flujo. B) Sección Vertical a través del flujo en la posición indicada en (A), mostrando las principales zonas texturales. VOLCANOLOGÍA 6 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Los flujos y domos silícicos subaéreos también están asociados a depósitos clásticos generados por colapso gravitacional, como las brechas de talud que se acumulan en los frentes del flujo y en las márgenes del domo, durante y después del emplazamiento. Las autobrechas y las estructuras superficiales poseen un bajo potencial de preservación, mientras que el vidrio tiende a ser reemplazado por un mosaico cuarzo-feldespático fino. Por ello, las lavas silícicas de cierta antigüedad tienden a estar formadas por texturas coherentes, no vesiculares, y con facies esferulíticas, micropoikilíticas o granofíricas. 2. 1.2. FLUJOS LÁVICOS BÁSICOS SUBAÉREOS Dos tipos de flujos básicos: a’a y pahoehoe. Poseen grandes volúmenes y ocupan grandes superficies. Flujos tipo a’a generan superficies de bloques angulosos, sueltos y escoriáceo. Flujos pahoehoe están caracterizados por superficies suaves, lobuladas, que pueden estar plegadas y retorcidas 3. Figura 4. Flujo 1.3. de lavas basicas y subaereas LAVAS ANDESÍTICAS Las lavas andesíticas poseen características intermedias entre las ácidas y básicas. Pueden fluir varios kilómetros desde el centro de origen, pero también forman comúnmente domos y flujos cortos y potentes. Pueden desarrollar disyunción columnar o prismática, perpendicular a la superficie de enfriamiento. En ocasiones están relacionadas a esporádicos eventos explosivos. VOLCANOLOGÍA 7 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 4. Figura 5. Formación de la disyunción columnar en lavas andesiticas 5. Dimensiones: ₋ Espesor: 5 m a cientos de metros ₋ Extensión: <1 km a >10 km ₋ Volumen:<1 km3a >20 km3 Imagen 3. Cono y lavas andesíticas. Tongariro, NZ 1.4. CLASIFICACIÓN DE ROCAS VOLCÁNICAS La masa que se presenta en las rocas volcánicas es aquella que tiene un grano muy fino o incluso vidrioso. Los diferentes componentes pueden ser observados generalmente solo por microscopios. Uno puede clasificar a las rocas volcánicas como: oscuras, máficas o primitivas, mayormente basálticas; claras, intermedias, generalmente andesitas y muy claras, félsicas, como la riolita o fonolita, algunas veces llamadas rocas ácidas. VOLCANOLOGÍA 8 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Imagen 4. Flujos de lava Son aquellas rocas ígneas de textura afanítica (los cristales individuales no pueden ser distinguidos a simple vista), que pueden contener vidrio y cuya formación está relacionada a la actividad volcánica. Pueden ser tanto rocas eruptivas (que han salido a la superficie) como las coladas de lava. Clasificación completa de rocas volcánicas en un diagrama QAPF (cuarzo-feldespato alcalino, plagioclasas y feldespatoides). Figura 6. Diagrama de streckeisen para rocas volcánicas VOLCANOLOGÍA 9 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Riolita. La riolita es una roca ígnea volcánica que se produce por la violenta salida al exterior de la Tierra de magma. El rápido enfriamiento que soporta hace que la roca cristalice de tal manera que sus cristales no se aprecien a simple vista. Por tanto, esta roca tiene una textura afanítica. Latitas. Rocas volcánicas de composición similar a las monzonitas: sin cuarzo ni feldespatoides, con plagioclasas (40-90%) y feldespatos potásicos (<40%). Dacita. La dacita es una roca ígnea volcánica con alto contenido de hierro. Su composición se encuentra entre las composiciones de la andesita y la de la riolita y, al igual que la andesita, se compone principalmente de feldespato plagioclasa con biotita, hornblenda, y piroxeno (augita y/o enstatita). Basalto. (Roca volcánica); las líneas claras muestran la dirección del flujo de lava. Andesita. Roca volcánica oscura, de grano fino; es el equivalente extrusivo de la diorita. De composición intermedia entre el basalto y la riolita, la andesita se compone en su mayor parte de feldespato plagioclasa y cantidades menores de biotita o de hornblenda. La roca aparece en torrentes y diques. Traquita. La traquita es una roca efusiva (volcánica) afanítica, casi siempre porfírica, compuesta por feldespatos alcalinos y uno o más minerales màficos (en los cuales predominan minerales ricos en hierro y magnesio), principalmente biotita y augita, que son los más frecuentes. VOLCANOLOGÍA 10 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Figura 7. Equivalentes rocas volcanicas de intrusivos 1.5. LAVAS E INTRUSIVOS (MÉTODO DE CLASIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN) 1.5.1. COMPOSICIÓN a. Lavas e Intrusivos Estimación basándose en fenocristales ₋ Riolita: Feldespato potásico ± cuarzo (± plagioclasa pobre en Ca, ± biotita, ± anfíboles, ± piroxenos, ± fayalita) ₋ Dacita: Plagioclasa ± biotita, ± anfíboles, ± piroxenos, ± cuarzo (±Feldespato potásico) ₋ Andesita: plagioclasa ± biotita, ± anfíboles, ± piroxeno (± olivinas) ₋ Basalto: Piroxeno + plagioclasa rica en Ca, ± olivinas. En muestras afaníticas, estimación basada en el color: ₋ Riolita, dacita: gris claro, rosado, cremoso, verde claro. ₋ Andesita, basalto: gris oscuro, azul oscuro, verde oscuro, rojo oscuro VOLCANOLOGÍA 11 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 1.5.2. ESTRUCTURAS Estructura fluidal o de corriente: Muchas rocas volcánicas muestran una tendencia al alineamiento paralelo o subparalelo de los diversos elementos en la trama (minerales y vesículas lenticulares). Esto se debe al movimiento a corriente que tiene lugar en la lava aun liquida. Imagen 5. Estructura de la corriente con alineamiento paralelo en la roca. Disyunción: Columnar, radial columnar, concéntrica, en bloques, prismática, en plato. Por el escape de gases: Estructura Vesicular: se refiere a la roca caracterizada por la presencia de huecos vacíos (“burbujas”) que pueden ser de forma de almendra, redondeadas, elipsoidales o aun tabulares, las cuales estuvieron ocupadas por gases durante el enfriamiento del fundido. Ejm piedra pómez. Imagen 6. Estructura vesicular VOLCANOLOGÍA 12 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Estructura Amigdaloide: se refiere a las rocas que presentan vesículas rellenas por diferentes minerales (ópalo, calcedonia, cloritas, calcita, zeolitas, etc.). Típica de basaltos (roca volcánica). Imagen 7. Estructura amigdaloide con presencia de minerales rellenando Un rápido enfriamiento subacuático: Lavas almohadilladas: Las lavas en "almohadillas" son típicas de las erupciones submarinas, en estas la lava exhibe la apariencia de una pila de pequeñas masas elipsoidales o de forma de almohadillas (almohadas apiladas). Imagen 8. Lavas almohadilladas 1.5.3. TEXTURAS Porfírica Fenocristales: o Tipo: (composición: cuarzo, piroxeno, etc.) o Abundancia: pobre, moderado, abundante o Tamaño: fino (<1mm), medio (1-5mm), grande (>5mm) VOLCANOLOGÍA 13 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Pasta: Vítrea, criptocristalina, microcristalina, cristales muy finos. Afanítica (Microgranular, no visible): Es aquélla roca en la que los cristales no pueden reconocerse a simple vista y es necesario una lupa o un microscopio. Una textura afanítica siempre indica que el proceso de enfriamiento se produjo de forma más o menos rápida. También típica de rocas subvolcánicas. Afírica: sin fenocristales Vítrea. Es una textura propia de rocas extrusivas que han tenido un enfriamiento muy rápido en la superficie, lo cual determina que se formen vidrios y no cristales.(masas amorfas). Las rocas con textura vítrea se originan durante algunas erupciones volcánicas en las que la roca fundida es expulsada hacia la atmósfera donde se enfría rápidamente; ello que ocasiona que los iones dejen de fluir y queden desordenados antes de que puedan unirse en una estructura cristalina ordenada. La obsidiana es un vidrio natural común producido de este modo. Imagen 9.Textura vítrea en obsidiana 1.5.4. ALTERACIÓN Mineralogía: clorita, sericita, sílice, pirita, carbonatos, hematita, etc. Distribución: diseminada, en nódulos, en puntos, en parches. Composición Estructura Textura Alteración Ejemplo: Riolita laminada con abundantes fenocristales grandes de cuarzo y alteración sericítica. VOLCANOLOGÍA 14 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA CAPÍTULO II: PROCESOS SIN- VOLCÁNICOS 2.1. PROCESO DE OXIDACIÓN Es una reacción geoquímica importante que se produce en los materiales del suelo en los que el contenido de oxigeno es alto y las demandas biológicas de ese elemento bajas. La reducción del hierro (Fe) es un proceso de meteorización desintegrante en los minerales que contienen este catión como parte de su estructura y se manifiesta como un cambio del tamaño y la forma y hace que la estructura mineral se rompa, un ejemple de este proceso es el que le ocurre a los ferromagnesianos. El Fe liberado por esta desintegración puede ser lixiviado o unirse con el hidróxido (OH) u oxígeno para formar películas rojas (posiblemente óxidos o hidróxidos de Fe). Asimismo, el manganeso que se desprende mediante la alteración de los minerales primarios puede ser lixiviado o retenido; pero su química es más compleja, debido al número de estados de oxidación que posee y puede manifestarse como películas negras. Muchos minerales están invadidos por un material negro que con luz reflejada es opaco y puede corresponder a “opacitas”; todos los elementos opacos que afectan formas de núcleos o escamillas, en tanto no se les haya identificado como magnetita, titanita, limonita u otro mineral deben ser nombrados de esta manera ya que pueden ser sustancias diferentes, silicatos terrosos, tal vez análogos químicamente a las micas, óxidos amorfos de metales, óxidos de titanio manganeso, combinaciones negras de hierro, etc. El hierro, se oxida, cambia de color a rojizo o amarillo, y su óxido se disgrega fácilmente. En las minas de Pintag, la lava del Antisanilla (Ecuador) nos muestra rocas con una coloración rojiza por fuera, pero internamente siguen negras. VOLCANOLOGÍA 15 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Imagen 10. Volcán Antisanilla - Ecuador Con el paso de los años los volcanes se debilitan y desmoronan cuando tienen numerosas grietas y fumarolas, o glaciares cuya humedad acelera la oxidación. En Hawai, una de las islas viejas se partió en dos y la mitad se hundió en el mar. La causa fue su acelerada oxidación. 2.2. PROCESO DE DESGASIFICACIÓN Los gases son el principal vehículo de transporte hacia la superficie gracias a la energía almacenada en el magma. Además, condicionan la viscosidad e influyen en la violencia de las erupciones. Se emiten como consecuencia de la desgasificación de la cámara magmática (después de la erupción) o por la desgasificación de los productos volcánicos. Suelen ser los primeros productos volcánicos que alcanzan la superficie, predominando las etapas iniciales de la erupción. Las emanaciones gaseosas poseen alta temperatura (100 – 300 °C) y tienen alto contenido en óxido de azufre. Gases. El porcentaje de gas en una erupción volcánica oscila entre un 1 y un 8 por ciento. Más de la mitad suele ser agua y el resto está constituido por CO2, N2, NH3, SO2, CO, y pequeñas cantidades de otros. (En la erupción del Saint Helen en 1973, se liberaron 125000 Tm de HCl, y 200000 Tm de HF, pese a ser estos gases minoritarios) Las emisiones de gas son más evidentes en las manifestaciones póstumas del vulcanismo: VOLCANOLOGÍA 16 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA ₋ Géiseres. Disoluciones de agua que salen a 100 o 200 grados ₋ Fumarolas. Emisiones de gases de azufre o carbono en volcanes en los que ha habido actividad reciente. Imagen 11.Fumarolas producidas por la desgasificación. Lavas. Se presentan magmas parcialmente desgasificados que fluyen por el cráter y se desarrollan sobre la superficie formando coladas. La extensión, velocidad y fluidez de las coladas dependen de su composición, temperatura y volumen de gases, asi como de la topografía por la cual se desliza. La explosividad está relacionada con la presencia de gases en la lava, cuanta más cantidad se encuentren disueltos más explosiva será la lava. Lavas pahoehoe o cordadas. Imagen 12. Lava Cordada. Fuente ISFTIC bajo licencia Creative Commons. VOLCANOLOGÍA 17 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Lavas AA o en bloque. Imagen 13. Lavas en bloque. Fuente USGS bajo licencia Creative Commons. Lavas almohadilladas o Pillow lavas. Imagen 14. Lavas almohadilladas. Fuente USGS bajo licencia Creative Commons. VOLCANOLOGÍA 18 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 2.3. PROCESO DE HIDRATACIÓN La hidratación se refiere a la incorporación de moléculas de agua o grupos hidroxilo al mineral. Esa agua absorbida proporciona un puente o una entrada para el hidrogeno, facilitando sus ataques a la estructura. La asociación de agua o hidroxilos con Al y Si en los bordes rotos no es sino la primera etapa de la hidrolisis. Las moléculas de agua disocian las superficies de los minerales introduciendo H+ y OH-, el ion H+ es muy móvil y penetra la estructura del cristal, creando una carga desbalanceada, Por ejemplo es el caso de la Perlita, nombre que reciben los vidrios volcánicos hidratados; hace alusión a su semejanza con el brillo de las perlas. Sin embargo la perlita no es un mineral sino una roca, más allá de que forme parte del amplio mundo de los llamados “minerales industriales”. Independiente de esta nomenclatura técnica, la perlita es una roca volcánica de naturaleza vítrea. Imagen 15. Superficie y bordes corroídos por la hidrolisis de una grano de anfíbol. Se trata de un vidrio volcánico que sufrió un proceso de hidratación. O sea que pasó de ser un vidrio seco a un vidrio húmedo, esto es con agua en su composición. Los vidrios volcánicos clásicos son las famosas obsidianas muy conocidas por haber sido utilizadas por los indígenas para la fabricación de puntas de proyectiles (“puntas de flechas”). Ellos aprovecharon la fractura concoidea de los vidrios, que al ser trabajados generan filos duros y cortantes. Los vidrios volcánicos se originan cuando una lava muy silícea se enfría rápidamente. Este enfriamiento brusco de la mezcla silicatada fundida no permite la formación de minerales con lo cual la corteza de la colada de lava se transforma en un vidrio. La perlita es entonces el resultado de la lenta hidratación de esos vidrios. VOLCANOLOGÍA 19 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Imagen 16. Microestructura de la Perlita. 2.4. PROCESOS DE DESVITRIFICACIÓN A ALTAS TEMPERATURAS Y PROCESO DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL. Estos procesos forman parte de la actividad sin volcánica (procesos contemporáneos con el emplazamiento), pero también hay procesos pos volcánico (posteriores al emplazamiento). Procesos contemporáneos con el emplazamiento: Alteración hidrotermal polifásica: se forman minerales como sílice, cuarzo, feldespato potásico, albita, calcita, montmorillonita, caolinita, illita, alunita, clorita y zeolitas. Desvitrificación: nucleación y crecimiento de cuarzo y feldespato alcalino. Hay varios estadíos de desvitrificación: estadío de hidratación, estadío vítreo, estadío esferulítico y estadío granofírico. Palagonitización: importante en ambiente subácueo. Facturación hidráulica: brechas en zonas de fracturas que tienen desde pocos cm a varios metros. Texturas en rompe cabezas o desordenadas. VOLCANOLOGÍA 20 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Procesos posteriores al emplazamiento: Diagénesis: cambios mineralógicos y texturales relacionados a litificación. Metamorfismo: es una extensión de la diagénesis de alto grado. Se producen cambios texturales y mineralógicos. Deformación: modifica la geometría y la fábrica de los depósitos. Imagen 17. Alteración sobre imponiendo una obsidiana esferulitica 2.4.1. PROCESOS DE DESVITRIFICACIÓN A ALTAS TEMPERATURAS. La desvitrificación artificial. La desvitrificación o cristalización se lleva a cabo sometiendo a los vidrios adecuados a un proceso de tratamiento térmico cuidadosamente regulado que se traduce en la nucleación y crecimiento de fases cristalinas en el vidrio. En muchos casos, el proceso de cristalización puede ser llevado casi hasta el final, pero una pequeña proporción de fase vítrea residual está a menudo presente. Esta fase de vidrio residual a menudo ejerce una marcada influencia sobre una serie de propiedades importantes de los materiales vitrocerámicos. La desvitrificación natural. VOLCANOLOGÍA 21 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Los vidriosos contenidos en rocas o sedimentos volcánicos, como las trizas, cemento vidrioso, pumitas, vitroclastos, obsidiana, etc. sometidos a temperaturas elevadas, producto de otros pulsos eruptivos o que lavas enfriadas muy rápidamente (vitroclastos, obsidiana) son arrastradas a las corrientes lávicas y transformados a diferentes tipos de cristales. Imagen 18. Desvitrificación en rocas volcánicas Dentro de los procesos sin volcánicos estaría la transformación de las masas vidriosas a consecuencia de la pérdida muy rápida de temperatura y que estas masas lávicas no tuvieron suficiente tiempo para cristalizar, generalmente dado en los bordes extremos de las corrientes lávicas; estas autobrechas son arrastradas a donde las temperaturas son aún elevadas, convirtiéndose en diferentes cristales. Imagen 19. Vidrio volcánico VOLCANOLOGÍA 22 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA En el artículos: “El centro volcánico Sierra Grande: caracterización petrográfica y geoquímica del magmatismo extensional liásico, noroeste de la Patagonia”. Realizado por Marcelo J. Márquez Gabriela I. Massaferro, María I. Fernández, Nilda Menegatti y César R. Navarrete. Docentes de la Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco. Facultad de Ciencias Naturales. Mencionan algunos ejemplos en cuanto a desvitrificación: La matriz de las Tobas y sedimentitas volcanogénicas es vitroclástica con abundantes trizas y pumicitas inmersas en una base de vidrio fino (pulvícula) y arcilla recristalizada. El contorno de las trizas queda marcado por la presencia de minerales opacos, lo que las hace resaltar de la base incolora. Las trizas están completamente desvitrificadas a cuarzo microgranular muy límpido, o bien este mineral se ubica sobre sus bordes, mientras que hacia el centro se observa el mismo tipo de arcillas que han reemplazado a los cristaloclastos de feldespato. Las pumicitas están transformadas a arcilla cristalizada y sericita. Como mineral accesorio se observó circón… Las areniscas poseen textura clástica con predominio de un 80 % de la fracción clástica sobre el cemento y matriz. La dimensión de los clastos mayores alcanza el tamaño de arena gruesa y entre ellos se distinguen fragmentos monominerales, vitroclastos y fragmentos líticos. Los cristaloclastos están constituidos por feldespato, cuarzo, opacos y biotita. Los vitroclastos están representados por pumicitas y trizas vítreas alteradas a arcillas o totalmente desvitrificadas y convertidas en agregados finos de cuarzo-feldespato con textura microgranosa difusa o esferulítica. Dentro de los litoclastos se distinguen fragmentos de andesitas, rocas piroclásticas y areniscas. La matriz dominante es pelítica con fuerte limonitización y el cemento se compone de arcillas, limonitas y en algunos casos zeolitas… VOLCANOLOGÍA 23 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Imagen 20. Alteración de Obsidiana esferulitica 2.4.2. PROCESO DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL Después de la erupción, los depósitos volcánicos están sujetos, inevitablemente, a una secuencia de procesos: desvitrificación, hidratación, alteración diagenética e hidrotermal, compactación, metamorfismo y deformación. En consecuencia, la textura original evoluciona y cambia. La alteración es un cambio en la mineralogía y texturas originales de un depósito, favorecido por la circulación de aguas calientes o frías o gases. En muchos terrenos volcánicos, las alteraciones diagenéticas e hidrotermales están íntimamente relacionadas, involucrando disolución, reemplazo y precipitación de minerales. La distribución de la alteración y las texturas originadas están fuertemente controladas por la permeabilidad y el contraste composicional original. VOLCANOLOGÍA 24 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Imagen 21. Dominio vidrioso y esferulitico en una roca volcánica La alteración hidrotermal produce cambios en la mineralogía, composición y/o texturas debido a la interacción con fluidos calientes, como se muestra en la fotografía. Imagen 22. Alteración Hidrotermal produciendo cambios en la mineralogía y textura de las rocas volcanicas Alteración de depósitos pumíceos Los depósitos originalmente permeables y ricos en vitroclastos son muy susceptibles a alterarse. La pómez y trizas pueden ser reemplazados por una asociación mineral filosilicática, que es mecánicamente débil y se puede deformar por compactación VOLCANOLOGÍA 25 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA originando seudofiames. También la alteración puede ser uniforme y generar texturas similares a las texturas coherentes de lavas. Imagen 23. Alteracion en parches Otro tipo de alteración común en depósitos pumíceos es la feldespatización, la que generalmente ocurre en forma de parches. La alteración hidrotermal puede ocurrir: ₋ Puede ocurrir antes, durante y después de la diagénesis y compactación. ₋ Puede ocurrir antes, durante y después de una deformación regional o metamorfismo. Imagen 24. Alteración hidrotermal producidas en rocas volcánicas VOLCANOLOGÍA 26 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA CAPITULO III: CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE LAVAS 3.1. LAVAS RIOLITICAS – FELSICAS Dimensiones: Espesor: decenas a pocos cientos de metros. Extensión: <5 km. Volumen: <5 km3; muchos solo <1 km3 Imagen 25. Domos riolíticos y coulees. Tarawera, Nueva Zelanda. 3.2. LAVAS TIPO HAWAI Está marcado por abundancia de lava fluida, efusiva, basáltica, con escaso contenido de gases. Su actividad explosiva es relativamente rara, pero pueden formarse montículos de escoria alrededor de los conductos volcánicos de lava. La lava raramente se derrama del cráter, sino que por lo común sale por fisuras a los costados del cono volcánico, como erupciones laterales. Las erupciones se producen de la siguiente manera: el magma formado en las capas superiores del manto asciende por canales hasta la superficie de la Tierra. Por lo general no sale de inmediato a la superficie, sino que se acumula en camaras magmáticas. Luego a medida que aumenta la presión la lava, debido a sus propiedades VOLCANOLOGÍA 27 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA físicas, comienza a derramarse lentamente. Este tipo de erupción es característico de los volcanes Mauna Loa y Kilauea en las islas Hawaii. Estos volcanes son clásicos por su forma de escudo, con laderas con pendientes muy suaves. Imagen 26. Lavas muy fluidas y abundantes que forman ríos y lagos después de desbordarse cuando rebasan el cráter o que salen por fisuras de los costados del cono volcánico. 3.3. LAVAS BASÁLTICAS – BÁSICAS • Baja viscosidad (bajo SiO2, caliente). • Espesor: < 1m a decenas de metros; el engrosamiento de las lavas se da por inflación. • Extensión: comúnmente varios kilómetros, los más extensos van más de cientos de kilómetros (tubos de lava), Ej. Undara, Queensland, Australia (baja viscosidad, bien aislados). • Volumen: generalmente <<10 km3, pero los más grandes (flujos basálticos) están en el orden de cientos de km3 en volumen. Dos tipos de lavas: Pahoehoe. Superficies fluidas VOLCANOLOGÍA 28 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Imagen 27. Lava pahoehoe Tipo a’a. superficies rugosas Imagen 28. Lava a’a – Rangitoto, Nueva Zelanda 3.3.1. LAVAS TIPO PAHOEHOE Las pahoehoe (del Hawaiano pahoehoe, que significa "suave") o encordada son generalmente coladas de lavas basálticas. Presenta rugosidades que se asemejan a cuerdas, lo que le da el nombre de lava cordada; también se las llama lavas en tripa, aunque posiblemente sea el termino hawaiano pahoehoe el que más se usa en su nomenclatura VOLCANOLOGÍA 29 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA internacionalmente. Su superficie una vez solidificada es ondulada, encordonada e incluso lisa. Estas superficies se deben al movimiento muy fluido de la lava bajo una corteza que se va coagulando. Las coladas de este tipo avanzan como una serie de pequeños lóbulos y dedos que rompen continuamente la superficie enfriada. También forma tubos de lava, donde la pequeña perdida de calor mantiene su viscosidad baja. La textura de la superficie de las coladas de tipo pahoehoe es muy variable, presentando varias formas a menudo descritas como esculturas de lava. Según se alejan del origen, las coladas pahoehoe pueden pasar a ser 'a'a por una pérdida de calor y su consecuente aumento de viscosidad. La textura redondeada hace al pahoehoe un mal reflector del radar y es difícil de ver desde un satélite orbital. Imagen 29. Trenzas de lava pahoehoe con lava al rojo vivo que muestra a través de las grietas. Hawaii Volcanoes National Park, Hawaii, EE.UU. 3.3.2. LAVAS TIPO AA’ Tienen superficies muy ásperas, formadas por un espeso manto de fragmentos escoriaceos como clinker, que se desarrolla autoclásticamente por rotura y soldado de la capa externa solidificada durante el movimiento. Las coladas de bloques son una variante de coladas “aa”, tienen un manto denso, bloques angulares pobres en vesículas, con el desarrollo de hasta algunos centímetros de clinker escoriaceo. Internamente la mayoría de las coladas VOLCANOLOGÍA 30 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA “aa” y “bloques” tienen juntas columnares bien desarrolladas, formadas por contracción durante el enfriamiento, del interior semisólido masivo de la colada. Imagen 30. Lava porosa, de superficie irregular, resultante da perdida rápida de gases 3.4. LAVAS TIPO PILLOW Lavas que adquieren una estructura de formas redondeadas que se generan por el contacto brusco de una colada fluida con el agua del océano. El enfriamiento de la superficie de la lava forma una película de roca consolidada bajo la que se mantiene la lava líquida que tiende a fluir formando una especie de burbuja redondeada o alargada en el sentido del flujo. Las almohadillas siguen formándose, una a continuación de otra, en el frente de la colada, mientras se mantengan los aportes de lava fundida que se sumerge en el agua. Puesto que la mayoría de la superficie de la Tierra está cubierta de agua y la mayoría de los volcanes están situados cerca (o debajo) de ella, este tipo de lava es muy común. El enfriamiento de la superficie de la lava forma una película de roca consolidada bajo la que se mantiene la lava líquida que tiende a fluir formando una especie de burbuja redondeada o alargada en el sentido del flujo. Las almohadillas siguen formándose, una a continuación de otra, en el frente de la colada, mientras se mantengan los aportes de lava fundida que se sumerge en el agua. VOLCANOLOGÍA 31 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Imagen 31. Lava almohadillada, Taburiente, Islas Canarias Imagen 32. Lava almohadillada. La Palma, islas Canarias VOLCANOLOGÍA 32 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA CAPITULO IV: PRINCIPALES YACIMIENTOS DEL PERÚ RELACIONADOS A LAVAS VOLCÁNICAS 4.1. ESTUDIO DE LOS VOLCÁNICOS CENOZOICOS DEL SUR DEL PERÚ Y SU RELACIÓN CON LA METALOGENIA. Relación del volcanismo Mio-Plioceno con los depósitos epitermales de oro y plata en la Cordillera Occidental del Sur del Perú (Arequipa-Ayacucho-Huancavelica). Figura 8. Distribución de depósitos epitermales en la cordillera occidental del sureste del Perú. 4.1.1. EVOLUCIÓN ESTRATIGRÁFICA Y MAGMATISMO ASOCIADO Las rocas aflorantes en la Cordillera Occidental están constituidas principalmente por rocas volcánicas e intrusivos sub-volcánicos, con edades entre el Oligoceno y Plioceno. Las rocas volcánicas composicionalmente varían desde andesitas basálticas a riolitas. Presentan una afinidad geoquímica calcoalcalina con alto potasio y posiblemente depositadas entre los 30-17 Ma y 14-3 Ma (Schneider, 1987; Gardeweg y Ramírez, 1987; Coira et al., 1993; Kay et al., 1999; García et al., 2000. En Zappettini et al., 2001). 4.1.2. INTERPRETACIÓN GEOLÓGICA La relación espacio-tiempo entre los tipos de yacimientos y el magmatismo intrusivo en la Cordillera occidental del sureste del Perú muestra que desde el Oligoceno al Mioceno se formaron principalmente yacimientos epitermales de baja sulfuración como Antapite, VOLCANOLOGÍA 33 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Hatum Orcco, Shila-Paula, Pallancata, Selene, Arcata y Ares entre 26 y 12 Ma. Las edades de mineralización son más jóvenes hacia el este. Durante el Mioceno-Plioceno el marco tectónico del norte de Chile y sur del Perú estuvo bajo un régimen compresivo debido a una subducción plana (Sillitoe & Perelló, 2005), donde la corteza continental tenía un espesor mayor que 40 km. El marco tectónico de la época fue favorable para la reactivación de grandes sistemas de fallas regionales formadas anteriormente. De esta manera, en el dominio Puquio- Caylloma-Incapuquio, formado principalmente por rocas volcánicas que van del Paleoceno al Plioceno, se formaron depósitos epitermales de oro y plata durante el Mioceno y Pleistoceno (Figura 6.3). La mineralización tuvo un control litológico y estructural (Sistema de Fallas Condoroma-Caylloma). Figura 9. Marco tectónico en régimen compresivo para el sur del Perú durante el Mioceno-Plioceno inferior. 4.1.3. DEPÓSITOS DE MINERALES Se muestra un resumen de las operaciones, proyectos y prospectos mineros reconocidos en la Cordillera Occidental del SE del Perú. VOLCANOLOGÍA 34 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Tabla 1. Depósitos Minerales. Unidad Tipo de Depósito Contenido Geometría Roca caja Veta Andesitas Formación Estructuras Alteración metálico ANTAPITE BAJA SULFURACIÓN Au, Ag, Mo, Pb Corredor Fm. Castrovirreyna 310/SO y sistema E- BAJA ARCATA Ag, Au Veta Lavas Lavas del Mioceno dacíticas- SULFURACIÓN ARES SULFURACIÓN ONO Dacitas, Au, Ag Veta Lava riodacítica ALTA SULFURACIÓN Au Diseminado Andesita-dacita Fallas NE y lavas andesíticas BREAPAMPA AGL-PRP normales andesíticas BAJA O Fallas SER-AGL SLF-AGL NO Fm. Aniso, Fm Lineamientos Andamarca, Gpo NE, N-S y E- O SLF-AL Barroso CCARHUARASO ALTA SULFURACIÓN Au, Ag, Cu Vetas, Lavas y tobas Lavas del Fallas NO, SLF- cuerpos y andesíticas Pleistoceno E-O y NE AGLA- brechas CRESPO ALTA Au Cuerpos SULFURACIÓN JATUN ORCCO BAJA PALLA PALLA PALLANCATA PATACANCHA ALTA SULFURACIÓN ALTA SULFURACIÓN BAJA SULFURACIÓN ALTA Au, Ag PAULA SHILA BAJA SULFURACIÓN VOLCANOLOGÍA Fm. Alpabamba Fallas E-O Vetas y Dacitas Au Au, Ag, Pb, Zn, Cu Ag, Au Au Au, Ag Diseminado Cuerpos Diseminado Vetas y Lavas andesíticas y riodacíticas, piroclásticos y brechas volcánicas Toba andesítica y rocas volcaniclástcas andesita, brecha domos, dacita Vetas, Volcánicos del stockwork y mantos Au,Ag Lavas andesíticas, tobas y areniscas tobáceas Vetas Grupo Barroso Andesitas SLFAGLA- Fm. Castrovirreyna brechas SULFURACIÓN BAJA SULFURACIÓN Lavas dacíticariolíticas SULFURACIÓN MINASNIOC AGL-PRP Fm Caudalosa- Fallas de AGL ADL-SER- rumbo E-O FIL-AGL Estructuras Fm Astobamba SLFAGLA- NE y E-O AGL Fallas de Grupo Tacaza rumbo NE y SLF-AGLA NO Fm Aniso Gpo Barroso Falla ESE Fallas NE, NO y E-O Volcánicos Tacaza-Grupo BarrosoVolcánicos del Grupo Andagua. SLF-AGLPRP SLF-AGLPRP Veta ONO, ENE y E-O FIL-AGLPRP Volcánicos Tacaza Vetas NO, FIL-AGL- y Grupo Barroso NE y EO PRP 35 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Mina Arcata La geología de la mina de Arcata está compuesta por una sucesión de flujos lávicos andesíticos a dacíticos de gran espesor, intercalados con rocas volcaniclásticas tanto de origen primario como retrabajadas, donde muestra la distribución del afloramiento en dos escalas diferentes. Las lavas son porfíricas con fenocristales abundantes de plagioclasa tabular, y minerales ferromagnesianos, principalmente agujas de piroxenos y láminas de biotita. En algunas lavas se han reconocido escasos fenocristales de cuarzo. Los fenocristales suelen estar dispersos en una pasta afanítica de color gris medio a oscuro. En general, la disposición de los fenocristales es azarosa, aunque en sectores se observa una alineación que evidencia cierta fluidalidad. Comúnmente, estos flujos lávicos poseen decenas de metros de espesor, son macizos o con disyunción columnar. Intercalados con los depósitos lávicos descritos se reconoce una potente sucesión de rocas volcaniclásticas formadas principalmente por flujos piroclásticos de origen primario y rocas volcaniclásticas retrabajadas. Imagen 33. Mina Arcata Prospecto Ccarhuarazo. VOLCANOLOGÍA 36 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Imagen 34. Estrato volcán Ccarhuarazo con vista al sur con lavas andesíticas porfiríticas sobreyaciendo a las tobas del Cerro San Valentín. Posible centro volcánico. Proyecto Crespo Imagen 35. Proyecto Crespo (antes Liam). Cerro Crespo (izquierda) y Cerro Queshca (derecha). Prospecto Palla Palla. Imagen 36. Vista panorámica del centro volcánico de Palla Palla (estratovolcán). Prospecto Minasnioc. VOLCANOLOGÍA 37 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Imagen 37. Vista al SO donde se aprecian las zonas de alteración cuarzo alunita y argilización con una cresta de sílice oquerosa de dirección NE. 4.2. YACIMIENTO TAMBOGRANDE 4.2.1. UBICACIÓN Tambogrande se ubica en el distrito de Tmbogrande, provincia y departamentos de Piura, en la margen derecha del rio Piura. Su altitud es de 65 msnm. Figura 10. Ubicación del yacimiento Tambogrande 4.2.2. GEOLOGÍA El área es una planicie extensa. En la región se encuentran rocas del Paleozoico distorsionadas y metamorfizadas por la orogenia Hercínica, que forman el Complejo Olmos, con tufos y filitas negras. VOLCANOLOGÍA 38 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA En el eugeosinclinal Andino se depositaron aglomerados, tufos, brechas basálticas andesíticas, dacíticas traquíticas, riolíticas, lutitas, siltstones y lechos calcáreos que pertenecen al grupo Las Lomas (Aptiano - Albiano), alcanzando una potencia de 4000m. Sobre este grupo, en su parte superior se tiene lavas volcánicas similares, pero depositadas en medio subaéreo (Grupo Lancones) del Albiano superior al Cenomaniano. Figura 11. Geología y mineralización del yacimiento Tambogrande Figura 12. Secuencia de lavas y domos volcánicos como rocas hospedantes de la mineralización del yacimiento Tambogrande. VOLCANOLOGÍA 39 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 4.2.3. YACIMIENTO El yacimiento Tambogrande tiene origen Vulcanogénico, formado en la parte superior del Grupo Lomas. El cuerpo de sulfuros de Tambogrande está formado por pirita con diseminaciones de calcopirita, esfalerita y galena, encima del cual se presentan baritina y óxidos de hierro. Presenta material volcánico (Lavas volcánicas), roca sedimentaria finamente estratificada de origen marino a una profundidad no mayor de 2700 m. Como alteración hidrotermal se tiene solidificación con intensa piritizacion, debido a las emanaciones de profundidad se formaron sulfuros en las rocas lávicas. Se estima un reserva de 73 000 000 TM. Imagen 38. Basaltos toleiticos almohadillados del grupo basal Volcanico (GBV – Lavas tipo Pillow) VOLCANOLOGÍA 40 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Figura 13. A la izquiera, relacion entre la proporción de Cu/(Cu+Zn+Pb) vs Ag/Au de los depósitos VMS conocidos de la cuenca lancones; a la derecha, diagrama ternario de las composiciones metálicas de los depósitos VMS conocidos de la cuenca Lancones Figura 14. Diagrama Geoquimico de FeO / MgO vs SiO2. VOLCANOLOGÍA 41 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 4.3. 4.3.1. YACIMIENTO ORCOPAMPA UBICACIÓN La Unidad Económica Administrativa Orcopampa se encuentra situada en el Departamento de Arequipa, provincia de Castilla, Distrito de Chilcaymarca; en donde se ubica el área de mina, y el distrito de Orcopampa; en donde se ubica la Planta de Beneficio y otras unidades auxiliares como oficinas y laboratorios. Figura 15. Ubicación y Acceso a la Mina Orcopampa – Arequipa. 4.3.2. GEOLOGÍA A cinco kilómetros al oeste de la histórica zona argentífera de Orcopampa se encuentra el área aurífera de Chipmo, entre la quebrada Ocoruro y el rio Chilcaymarca. La roca hospedante de las vetas principales de Oro, cuyos nombres son Nazareno, Prometida y Natividad, se ha formado a partir de flujos y domos de composición dacítica, andesítica y cuarzo latita que pertenecen al complejo volcánico Sarpane. Los domos se identifican a partir de las fracturas radiales concéntricas y el marcado bandeamiento del flujo. Dataciones de fenocristales de plagioclasas, que pertenecen a estos domos dacíticos, indican que se depositaron hace 19 millones de años. VOLCANOLOGÍA 42 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Figura 16. Plano geológico – estructural: Complejo Lávico volcánico en el yacimiento Orcopampa. A cuatro kilómetros al noreste de Orcopampa se ubica el área prospectiva aurífera de Sausa. Esta área está emplazada en lavas dacíticas y andesíticas. Encima de ellas se observa tufos ignimbriticos en disposición horizontal. A diez kilómetros al norte de Orcopampa se ubica el área de Umachulco. Aquí se observa la presencia de un estrato volcán constituido por intercalaciones de tufos ignimbriticos de composición dacítica y riodacítica con andesitas del Mioceno superior. Encima de estas se emplazan coladas de lavas, brechas y aglomerados. 4.3.3. YACIMIENTOS La mineralización económica del área Orcompampa pertenece a un sistema epitermal del tipo de rellenos de fracturas. La mineralización de las vetas Nazareno, Prometida y Natividad de esta área consisten principalmente de oro nativo asociado a teluros, así como a cobres grises y pirita en estructuras de cuarzo lechoso, venas de dickita – alunita y bandas de baritina. VOLCANOLOGÍA 43 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Figura 17. El yacimiento de Orcopampa se emplaza en el Valle de los Volcanes – Andahua. VOLCANOLOGÍA 44 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA CONCLUSIONES Los flujos lávicos y las intrusiones sin-volcánicas están formados por facies coherentes y autoclásticas. Las facies coherentes consisten en lava o magma solidificado, con texturas porfíricas, afíricas o afanítica. Procesos autoclásticos de fragmentación no explosiva generan cantidades significativas de autobrechas e hialoclastitas. Reconocer la estructura en una roca es vital, su interpretamos la dirección del magma a la hora de su enfriamiento y posterior solidificación. La textura afanítica es la que prevalece en rocas volcánicas producto de su rápido enfriamiento de los minerales en superficie. El desarrollo de las características texturales de las rocas en terrenos volcánicos se debe a tres principales factores: 1) Creación de la textura original, por procesos de erupción y emplazamiento. 2) Modificación de la textura original debido a procesos sin- volcánicos (oxidación, desgacificacion, hidratación, desvitrificación a altas temperaturas, alteraciónhidrotermal). 3) Modificación de las texturas originales debido a procesos post- volcánicos (hidratación,desvitrificación, alteración hidrotermal, diagénesis, metamorfismo, deformación, meteorización). En la metalogenia peruana, las lavas volcánicas de relacionan con los depósitos epitermales del Oligoceno – Plioceno. Las lavas volcánicas son importantes porque poseen gran porosidad para el emplazamiento de fluidos mineralizantes. VOLCANOLOGÍA 45 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Echevarria, E. (1874). Mapeo en Terrenos Volcánicos. Estados Unidos - Colorado. & Doyle, M & Allen, R. Volcanic Textures. “A guide to the interpretation of the textures in volcanic rocks”. McPhie, J. “Lavas y Volcanes”. Yacimientos volcanogenicos marinos de sulfuros masivos tipo Kuroko – Ingemmet. I.E.S. Binéfar - La actividad Volcanica 1° bachillerato. La Actividad Volcánica. Flórez, M. y Parra, L. Rasgos de Alteracion en los Minerales de las Cenizas Volcanicas del norte de la Cordillera Central Colombiana – Mayo 2010 LINKOGRAFÍA http://www.uclm.es/users/higueras/yymm/YM11.html#T11YMyVolc http://explorock.wordpress.com/2011/04/16/clasificacion-de-rocas-igneas-volcanicase-intrusivas/ http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/750/984/html/53_tipos_de_mat eriales_expulsados.html http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/jaimefa/jaimecuevas/tema4(1).pdf http://www.geology.sdsu.edu/how_volcanoes_work/Lavaflows.html http://www.laniainakai.com/gg103/files/gg103_notes/keynote/lava.pdf https://www.uclm.es/profesorado/egcardenas/lava.htm VOLCANOLOGÍA 46
