La Pacana

Pacana Caldera
Salar de Pujsa con Acamarachi.jpg
Widok z wnętrza kaldery w kierunku zachodniego brzegu
Najwyższy punkt
Podniesienie 4500 m (14800 stóp)
Wymienianie kolejno Lista wulkanów w Chile
Współrzędne Współrzędne :
Geografia
Pacana Caldera is located in Chile
Pacana Caldera
Kaldera Pacana
Północne Chile
Geologia
Typ górski Kaldera
Łuk wulkaniczny / pas Kompleks wulkaniczny Altiplano – Puna
Ostatnia erupcja 2 mln lat

La Pacana to kaldera z epoki miocenu w regionie Antofagasta w północnym Chile . Część centralnej strefy wulkanicznej Andów, jest częścią kompleksu wulkanicznego Altiplano-Puna , głównej kaldery i krzemowego pola wulkanicznego ignimbrytu . To pole wulkaniczne znajduje się w odległych regionach na trójstyku Zapaleri między Chile, Boliwią i Argentyną .

La Pacana wraz z innymi regionalnymi wulkanami powstała w wyniku subdukcji płyty Nazca pod płytą południowoamerykańską w rowie peruwiańsko-chilijskim . La Pacana znajduje się w piwnicy utworzonej przez różne formacje paleozoiczne oraz trzeciorzędowe ignimbryty i wulkany. Kilka głównych uskoków przecina region w La Pacana i wpłynęło na jego aktywność wulkaniczną.

La Pacana to superwulkan odpowiedzialny za erupcję gigantycznego ignimbrytu Atana , który osiąga objętość 2500–3500 kilometrów sześciennych (600–840 cu mil) i stanowi piątą co do wielkości znaną erupcję wybuchową . Ignimbryt Atana wybuchł 3,8 ± 0,1 i 4,2 ± 0,1 miliona lat temu, prawie jednocześnie ze znacznie mniejszym (objętość 180 kilometrów sześciennych (43 cu mil)) ignimbrytem Toconao. Ignimbryt Pujsa został wybuchnięty przez La Pacana przed ignimbrytami Atana / Toconao, a później ignimbryty Filo Delgado i Pampa Chamaca / Talabre.

Geografia i struktura

La Pacana leży w regionie Antofagasta w Chile , w Andach , na północ od Zwrotnika Koziorożca i blisko Paso de Jama, między Chile a Argentyną. Granica między Chile i Boliwią przecina północny sektor kaldery. Obszar La Pacana jest w dużej mierze niezamieszkany; małe osady, takie jak Socaire , Talabre i Toconao , istnieją w pobliżu Salar de Atacama , gdzie strumienie schodzą ze zboczy górskich do Salar . Kalderę odkryto podczas mapowania regionu w latach 1980–1985.

La Pacana jest częścią Centralnej Strefy Wulkanicznej , jednej z czterech stref wulkanicznych, które tworzą Andyjski Pas Wulkaniczny i które są oddzielone od siebie szczelinami bez ciągłej aktywności wulkanicznej. Od miocenu w Centralnej Strefie Wulkanicznej wybuchło wiele stratowulkanów i ośrodków tworzących ignimbryt , z których około 50 uważa się za aktywne. Ponadto w Centralnej Strefie Wulkanicznej znajduje się około 18 mniejszych pól wulkanicznych. Największa historyczna erupcja Andów miała miejsce w 1600 roku w Huaynaputina w Peru w Centralnej Strefie Wulkanicznej, a najbardziej aktywnym wulkanem Centralnej Strefy Wulkanicznej jest Láscar w Chile.

La Pacana ma średnicę 60 na 35 kilometrów (37 mil x 22 mil) z wydłużeniem północ-południe. To jedna z najlepiej odsłoniętych i największych kalder na świecie; największą znaną kalderą jest Toba na Sumatrze o maksymalnej długości 100 kilometrów (62 mil). La Pacana może nie być pojedynczą kalderą; niektóre rekonstrukcje sugerują, że północne części kaldery są w rzeczywistości oddzielną strukturą zawalenia. Dno kaldery leży na wysokości 4200–4500 metrów (13 800–14 800 stóp), centralne wypiętrzenie i krawędź kaldery są wyższe i sięgają 5200 metrów (17 100 stóp). Krawędź kaldery jest dobrze odsłonięta, z wyjątkiem północnej i zachodniej strony, gdzie zakopał ją późniejszy wulkanizm. Po utworzeniu kaldery osady i tufy w kalderze zostały wypiętrzone na kanciastym obszarze 350 kilometrów kwadratowych (140 2), tworząc odradzającą się kopułę o wysokości 1 kilometra (0,62 mil) , znaną jako Cordón La Pacana. Odradzająca się kopuła pocięta jest licznymi uskokami i słabo rozwiniętym rowem na jej szczycie. Pierwotnie uważano, że obecna krawędź kaldery nie pokrywa się z uskokiem pierścienia kaldery, który zamiast tego zidentyfikowano jako pokrywający się z brzegami odradzającej się kopuły; późniejsze badania wskazują jednak, że dzisiejszy margines topograficzny jest krawędzią kaldery. Odradzająca się kopuła jest oddzielona od krawędzi kaldery fosą o szerokości 2–10 km (1,2–6,2 mil), która stanowi około dwóch trzecich całej powierzchni kaldery, ale jest przerwana po północnej stronie kaldery przez „ zawias” zapadnięcia się kaldery, która przybrała formę klapy. Fosa jest wypełniona osadami powstałymi w wyniku erozji i przez aluwialne , ewaporatowe i jeziorne pozostawione przez jeziora.

Zobacz też: Corral de Coquena
Grupa wulkaniczna Guayaques

Zapadnięcie się kaldery przecięło starsze ośrodki wulkaniczne, odsłaniając złoża porfiru Ceja Alta i Quilapana . Inne starsze ośrodki wulkaniczne odsłonięte w ścianach kaldery to stratowulkan Cerro Aguas Calientes we wschodniej ścianie i Cerro Gigantes w zachodniej ścianie. Aktywność wulkaniczna została wznowiona w kalderze i na krawędzi odradzającej się kopuły, tworząc kopuły lawy między 4,1 a co najmniej 1,6 miliona lat temu. Te ośrodki wulkaniczne obejmują krater Corral de Coquena i kopuły lawy Morro Negro na wschodzie, Cerro Bola i Purifican na zachodzie oraz Cerros de Guayaques na północ od odradzającej się kopuły. Kopuły lawy Arenoso, Chamaca i Chivato Muerto w południowej ścianie kaldery były pierwotnie uważane za pre-kalderę; później te trzy kopuły zostały zidentyfikowane jako kopuły po kalderze. Stratowulkany wewnątrz kaldery obejmują stożki związane z kopułami lawy Cerros de Guayaques oraz wulkany Cerro Incaguasi, Cerros de Pili, Cerros Negros i Huailitas.

Niektóre zachowane gorące źródła w kalderze mogą wskazywać, że nadal istnieje system geotermalny związany z La Pacana, chociaż niezbyt ważny, biorąc pod uwagę ich niską temperaturę (poniżej 25 ° C (77 ° F)). Kilka jezior, takich jak zasilane wiosną Laguna de Chivato Muerto, Laguna Trinchera i Ojos del Rió Salado, a także solanki, takie jak Salar de Aguas Calientes Norte, Salar de Aguas Calientes Sur, Salar de Pujsa i Salar de Quisquiro rozwinęły się w obrębie fosy. Zbiorniki wodne w południowej części kaldery wydają się być połączone wodami gruntowymi , ponieważ mają podobny poziom wody. Sama zachodnia krawędź kaldery utrudnia odprowadzanie wód gruntowych z kaldery. Strumienie takie jak Río de Pili i Río Salado uzupełniają hydrologię kaldery.

Na La Pacana przeprowadzono obserwacje grawimetryczne . Duża anomalia ujemna (anomalia z mniej niż oczekiwano masową skorupą) pokrywa się z powierzchnią kaldery La Pacana i rozciąga się poza jej granice; może to być konsekwencją wypełnienia kaldery materiałem o małej gęstości. Pozytywne anomalie (anomalie o większej niż oczekiwano masie w skorupie) znajdują się w obszarach otaczających kalderę i jej dyskretnych strefach; te pierwsze reprezentują gęstą piwnicę, a te drugie mogą być intruzjami związanymi z poszczególnymi otworami wentylacyjnymi .

Geologia

W Rowie Peru-Chile płyta Nazca subdukuje się pod płytą południowoamerykańską w tempie około 7-9 centymetrów rocznie (2,8-3,5 cala rocznie), co prowadzi do aktywności wulkanicznej na odległościach 130-160 kilometrów (81- 99 mil) od rowu.

Badania wskazują, że subdukcja trwa od okresu jurajskiego 200 milionów lat temu, ale przyspieszyła 26 milionów lat temu. Po fazie andezytowego trwającej od późnego trzeciorzędu do miocenu , wulkanizm ignimbrytyczny na dużą skalę rozpoczął się około 23 milionów lat temu i nadal trwa. Zaczęło się na północ od 21 ° szerokości geograficznej południowej z formacją Oxaya sprzed 23-18 milionów lat i formacją Altos de Pica sprzed 15-17 milionów lat. Później grupy San Bartolo i Silapeti zostały wygenerowane, kończąc na wczesnym plejstocenie . Aktywność wulkaniczna w La Pacana jest nowsza niż w innych częściach regionu, a najstarsze skały wulkaniczne, które pojawiają się w La Pacana, mają od 11 do 7,5 miliona lat. Aktywność ignimbrytyczna na dużą skalę trwała do 2 milionów lat temu.

Regionalny

Centralne Andy są miejscem rozległych wybuchów ignimbrytów , które powstały z dużych kalder zwykle zlokalizowanych w sąsiednim Altiplano , na wschód od głównego łuku wulkanicznego . Wiele z tych kalder jest częścią kompleksu wulkanicznego Altiplano-Puna , duży kompleks wulkaniczny o powierzchni 70 000 kilometrów kwadratowych (27 000 2) z około 30 000 kilometrów sześciennych (7200 cu mil) ignimbrytu. La Pacana to największa kaldera kompleksu wulkanicznego Altiplano-Puna. Ignimbryty tworzą powierzchnię, która leży na średniej wysokości 4000 metrów (13 000 stóp). Stratowulkany rozwinęły się na tych warstwach ignimbrytu i dziś stanowią najbardziej wyraźny wyraz aktywności wulkanicznej w regionie, a niektóre z nich przekraczają wysokość 6000 metrów (20 000 stóp) nad poziomem morza. Długotrwały suchy klimat oznacza, że ​​ślady aktywności wulkanicznej mogą być rozpoznawalne przez długi czas.

Podstawą kompleksu wulkanicznego Altiplano-Puna jest duża anomalia prędkości sejsmicznej na głębokości 20 kilometrów (12 mil), która może być największą strukturą składającą się z prawie stopionej (10–20%) skały na Ziemi. Ta strefa częściowego stopienia została utworzona przez wstrzyknięcie maficznej do dolnej skorupy; główny epizod przewrócenia się sprzed 10,6 miliona lat temu spowodował anateksję skorupy ziemskiej i rozpoczął początek wulkanizmu ignimbrytowego. Magmy utworzone w tej strefie topnienia wznosiły się do górnej skorupy i różnicowały się na głębokości 8–4 kilometrów (5,0–2,5 mil), tworząc wtórne magmy tworzące ignimbryt. Obecnie wywnioskowana granica tej częściowo stopionej strefy dość dobrze pokrywa się z ujemną grawimetryczną , która skupia się wokół trójstyku między Argentyną, Boliwią i Chile oraz z zasięgiem kompleksu wulkanicznego Altiplano-Puna.

Lokalny

Podłoże pod La Pacana tworzą osady ordowiku , kwarcyty dewonu - permu , mieszana formacja Salta również z wieku permu oraz osady kredy - trzeciorzędu . Na wschodnim krańcu La Pacana w Argentynie nachodzą one na jeszcze starszą prekambryjską piwnicę. Większość tej pierwotnej piwnicy jest jednak pokryta miocenem ignimbryty z ośrodków, które mogą pokrywać się z kalderą La Pacana. Dwa z tych starszych ignimbrytów są znane jako ignimbryty Pampa Múcar i Antigua Chacaliri.

La Pacana wraz z kalderami Cerro Guacha i Purico Complex tworzy kompleks La Pacana. Guacha doświadczyła dwóch dużych erupcji, z których jedna miała miejsce 4,1 miliona lat temu. Kompleks Purico zaczął wybuchać 1,3 miliona lat temu; jest najmłodszym ośrodkiem kompleksu La Pacana z najmłodszymi erupcjami występującymi w holocenie . Dodatkowe ośrodki wulkaniczne na zachód i południowy zachód od La Pacana to Acamarachi , Láscar , Colachi i Cordón de Puntas Negras .

Szereg uskoków przecina region w La Pacana, w tym północno-południowe linie Miscanti oraz linie Socompa i Quisiquiro. Te rysy lub uskoki wpłynęły na wulkanizm i geomorfologię w regionie, z wulkanami i otworami wentylacyjnymi ustawionymi wzdłuż tych rys.

Kompozycja

Ignimbryt Toconao i Atana tworzą odpowiednio ryolit i dacyt - ryodacyt . Tworzą bogaty w potas zestaw wapniowo-alkaliczny . Oba zawierają pumeks , z których trzy różne rodzaje znajdują się w ignimbrycie Atana. Fenokryształy w ignimbrycie są tworzone głównie przez plagioklazy .

Zarówno Atana, jak i Toconao ignimbryt zawierają minerały takie jak allanit , apatyt , biotyt , epidot , hornblenda , ilmenit , magnetyt , monacyt , ortopiroksen , plagioklaz , kwarc , sanidyna , tytanit i cyrkon . Nie wszystkie z tych minerałów znajdują się w obu ignimbrytach i nie zawsze w tej samej fazie (kryształy lub matryca).

Ostatecznie magmy w La Pacana są produktami stopionego płaszcza wchodzącego w interakcje z różnymi domenami skorupy ziemskiej głęboko w skorupie , w częściowo stopionej strefie, która została znaleziona na głębokości ok. 20 kilometrów (12 mil) pod kompleksem wulkanicznym Altiplano-Puna.

Różne geotermometry wskazują, że ignimbryt Toconao był zimniejszy niż ignimbryt Atana; temperatury oszacowano odpowiednio na 730–750 ° C (1350–1380 ° F) i 750–790 ° C (1380–1450 ° F). Chociaż głębokość, na której utworzył się ignimbryt Toconao, jest nieznana, ignimbryt Atana powstał na głębokości 7–8,5 km (4,3–5,3 mil). Taka głębokość formacji jest porównywalna z głębokościami szacowanymi dla innych systemów magmowych, takich jak Fish Canyon , Long Valley i Yellowstone .

Klimat i biota

Dane pogodowe są dostępne dla Salar de Aguas Calientes . Zanotowano tam średnią temperaturę 1 ° C (34 ° F) i średnie opady 150 milimetrów rocznie (5,9 cala / rok).

Altiplano jest mało roślinności . Niemniej jednak występuje wiele gatunków zwierząt, takich jak nandu , wikunia i vizcacha . Kaczki , gęsi i flamingi często odwiedzają zbiorniki wodne i salary .

Historia erupcji

La Pacana wybuchła dwoma ignimbrytami, które różnią się składem i zostały umieszczone jeden po drugim: ignimbryt dacytowy Atana i ignimbryt ryolityczny Toconao. Ignimbryt Atana był kiedyś uważany za część ignimbrytu Guaitiquina, który później został oddzielony, podczas gdy ignimbryt Puripicar może być zamiast tego skorelowany z Ataną. Ponadto niektóre z ignimbrytów, które wybuchły w La Pacana, pierwotnie przypisywano Cerro Guacha . Oba ignimbryty pochodzą z różnych części tej samej komory magmowej , a ich pochodzenie z kaldery La Pacana zostało ustalone przez stosunki izotopowe skał i geograficzne rozmieszczenie ich wychodni. Osady piroklastyczne we wschodniej Cordillera w Argentynie mogą mieć swój początek w La Pacana.

Przed erupcją ignimbrytu Toconao i Atana wczesna aktywność wygenerowała ignimbryt Pujsa między 5,8 ± 0,1 a 5,7 ± 0,4 miliona lat temu oraz niektóre stratowulkany i porfiry przecięte przez ściany kaldery. Pujsa ignimbryt przypomina ignimbryt Atana i podobnie jak ignimbryt Toconao jest odsłonięty głównie po zachodniej stronie kaldery.

Pierwsza duża erupcja, która miała miejsce między 4 ± 0,9 a 5,3 ± 1,1 miliona lat temu, utworzyła ignimbryt Toconao. Ignimbryt Toconao występuje głównie na zachód od kaldery; dopiero później zidentyfikowano jednostki Toconao po wschodniej stronie La Pacana. Ten ignimbryt ma objętość około 180 kilometrów sześciennych (43 cu mil) i składa się z dolnej nieutwardzonej i górnej stwardniałej podjednostki. Pumeks rurowy znajduje się w dolnej podjednostce iw mniej niż 10 cm (3,9 cala) złożu Pliniusza , który został umieszczony pod ignimbrytem Toconao.

Powstanie kaldery zbiegło się z erupcją ignimbrytu Atana; erupcja nadal trwała, gdy teren opadł do głębokości 2–3 kilometrów (1,2–1,9 mil) pod poprzednią powierzchnią w północno-zachodnim segmencie La Pacana. Daty uzyskane na ignimbrycie Atana wynoszą od 3,8 ± 0,1 do 4,2 ± 0,1 miliona lat temu, co nie jest wyraźnie odróżnialne od dat ignimbrytu Toconao, ponieważ nic nie wskazuje na to, że nastąpiła przerwa między erupcją dwóch ignimbrytów. Ten ignimbryt jest znacznie większy niż ignimbryt Toconao, osiągając objętość 2500–3500 kilometrów sześciennych (600–840 cu mil) i wskaźnik wybuchowości wulkanicznej wynosi 8. To sprawia, że ​​erupcja Atana jest piątą co do wielkości znaną erupcją wybuchową , a La Pacana superwulkanem . Atana ignimbryt tworzy warstwę przepływową, która rozciąga się od wnętrza kaldery na zewnątrz w postaci struktury o grubości 30–40 metrów (98–131 stóp). Ten schemat przepływu pierwotnie prawdopodobnie obejmował powierzchnię około 7700 kilometrów kwadratowych (3000 2), z których część została później zniszczona. Ignimbryt Atana jest dość spawany, bogaty w kryształy i ubogi w lity . Podkładają go osady pumeksu i popiołu. Pumeks występuje również jako fragmenty w ignimbrycie, od białego ryolitu do szarego andezytu. Po jego erupcji na ignimbrycie Atana wystąpiła erozja napędzana wiatrem i wodą, rzeźbiąc w nim doliny i jardy .

Istnieją pewne różnice między facjami ignimbrytu wewnątrz i na zewnątrz kaldery, a także między zachodnimi i wschodnimi wychodniami. Różnice te dotyczą stopnia zgrzewania ignimbrytu, występowania lub braku dewitryfikacji oraz wzorów spoin. W rzeczywistości segment północnego ignimbrytu Atana został później uznany za w ogóle nie będący częścią ignimbrytu Atana z powodu różnych facji i petrologii. Ten oddzielny ignimbryt został ochrzczony jako górny i dolny ignimbryt Tary, prawdopodobnie wybuchł przez kalderę Cerro Guacha. Tara ignimbryt wypełnia część kaldery La Pacana. Całkowitą objętość właściwych ignimbrytów La Pacana szacuje się na około 3400–3500 kilometrów sześciennych (820–840 cu mil), na podstawie grawimetryczne o objętości kaldery i ignimbrytów wypełniających.

Najbardziej prawdopodobną teorią dotyczącą pochodzenia zarówno ignimbrytów Atana, jak i Toconao jest to, że powstały one w wyniku frakcjonowania kryształów w komorze magmy, gdzie magma Toconao została wyekstrahowana z konwekcyjnej magmy dacytowej, która przechodziła krystalizację. Ta bogata w substancje lotne i uboga w kryształy wyekstrahowana magma wybuchła najpierw jako erupcja Pliniusza . Następnie wydarzenie tektoniczne, najprawdopodobniej ruch wzdłuż uskoku przecinającego kalderę, spowodowało powstanie i erupcję ignimbrytu Atana. Na północnych i zachodnich obrzeżach kaldery, gdzie występuje brekcja , znaleziono dwa potencjalne otwory wentylacyjne osady występują w ignimbrycie Atana. Część magmy, która dała początek ignimbrytowi Atana, wybuchła po ignimbrycie; kopuły lawy utworzone po zawaleniu się kaldery zostały wygenerowane przez tę magmę. Ta kategoria zależnego wulkanizmu postcaldera obejmuje Corral de Coquena i Morro Negro; inne ośrodki wulkaniczne po kalderze mają inny skład i dlatego prawdopodobnie powstały z innych źródeł niż magma Atana.

Erupcje ignimbrytu trwały nadal po utworzeniu kaldery. Ignimbryt Filo Delgado wybuchł w pewnym momencie pliocenu z wulkanu Huailitas. Jego objętość wynosi około 0,1 km sześciennych (0,024 cu mil). 2,4 ± 0,4 miliona lat temu ignimbryt Pampa Chamaca wypełnił fosę między odradzającą się kopułą a krawędzią kaldery. Pampa Chamaca lub Talabre ignimbryt wybuchł z otworu wentylacyjnego prawdopodobnie zakopanego pod obecnym Cordon de Puntas Negras lub Salar de Aguas Calientes i osiągnął objętość około 0,5 km sześciennych (0,12 cu mil). Liczący 3,49 miliona lat Tara Ignimbryt z Cerro Guacha dotarł do północnych krańców La Pacana.

Źródła

Dalsza lektura

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=La_Pacana&oldid=1137569936 ”