OTROS Volcan Yucamane Sociedad Geol Peru 2004

VOLCN YUCAMANE (SUR DEL PER): GEOLOGA, PETROLOGAY EVALUACIN PRELIMINAR DE LAS AMENAZAS VOLCNICAS

Boletn de la Sociedad Geolgica del Per v. 98 (2004) p. 7-27

Marco RIVERA1 & Jersy MARIO 2

Direccin de Geologa Ambiental - INGEMMET - Av. Canad 1470, San Borja, Lima-Per1 [email protected]; 2 [email protected]

RESUMEN

El estratovolcn Yucamane es el ms reciente de un conjunto de volcanes extintos y erosionados que conformanel complejo volcnico Yucamane Chico-Calientes-Yucamane. Este volcn forma parte de los siete volcanes activosemplazados durante el Plio-Cuaternario en el sur peruano.

La estratigrafa del volcn Yucamane evidencia variados eventos volcnicos, divididos en dos perodos: YucamaneI y Yucamane II. Este ltimo periodo es dividido en dos fases: Cono de la Cumbre (IIa) y Caldera Reciente (IIb). ElYucamane I, constituye el periodo eruptivo inicial que fue principalmente de carcter efusivo en el cual se emplazaronflujos de lavas andesticos hace aproximadamente 0.38 0.3 Ma. A.P. Estas lavas descansan sobre un depsito de flujode pmez y cenizas datado en 0.54 0.18 Ma. A.P. En una fase evolutiva intermedia se produjo el crecimiento y colapsode domos de lava que depositaron un depsito de flujo de bloques y cenizas de 12 m de espesor, a 9 km en el flanco surdel volcn (Quebrada Honda). En un segundo periodo, los domos fueron erosionados y cubiertos por flujos de lavasdacticos y andesticos que forman del cono superior del volcn, denominado fase Cono de la Cumbre. Posteriormenteen una segunda fase denominada como Caldera Reciente (IIb) que va desde el Pleistoceno superior al reciente, seprodujo el emplazamiento de variados depsitos de flujos piroclsticos y cadas de cenizas y lapilli pmez

flujos de lavas andesticos hace aproximadamente 0.38 0.3 Ma. A.P. Estas lavas descansan sobre un depsito de flujode pmez y cenizas datado en 0.54 0.18 Ma. A.P. En una fase evolutiva intermedia se produjo el crecimiento y colapsode domos de lava que depositaron un depsito de flujo de bloques y cenizas de 12 m de espesor, a 9 km en el flanco surdel volcn (Quebrada Honda). En un segundo periodo, los domos fueron erosionados y cubiertos por flujos de lavasdacticos y andesticos que forman del cono superior del volcn, denominado fase Cono de la Cumbre. Posteriormenteen una segunda fase denominada como Caldera Reciente (IIb) que va desde el Pleistoceno superior al reciente, seprodujo el emplazamiento de variados depsitos de flujos piroclsticos y cadas de cenizas y lapilli pmez

El estudio estratigrfico efectuado, la morfologaactual y la distribucin de los depsitos sugieren que elcomplejo volcnico Yucamane tuvo una migracin de laactividad volcnica de norte a sur, en el cual el volcnYucamane Chico es el ms antiguo, y el Yucamane es elms reciente (Fig. 3).

Los estudios de amenaza volcnica efectuados enlos ltimos 10 aos en el sur del Per muestran que desdeel ao de 1550 al menos siete volcanes han erupcionado(Simkim and Siebert, 1994) causando daos en poblados,terrenos de cultivo y obras de infraestructura localizadosen sus inmediaciones (Rivera et al., 1998; Thouret, et al.,1999). En el ao de 1600 D.C. el mayor desastre fueocasionado por la erupcin paroxismal del volcnHuaynaputina, la cual caus la muerte de ms de 1,500personas e ingentes perdidas econmicas en el surperuano (Thouret, et al., 2002). En la actualidad algunosvolcanes presentan una leve y espordica actividadfumarlica, caso de los volcanes Sabancaya, Ubinas, yocasionalmente el Misti, Tutupaca y Yucamane; sealesque muestran que la actividad volcnica en el sur peruanoan sigue latente, por la cual se deberan tomar medidaspara prevenir y mitigar sus efectos.

El objetivo del presente estudio es analizar lagnesis de magmas, el comportamiento eruptivopresentado por el volcn Yucamane durante su historiaeruptiva, as como la amenaza y riesgo que implicara sureactivacin con fines de prevencin y mitigacin dedesastres.

CONTEXTO GEOLGICO Y VULCANOLGICO

El complejo volcnico Yucamane presenta tresconos poligenticos: Yucamane Chico al norte, Calientesal centro; y Yucamane al sur (Fig. 3). Este ltimo es materiadel presente estudio.

El cono poligentico Yucamane tiene forma cnica(Fig. 4). Segn La Torre (1965); Morche & De la Cruz (1994),se ha edificado sobre una altiplanicie volcnicaconformada por ignimbritas soldadas y lavas del Eoceno-Mioceno (Grupo Tacaza), e ignimbritas cohesivas delPleistoceno (Grupo Barroso). El cono tiene ~1550 m dealtura, y cubre un rea de ~40 km2. Segn su morfologa,se distinguen dos aparatos volcnicos: Yucamane I,que muestra pendientes suaves (< 20) situado en la parteinferior del edificio, y el Yucamane II que yace encima yque presenta pendientes pronunciadas ( 40).

Sobre los 5400 msnm, se observa una calderasemicircular que tiene un dimetro aproximado de 800 m,la cual alberga en su sector occidental un crtersemicircular de aproximadamente 0.4 km de dimetro y200 m de profundidad, cuyas paredes estn constituidasde lavas fracturadas y parcialmente hidrotermalizadas (Fig.5). En el piso del crter se distinguen abundantes bloquesde rocas provenientes de los desprendimientos de susparedes. El crter actual es probablemente el resultado devariados episodios explosivos sucedidos en elPleistoceno superior-Holoceno.

Los reportes histricos de la actividad eruptivadel Yucamane dan cuenta de un evento ocurrido en el ao1787 (Zamcola y Juregui, 1804). Este evento estuvoposiblemente caracterizado por la emisin de pocovolumen de ceniza que fue fcilmente removido por elviento, ya que en el campo no son visibles los depsitosligados a dicha erupcin. La actividad actual del volcnse manifiesta por las fumarolas muy tenues existentes enel crter, principalmente en poca de lluvia.

ESTRATIGRAFA Y EVOLUCIN

El estudio estratigrfico en ejecucin, la morfologaactual, as como los anlisis de imgenes de satlite

A3 - Fig. 2: Mapa geolgico del complejo volcnico Yucamane localizado 11 km al NE de la ciudad de Candarave.Insertado el mapa que muestra la localizacin de la cadena volcnica plio-cuaternaria del sur peruano

Fig. 3: Flanco oeste del Complejo Volcnico Yucamane. En el extremo izquierdo se distingue al estratovolcn Yucamane Chico,en la parte central el volcn Calientes y a la derecha el volcn Yucamane.

Volcn Yucamane (Sur del Per): geologa, petrologa y evaluacin preliminar de las amenazas volcnicas 8

Landsat TM y fotografas areas muestran que elYucamane se ha construido en dos perodos: YucamaneI y Yucamane II (Fig. 6). El ltimo perodo estcompuesto de dos etapas: Cono de la Cumbre yCaldera Reciente.

Yucamane I (Pleistoceno Medio)

Perodo eruptivo esencialmente efusivo, durante

Fig. 4: Flanco sur del estratovolcn Yucamane. En primer plano la planicie conformada por depsitos piroclsticosretrabajados. Al fondo se distingue al volcn Yucamane que segn su morfologa se distinguen dos estratoconos: uno inferior,

que muestra flujos de lava en bloques de suave a moderada pendiente (Yucamane I). Otro superior que muestra flujos de lava y material piroclstico, con fuerte pendiente (Yucamane II)

Fig. 5: Crter reciente alojado en el extremo Oeste de la caldera del volcn Yucamane. Este crter 400 m de dimetro y 200 m de profundidad, cuya base est localizado a 5280 msnm

el cual se emplazaron coladas de lava en bloques decomposicin andestica que cubren una superficieaproximada de 40 km2 y constituyen el edificio inferior(Figs. 2 y 6). El emplazamiento de estas lavas fue anteriory coetnea con las lavas del volcn Calientes (Fidel &Huamani, 2001). Cada colada tiene entre 20 y 50 m deespesor y el conjunto alcanza aproximadamente 600 m.Datacin efectuada de un flujo de lava que yace al pie delflanco sur por De la Cruz & De la Cruz, (2000) dio una

Marco Rivera & Jersy Mario8

Fig. 6: Columna estratigrfica generalizada del complejo volcnico Yucamane


edad de 0.38 0.3 Ma A.P. Estas coladas yacen sobredepsitos de flujos de pmez y cenizas riolticas datadasen 0.54 0.18 Ma. A.P. (France, 1985) y lavas andesticasemplazadas hace 0.97 0.04 Ma. A.P. (De la Cruz & De laCruz, 2000) es decir del Pleistoceno medio a superior.

Posteriormente, se produjo el crecimiento ycolapso de domos cuyos depsitos de flujos de bloquesy cenizas de composicin dactica son visibles enQuebrada Honda (9 km al Sur del volcn) en dondealcanzan 12 m de espesor (Fig. 7). Dichos domos fueronerosionados y cubiertos por flujos de lavas andesticas ydacticas posteriores.

Yucamane II (Pleistoceno Superior hasta la pocahistrica)

a) Cono de la Cumbre

En esta primera etapa se produjo esencialmente elemplazamiento de flujos de lavas dacticas y andesticasen bloques que conforman el edificio superior del volcn(Figs. 4 y 6). Este evento se dio alternadamente con el

crecimiento y colapso de domos que depositaron flujosde bloques y cenizas de composicin dactica, visibles enlas quebradas del flanco sur (ej. Quebrada Honda). Losflujos de lava superpuestos presentan en generalpendientes 40 y han recorrido una distancia mxima de4.5 km con direccin radial al crter.

b) Caldera de la Cumbre

Durante el Pleistoceno superior y Holoceno, laactividad eruptiva del Yucamane fue caracterizada porerupciones explosivas de baja magnitud que depositaronvarias capas de cadas de tefras y flujos piroclsticos depoco volumen (Figs. 7, 8 y 9). Estas erupciones explosivas(principalmente vulcanianas, subplinianas yfreatomagmticas) formaron el crter actual.

Desde la base hasta el tope se distinguen variosdepsitos agrupados en tres tipos:

1) Cuatro depsitos de flujos de cenizas cohesivas, decolores ocre y gris de poco volumen que yacen sobre eldepsito de flujos de bloques y cenizas del Yucamane II

Fig. 7: Secuencia piroclsticaa 9 km del crter, en el flanco

sur. A la base depsito deflujo de pmez y ceniza

datada en 0.54 0.18 Ma.A.P. sobre el cual yacen

productos del volcnYucamane. En la parte

superior flujo de bloques ycenizas emplazado despusdel emplazamiento de lavas

del Yucamane I


(Qda. Honda, Fig. 7). En la base del ltimo depsito deflujo yace un nivel de oleada piroclstica gris clara de 20cm de espesor (8 km al sur, Qda. Honda). En general losdepsitos de flujos de cenizas son masivos y cada unoposee entre 0.15 a 1.5 m de espesor. En medio de estosdepsitos se hallan intercalados depsitos de lahares de1,2 a 2,0 m de espesor.

2) Un depsito de flujo de escorias grises de 6 m deespesor (7 km al sur del crter) canalizado dentro depaleoquebradas localizadas al pie del flanco sur. Estedepsito

predominan las plagioclasas y anfboles. Mientras que enlos de composicin dactica predominan las plagioclasasy biotitas.

En cuanto a las lavas son de composicinandestica y andestica basltica. Las lavas andesticaspresentan texturas porfirticas, y contienen fenocristalesde plagioclasas, ortopiroxeno, anfbol, biotita y xidos.Las plagioclasas son de formas subhedrales a euhedrales,macladas y zonadas. Se distinguen hasta tres familias deplagioclasas, los microlitos menores de 100 mm, dispersosen la matriz, los microcristales menores de 400 mm y losfenocristales que llegan a medir hasta 7 mm. Los anfbolesson subhedrales, frecuentemente presentan bordes dexidos, otros se encuentran totalmente desestabilizadosen xidos. Estos pueden medir hasta 3 mm. Losortopiroxenos presentan formas subhedrales a euhedralesy miden menos de 200 mm. Frecuentemente se encuentranaglomerados de piroxenos, xidos y plagioclasas. Lasbiotitas son de formas subhedrales, y alcanzan a medir 1.2mm. Los xidos estn principalmente en la matriz, eincluidos en la biotita, anfboles y piroxenos.

Las andesitas baslticas son de texturas porfirticas

y contienen fenocristales de plagioclasas, olivino,ortopiroxeno, clinopiroxeno, anfbol y xidos. Lasplagioclasas son de formas subhedrales y euhedrales. Sedistinguen dos familias, los microlitos menores de 100 mmque estn en la matriz, y los fenocristales de hasta 2.7 mm.Los ortopiroxeno y clinopiroxeno son de formassubhedrales y miden hasta 600 mm. Los anfboles tienenforma subhedrales, con bordes de xidos, y algunos soncompletamente remplazados por xidos, llegan a medirhasta 900 mm. El olivino de forma subhedral, mide hasta600 mm y se encuentra en menos del 2%. Los xidos deFe-Ti estn principalmente en la matriz, y como inclusionesen los piroxenos, llegan a medir hasta 300 mm. Sedistinguen aglomerados de piroxenos, plagioclasas yxidos.

Yucamane II

a) Cono de la Cumbre (IIa)

El cono de la cumbre est conformado por flujos ycoladas de lava andesticos (Yu-14, 27, 29, 30, 32) y

Fig. 9: Depsitode cada de

lapilli pmez deorigen

freatomagmticolocalizado al piedel flanco este

del volcndatado en 3, 270

aos A.P.


dacticos (Yu-11, 12, 26, 31) de colores grises claros aoscuros. Estas son de textura porfirtica.

Las lavas andesticas presentan fenocristales deplagioclasas que varan de 3 a 7 mm, hasta en 80%,. Sonde formas subhedrales a euhedrales, y algunas estnzonadas. Los anfboles son de forma subhedral y euhedraly miden hasta 4 mm, algunos presentan bordes de xidos,y otros estn completamente remplazados por xidos. Losortopiroxenos son de formas subhedrales a euhedrales.Tambin se encuentra como inclusin en algunosfenocristales en biotita. Estas rocas son de composicinandestica.

Las dacitas presentan fenocristales de plagioclasasde formas euhedrales a subhedrales. Estas estn macladasy zonadas. Se presenta en forma de microlitos de hasta 50mm y fenocristales que miden hasta 4 mm. Los anfbolesson de formas subhedrales y euhedrales y miden hasta2.8 mm, estos presentan bordes de oxidacin. Losortopiroxenos de formas subhedrales a euhedrales midenhasta 400 mm. Las biotitas son mayormente de formassubhedrales y miden hasta 4.5 mm, presentan inclusionesde xidos y plagioclasas, en algunos casos presentanbordes corrodos.

b) Caldera Reciente (IIb)

La etapa Caldera Reciente est conformado porcuatro tipos litolgicos: flujos de bloques y cenizasdacticos (Yu-10), lapilli pmez andestico de cada (Yu-15), flujo de pmez dactico (Yu-16), y bombas pertenecientea un flujo de escoria andestico (Yu-13, 20). Estas rocaspresentan vesculas amorfas y subredondeadas, fueronemitidas durante la ltima etapa eruptiva del volcnYucamane.

El flujo de bloques y cenizas presenta bloquesjuveniles con textura eutaxtica. Estos contienenfenocristales de plagioclasa, anfibol, biotita, cuarzo yxidos. La plagioclasa, de forma euhedral a subhedral,est maclada y zonada, se presenta como fenocristales dehasta 5 mm y como microcristales en la matriz menores de300 mm. La biotita de formas euhedral a subhedral midehasta 4 mm. Los anfboles son de formas euhedrales asubhedrales y miden hasta 2 mm. Los xidos se encuentranprincipalmente en la matriz y como inclusiones dentro dela biotita. El cuarzo es de forma subhedral y esta enaproximadamente 2%. Este flujo es de composicindactica.

Pmez de color amarillento perteneciente a undepsito de cada de lapilli pmez emitido durante una delas ltimas erupciones del Yucamane. Esta roca presentacristales de plagioclasas, macladas y zonadas, enaproximadamente 30%. Se distinguen dos familias, losmicrolitos alargados dispersos en la matriz y losfenocristales que miden hasta 4 mm. Los clinopiroxeno yortopiroxeno son de formas euhedrales a subhedrales, yalcanzan a medir hasta 600 mm. Los anfboles son de formassubhedrales a euhedrales, con bordes oxidados, midenhasta 600 mm. La biotita es mayormente de forma

subhedral, llega a medir hasta 3,5 mm, presenta inclusionesde xidos y plagioclasas. Los xidos estn principalmenteen la matriz. Las vesculas deformes miden hasta 2 mm.Estos pmez son de composicin andestica

Los pmez son de color gris y presentan texturavitroclstica. Presentan fenocristales de plagioclasas,anfbol, biotita, xido. Las plagioclasas son de formassubhedrales, y estn macladas y algunas zonadas. Sepresenta como microlitos alargados menores de 300 mmdispersos en la matriz y los fenocristales que miden hasta3 mm. Los anfboles son de formas subhedrales aeuhedrales y miden hasta 300 mm. La mayora presentanbordes constituido de xidos. La biotita mayormente esde forma subhedral, miden hasta 2,4 mm. Algunospresentan inclusiones de xidos y plagioclasas. Los xidosestn principalmente en la matriz y miden hasta 400 mm.Estos pmez son de composicin dactica.

La muestra de bomba presenta fenocristales deplagioclasas de formas euhedrales a subhedrales. Estasestn macladas y zonadas, se presenta como microlitos yfenocristales que miden hasta 6 mm. Se distinguenaglomerados de plagioclasa y xidos. El ortopiroxeno deforma euhedral a subhedral mide hasta 1.5 mm. La biotitasubhedral mide hasta 3 mm. Los anfboles de formassubhedrales a euhedrales, de formas alargados, llegan amedir hasta 600 mm. Los xidos principalmente estn en lamatriz, tambin como inclusiones en la biotita y piroxeno,llegan a medir hasta 600mm. Presencia de olivinos de hasta1 mm, que interaccionan con la plagioclasa. Esta muestrade composicin andestica evidencia procesos de mezclamagmtica.

Basado en el orden de aparicin de los mineralesse concluye que la cristalizacin fraccionada parece habertenido un importante rol en la evolucin de la seriemagmtica.

GEOQUIMICA

Se han efectuado 17 anlisis qumicos de elementosmayores y trazas de rocas lvicas y piroclsticas delcomplejo volcnico Yucamane (Tabla 1). Estos anlisisfueron realizados en el Laboratorio de Qumica del ServicioGeolgico de Canad. Todos los elementos trazas fueronanalizados por ICPMS, mientras que los elementosmayores fueron realizados por el mtodo de fluorescenciade rayos X.

La descripcin geoqumica va ser principalmentedesarrollada sobre el volcn Yucamane el cual hapresentado actividad eruptiva ms reciente.

Clasificacin de la serie

Segn el diagrama TAS (Alcalis Total vs Silice)de Le Bas et al., (1986), Fig. 10, la totalidad de rocas delvolcn Yucamane son constituidos de andesitasbaslticas, andesitas, dacitas (54.3-64.44 % SiO2), altamentepotsicas (1.57-3.07 %K2O).

El carcter calco-alcalino de las rocas es mostrado


CODI

GO

YU-02

YU-0

8YU

-09

YU-1

0YU

-11

YU-1

2YU

-14

YU-1

7YU

-18

YU-1

9YU

-20

YU-2

2YU

-23

YU-2

4YU

-26

UN

IDAD

subs

trato

subs

trato

Yuca

mane I

IIbIIa

IIaIIa

Calie

nte

sYu

cam

ane I

Yuca

mane I

IIbYu

cam

ane IY

ucam

ane C

hicYu

cam

ane C

hic

IIaU

BICA

CIN

Coord

ena

das

UTM

8090

665

3686

1180

9118

1 36

8608

8091

252

3686

0680

9171

9 37

0357

8099

580

3725

0080

9985

0 37

2265

8100

140

3722

8081

0229

5 37

4251

8098

307

3751

7680

9800

8 37

4999

8093

830

3698

2580

9724

0 36

9240

8103

470

3670

7681

0097

3 36

8602

8100

620

3714

65

SiO

262

.163

.25

63.2

562

.85

63.8

564

.44

58.1

261

.25

5654

.356

.456

.45

56.9

862

.08

62.4

3Ti

O2

0.68

0.66

0.68

0.76

0.6

0.66

1.07

0.88

1.14

1.23

1.09

0.78

0.78

0.76

0.68

Al2O

316

.79

16.3

16.1

516

.78

17.1

516

.72

16.5

416

.27

17.5

217

.21

18.4

618

.82

19.5

516

.08

15.5

7Fe

2O3

5.5

4.67

4.79

5.16

4.27

4.32

7.08

5.74

7.72

8.07

7.7

7.37

6.61

5.72

5.48

MnO

0.05

0.07

0.08

0.08

0.05

0.06

0.1

0.07

0.1

0.11

0.1

0.09

0.09

0.09

0.08

MgO

0.89

1.82

1.9

2.03

1.61

1.82

3.8

1.91

3.98

4.15

2.99

2.68

2.39

2.15

2.44

CaO

4.41

4.17

4.11

4.65

3.72

3.97

5.93

4.8

6.54

6.7

6.56

6.92

6.64

4.94

5.12

Na2

O3.

333.

543.

553.

914.

164.

443.

523.

813.

833.

94.

023.

774.

243.

663.

9K2

O3.

072.

943.

12.

92.

682.

732.

192.

692.

021.

921.

871.

771.

572.

532.

23P2

O5

0.18

0.2

0.2

0.23

0.18

0.17

0.36

0.29

0.37

0.39

0.35

0.2

0.24

0.24

0.18

LOI

2.47

1.8

1.7

0.06

1.37

0.23

0.85

0.17

0.35

0.28

0.1

0.75

0.4

0.7

0.36

Tota

l99

.62

99.5

999

.66

99.5

999

.84

99.7

799

.73

98.0

899

.78

98.4

799

.87

99.7

699

.67

99.1

198

.66

Rb

86.8

95.6

109.

599

.270

.874

.362

.972

.547

.439

.134

.646

.532

.875

.267

.8Sr

541

645

633

735

688

694

831

850

1030

992

942

696

805

740

757

Ba70

183

478

690

594

192

182

895

199

787

877

160

265

180

184

7V

9010

311

612

610

080

190

144

211

216

182

228

168

142

160

Cr30

2020

2030

3090

2070

6010

2010

2030

Co22

.927

.119

.623

.420

.117

.627

.724

33.7

32.3

30.6

28.8

2356

.325

.3N

i19

1013

1217

1538

1136

3010

1311

1018

Zr13

2.5

149.

514

6.5

148

150.

516

016

718

218

117

215

4.5

119

143

144.

514

4.5

Y12

.811

.712

.113

.59.

99.

515

.811

.915

.114

.514

.315

.414

.712

.812

.5N

b9

1010

118

811

1211

1110

66

138

Cs7

5.1

5.1

4.3

1.4

2.2

2.6

31.

31.

21.

61

0.6

3.7

2.8

La25

.330

.334

32.7

27.2

26.5

34.5

35.7

34.6

32.1

2818

.621

.929

.225

.3Ce

43.8

53.3

53.5

61.2

46.9

4563

.461

.265

.158

.147

.533

.136

.953

.344

.7Pr

5.4

6.3

7.2

6.8

5.8

5.7

8.3

8.1

8.2

7.6

6.9

4.3

5.2

6.6

5.6

Nd

19.2

22.8

26.4

25.2

2221

.132

.531

.131

.729

.327

.617

.220

.924

.221

.1Sm

44.

64.

65.

94.

54.

26.

86.

26.

76.

86

44.

45.

44.

5Eu

11.

11.

11.

41

11.

51.

61.

71.

81.

51

1.2

1.4

1.1

Gd

3.2

3.5

3.9

3.9

3.1

35.

24.

95.

34.

74.

33.

13.

53.

83.

3Tb

0.4

0.4

0.5

0.6

0.4

0.4

0.7

0.6

0.7

0.6

0.6

0.5

0.5

0.5

0.5

Dy

2.6

2.3

2.3

2.8

21.

83

33.

43.

43.

22.

92.

82.

72.

4H

o0.

50.

40.

50.

60.

40.

40.

60.

50.

60.

60.

60.

60.

60.

50.

5Er

1.7

1.3

1.2

1.5

1.1

1.1

1.7

1.3

1.8

1.8

1.7

1.7

1.6

1.5

1.2

Tm0.

20.

20.

20.

20.

10.

10.

20.

10.

20.

20.

20.

20.

20.

20.

2Yb

1.5

1.2

1.2

1.3

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91.

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1.4

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1.5

1.3

1.2

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20.

20.

20.

20.

10.

10.

20.

10.

20.

20.

20.

20.

20.

20.

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45

44

45

55

55

54

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24.

43.

43.

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81.

92

43.

22.

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82.

21.

211

.23

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1415

139

98

105

44

43

117

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en el diagrama triangular AFM de Irvine and Baragar(1971); Fig. 10, donde se observa una lnea deenriquecimiento en lcalis, clsico de la serie calco-alcalina.Estas caractersticas geoqumicas son similares a losdems estratovolcanes Plio-Cuaternarios de la ZonaVolcnica Central de los Andes (CVZ); como los estrato-volcanes Misti (Legendre, 1999), Huaynaputina (Eissenet al., 1996), Ubinas (Rivera, 2000) y Sabancaya (Gerbeand Thouret, 2004).

Evolucin de los elementos mayores

Los anlisis de los elementos mayores han sidorecalculados en base anhidra y al 100%, mientras que elhierro es expresado en forma de hierro total (Fe2O3). Se haefectuado algunos diagramas de Harker donde sedistinguen que la evolucin es marcada por unadisminucin de CaO, MgO, Fe2O3, TiO2, Al2O3, y unaumento de K2O con el aumento en SiO2 (Fig.11). Latendencia general de los principales xidos en las andesitasbsicas hasta las dacitas es compatible con un proceso decristalizacin fraccionada.

La disminucin de los porcentajes en MgO y Fe2O3con el aumento en SiO2 puede estar ligada alfraccionamiento temprano del olivino y piroxeno, seguidodel anfbol y la biotita. Mientras que una relacindecreciente de CaO en funcin de SiO2 puede correspondera la cristalizacin temprana de los clinopiroxenos yplagioclasas, seguido del anfbol en los trminosmedianamente evolucionados de la serie. Los porcentajesde TiO2 y Fe2O3 disminuyen en toda la serie indicando elfraccionamiento de la magnetita, ilmenita y en menormedida de la biotita.

Se resalta que existe una ligera evolucin de losporcentajes en elementos mayores en funcin de la SiO2

durante la evolucin del volcn Yucamane, siendo losproductos del periodo Yucamane I ms bsicos, mientrasque los productos ms recientes (Yucamane IIa) son pocoms diferenciados. No se distinguen productosevolucionados (riolitas) en ninguna etapa eruptiva, quemuestren un carcter altamente explosivo de este volcn.

Elementos trazas

Segn su comportamiento durante la diferenciacinse distinguen en: elementos incompatibles caso del Rb,Th, La y Nb que presentan correlaciones positivas conrespecto a los porcentajes en SiO2. Mientras que loselementos compatibles caso del Sr, Sm, Ni, V, Cr, Co, Eu,Nd, Yb e Y son fuertemente incorporados en los mineralesque fraccionan. Por ende, ellos presentan correlacionesnegativas a medida que aumentan los porcentajes en SiO2.

El rubidio (Rb) tiene un comportamiento fuertementeincompatible durante la diferenciacin y una gran gama devariacin; este elemento es escogido como ndice dediferenciacin para discutir la evolucin de los porcentajesde los elementos incompatibles (Fig. 12).

El nquel (Ni) y cromo (Cr) presentan correlacionesnegativas con respecto al Rb. La disminucin delporcentaje de Ni es ms marcado en los trminos pocosdiferenciados de la serie. Esta disminucin seala elelevado fraccionamiento del clinopiroxeno y ortopiroxenoen una etapa intermedia de la evolucin del magma. Encambio, el vanadio (V) traduce el rol preponderante delfraccionamiento de los xidos de ferro-titanferos durantela evolucin de los magmas del Yucamane.

El estroncio (Sr) muestra un carcter compatibledurante la diferenciacin. Su carcter compatible durantela diferenciacin puede ser atribuido al fraccionamientode la plagioclasa.

Fig. 10:Clasificacin de

lavas y rocaspiroclsticas del

volcn Yucamane enlos diagramas : a)

TAS de Le Bas et al.,(1986), insertado

Diagrama AFM deIrvine and Baragar

(1971).


Fig. 11: ElDiagrama de

Harker muestraque la evolucin

de la seriecontrolado

principalmente porcristalizacinfraccionada.Adems el

diagrama K2O/SiO2 de Gill(1981) que

muestra que lasrocas del volcnYucamane son

altamentepotsicas.

Fig.12:Diagrama deporcentajesen elementos

trazas enfuncin de Rb

. Ademsdiagrama Then funcin de

Rb.


Las Tierras Raras (REE)

Los espectros de tierras raras del volcn Yucamanehan sido normalizados con relacin a las Condritas (Fig.13). Estos espectros pertenecen a las rocas menosdiferenciadas de cada periodo eruptivo del volcnYucamane y los volcanes Yucamane Chico y Calientes(andesitas y andesitas baslticas). Los espectros de laslavas y depsitos piroclsticos son subparalelas (Fig. 13).El enriquecimiento con relacin a las condritas aumenta amedida que aumenta la diferenciacin. El subparalelismode los espectros confirma la importancia del proceso decristalizacin fraccionada en la evolucin de los lquidos.

La ausencia y/o leve anomala negativa en Eu puedeindicar que este elemento en parte no ha sido incorporadoen la plagioclasa, y ms bien puede reflejar fuertescondiciones de oxidacin donde todo el Eu est en formade Eu3+ (Davidson et al., 1990).

Por su parte los espectros multielementos de lasrocas del Yucamane y los volcanes Yucamane Chico yCalientes han sido normalizados con relacin al manto

Fig. 13: Espectrosde las tierras raras

de las andesitasbsicas y andesitas

del volcnYucamane

normalizadas aCondritas, los

valores tomadosson de Sun &McDonough,

(1989).

primitivo (Fig. 14). Los valores de normalizacin son deSun & McDonough (1989). Las rocas que figuran son lasmenos diferenciadas (andesitas baslticas y andesitas)de cada volcn. En este diagrama las rocas en general soncaracterizados por un fuerte enriquecimiento en LILE (K,Rb, Ba, Th) y Tierras Raras Ligeras (LREE) con relacin alas Tierras Raras Pesadas (HREE). El enriquecimiento deestos elementos incompatibles es caracterstico de unmanto fuente de tipo enriquecido y/o una contaminacinpor la corteza continental (Wilson, 1989).

Por otro lado, la existencia de anomalas negativasen HFSE (principalmente en Ti y Nb), es clsico de la seriecalco-alcalina de zonas de subduccin y puede serinterpretada como debido a una estabilidad de las fasesresiduales (ferro-titanferas y/o anfbol) en el slidoresidual (Wilson, 1989). Sin embargo el enriquecimientoen K, Rb, Ba y las anomalas negativas en P y Ti sugierenun importante rol jugado por el apatito, titanomagnetita yla mica durante la diferenciacin. La fuerte disminucinen MREE y HREE durante la diferenciacin puede seratribuida al fraccionamiento del anfibol.

Fig. 14: Diagramamultielementos de

andesitasbsalticas yandesitas del

volcn Yucamane,normalizadas al

manto primitivo deSun y McDonough

(1989).


EVOLUCIN PETROGENTICA

El estudio geoqumico de los elementos mayores ytrazas muestra que la evolucin de las rocas del volcnYucamane es principalmente controlado por lacristalizacin fraccionada, como la petrografa lo habadejado entrever. Los argumentos en favor de unaevolucin por cristalizacin fraccionada son la relacindirecta que existe entre el orden de aparicin de losminerales en las rocas de la serie, y ciertas caractersticasgeoqumicas, como por ejemplo las fuertes variaciones yla no correlacin de porcentajes en elementos compatibles(tales como: Sr, V, Co, Cr, Ni) e hidromagmafilos (Rb, Th),caractersticos de un proceso de cristalizacin fraccionada(Fig. 14).

La cristalizacin fraccionada es tambin puesto enevidencia por las excelentes correlaciones linearesexistentes entre los elementos incompatibles. En efecto,correlacionando dos elementos incompatibles (Rb y Th),Fig. 12 el conjunto de rocas del volcn Yucamane y losvolcanes Yucamane Chico y calientes muestran unalineamiento sobre una recta de correlacin que pasa porel origen. Este comportamiento sugiere un origen co-gentico de los magmas y su evolucin por cristalizacinfraccionada.

Por otro lado, las rocas del volcn Yucamane soncalco-alcalinos con una caracterstica notable como sonlos bajos tenores en HREE y el gran fraccionamiento entrelas LREE/HREE. Es actualmente admitido que los magmascalco-alcalinos de la ZVC resultan esencialmente de lafusin parcial de la cua del manto metasomatizado porfluidos derivados de la deshidratacin de la cortezaocenica subducida (Gill, 1981), a menudo seguido de unacontaminacin y/o asimilacin por la corteza durante ladiferenciacin (James, 1982). Estudios recientesefectuados sobre ciertos volcanes de la ZVC, como losvolcanes Ollage, Parinacota, Payachata, Tata Sabaya yUbinas (Davidson, et al., 1990; Feeley and Hacker, 1995;de Silva et al., 1993; Rivera, 2000), Fig.14, muestran lapresencia de magmas pobres en HREE e Y, con relacionesSr/Y elevados con caractersticas similares a la serie delvolcn Yucamane. El empobrecimiento en Y y HREE enmagmas de la ZVC es generalmente atribuido a laasimilacin, contaminacin y cristalizacin fraccionada demagmas en la corteza continental inferior cuyo espesoralcanza ~70 km, en presencia del granate (Davidson, etal., 1990).

En este contexto, el fuerte grado de enriquecimientoen elementos incompatibles (Rb, Th, K) de las rocas de laserie podran provenir de una manto enriquecido, un bajogrado de fusin parcial y/o una contaminacin por lacorteza. Este ltimo proceso es frecuentemente invocadoen la gnesis de las andesitas del Per meridional (Dostalet al., 1977) debido al gran espesor de la corteza continental(~70 km de espesor, James, 1971).

Los magmas que resultan de los procesosdescritos anteriormente ascienden por el interior de lacorteza continental y vienen acumularse en un reservorio

magmtico superficial, donde evolucionan porcristalizacin fraccionada. Por otro lado, los estudiospetrogrficos muestran la existencia de minerales quepresentan zonaciones inversas (plagioclasas), mineralesdesestabilizados (anfboles) y xenocristales. La existenciade estas fases sugiere un reequilibrio qumico seguido auna ligera mezcla de magma y un grado de diferenciacinen el interior de la cmara magmtica superficial.

EVALUACIN PRELIMINAR DE LAS AMENAZASVOLCNICAS

La evaluacin de las amenazas est basada en elestudio estratigrfico, el cartografiado de los depsitoseruptivos recientes, el grado de recurrencia de loseventos, la interpretacin de imgenes de satlite, y datossobre direcciones de vientos a niveles de la troposfera yestratosfera (5000 y 26500 m de altura) obtenidos desdelos aos 1979 a 1998, efectuado por el CPNTC (InstitutoGeofsico del Per), con datos del NCEP y NCAR (Mario,2002).

Segn los datos de direcciones de vientos, a los5000 m estos predominan hacia el SO y SE, en formacomplementaria hacia el sur. Mientras que a los 26500 mpredominan hacia el Este (Fig. 15). Estos vientos duranteerupciones explosivas controlaran la dispersin de lastfras.

Durante una reactivacin del volcn se presentancuatro tipos principales de amenazas volcnicas queafectaran a los ms de 9000 habitantes (Tabla 2) que vivendentro de un radio de 16 km alrededor del volcn,principalmente en el pueblo de Candarave (11 Km al SOdel volcn), donde habitan cerca de 3615 pobladores (INEI,1994). Asimismo afectaran los poblados de Cairani,Camilaca, Huanuara, Quilahuani, Susapaya, Ticaco, entreotros. Adems se veran afectadas muchas obras deinfraestructura de riego (principalmente canales) y deconsumo humano, obras viales (como un tramo de laCarretera Binacional, Ilo-La Paz y las carreteras afirmadascomo la de Tacna-Tarata-Candarave-Puno), e importanteslagunas como Aricota, Suches, Vilacota (principalespatrimonios hdricos del sector).

Las amenazas volcnicas comprenden:

1) Cada de tfras, se distinguen dos casos: emisionesde cenizas (Fig. 15) y proyecciones balsticas; hiptesisbasada en las cenizas y lapilli finos recientes que yacenen la altiplanicie volcnica (principalmente aquelloslocalizados en el flanco sur del volcn) y dentro de lasquebradas que drenan del volcn Yucamane. As comobloques balsticos de 3 m de dimetro localizados a 0.5 kmal oeste del crter (Fig. 8).

2) Flujos piroclsticos (Fig. 16). Se presentan tres casos:

Flujos de bloques y cenizas que pueden sergenerados por el crecimiento y destruccin de domos.


TABLA 2Poblacin censada total y estimada, y total de viviendas, localizadas entre 9 y 35 km al Sur, SO y SE del volcn Yucamane

(Datos tomados de INEI, 1995).

Fig. 15: Mapa preliminar de Amenaza Volcnica por cada de tfras y proyecciones balsticas 1. rea con mayor probabilidadde ser afectada por cadas de lapilli y cenizas. 2.

Direcciones predominantes de vientos segn datos a nivel estratosfera obtenidos desde los aos 1979-1998 por el Centro dePrediccin Numrica del Tiempo y Clima (IGP), con datos del NCEP y NCAR: 2a. A 5000 m los vientos se dirigen hacia el SO,S y SE; 2b. A los 26500 m los vientos se dirigen hacia el Este. Letras dentro de flechas: P= primavera, V=verano, O=otoo,

I=invierno. 3. Area cubierta por una cada de lapilli pmez reciente que mide ms de 40 cm. 4. Area que podra serafectada por proyectiles balsticos y depsitos freatomagmticos. 5. carreteras. 6 Va principal Ilo-La Paz.

7 lmite departamental. 8 Provincia.


Basado en la presencia de variados depsitos deflujos de cenizas y bloques de 2 a 12 m de espesorque yacen de 5 a 7 km al sur del crter.

Flujos de escorias que pueden ser generados porerupciones vulcanianas, como aquel depsito visibleen las quebradas Honda y Campanani (de 6 a 7.5 kmal sur del crter).

Oleadas piroclsticas, basada en un depsito deoleada que precedi al emplazamiento de uno de losflujos piroclsticos recientes que yace en el flancosur del volcn (Quebrada Honda), producto de unaerupcin explosiva.

3) Lahares, que pueden ser producidos en periodos delluvias excepcionales, o debido al contacto del materialvolcnico con la nieve que yace desde diciembre a abrilsobre la cumbre del volcn y/o con el agua de infiltracinque aflora en las quebradas del flanco sur. Adems estnbasado en los flujos de detritos que yacen en lasquebradas del flanco sur.

4) Aunque no se han distinguido depsitos deavalanchas de escombros provenientes del algn colapsodel volcn Yucamane, sin embargo se infiere que estaspueden producirse por el colapso de una parte de la cumbre(considerando que el flanco sur es delgado y muyfracturado), esto en el caso de una erupcin violenta odel crecimiento de un domo dentro del edificio y/o en elcrter del volcn.

En base al estudio efectuado se presentan dosmapas de amenazas volcnicas preliminares (Figs. 15 y16) que muestran las reas que pueden ser afectadas encaso de una reactivacin del volcn, durante erupcionesexplosivas con bajo a moderado IEV (Newhall & Self, 1982).Estos mapas muestran diversas reas que podran serafectados por una futura actividad del volcn, as como eltipo de amenaza al que estn expuestas, suponiendo queel comportamiento eruptivo sea similar al que hapresentado el Yucamane a lo largo del tiempo geolgico ehistrico. El objetivo de estos mapas es planificar el usode tierras y determinar las reas que deberan ser evitadasdurante erupciones.

CONCLUSIONES

1) El Yucamane se ha construido en dos perodos:Yucamane I y Yucamane II. Este ultimo periodo es divididoen dos fases: Cono de la Cumbre y Caldera Reciente.El Yucamane I, constituye el primer periodo durante elcual se emplazaron flujos de lavas andesticos hace ~ 0.38 0.3 Ma. A.P. Un segundo periodo denominado comoYucamane II se divide en dos fases: Cono de la Cumbredurante el cual se produjo en emplazamiento de flujos delavas dacticos y andesticos que forman del cono superiordel volcn. En una segunda fase que va desde elPleistoceno superior al reciente, denominada comoCaldera Reciente se produjo el emplazamiento de

variados depsitos de flujos piroclsticos y cadas decenizas y lapilli pmez de poco volumen (

presente artculo. Adems agradecemos a la Dra. CatherineHickson, Dra. Jennifer Getsinger, por el apoyo con losanlisis qumicos y datacin C14, as como a la Ing. SandraVillacorta y al Sr. Jos Vilchez, por su apoyo en los trabajosde campo y gabinete.

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DE SILVA S.L., DAVIDSON J.P., CROUDACE I.W. &

Fig. 16: Mapapreliminar de Amenaza

Volcnica por flujospiroclsticos, lahares y

avalanchas deescombros. 1 Area yquebrada que seran

potencialmenteafectadas por flujos

piroclsticos duranteerupciones moderadas(IEV= 4-6). 2. Valles

que seranpotencialmente afectada

por lahares. 3. Zonaque sera

potencialmente afectadapor derrumbes y/o

colapso duranteerupciones con

moderados a altos IEV(> 4).

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APNDICE 1Caractersticas y localizacin de la datacin C14

CODIGO PROCEDENCIA: DESCRIPCION ANALISIS

YU-C14 01 Al pie del flanco Este del volcan Yucamane, en la carretera Candarave-Calientes N8098575 E375346

Muestra de carbon encontrado en la base de una caida de lapilli pomez con caracteristicas freatomagmaticas que aflora al Este del Yucamane. El deposito es de color amarillento rojizo y tiene 38 cm de espesor..

Isotrace Radiocarbon Laboratory/University of Toronto-2004

Edad: 3,270 50 aos A.P.


OTROS Volcan Yucamane Sociedad Geol Peru 2004

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