UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA TESIS PR
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA
TESIS PROFESIONAL CARACTERIZACIÓN LITOLÓGICA Y ESTRUCTURAL DE LOS VOLCÁNICOS HUAMBOS EN LAS LOCALIDADES DE LLUSCAPAMPA Y LOS ALISOS-CAJAMARCA
Para optar El Título Profesional de: INGENIERO GEÓLOGO
Presentada por: Bach. LUIS ANDRÉ SOUSA MEJÍA
Asesor: Dr. Ing. ALEJANDRO CLAUDIO LAGOS MANRIQUE Cajamarca- Perú 2016
DEDICATORIA
Esta tesis va dedicada a mis padres, esposa e hija, quienes me brindan cada día su apoyo, sacrificio y dedicación; ustedes son las razones más grandes que tengo
para
mejorar
como
persona alcanzando metas ya trazadas.
Luis.
i
AGRADECIMIENTOS En primer lugar, agradezco a mi alma mater, Universidad
Nacional
de
Cajamarca,
en
especial a la Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica; a mis docentes, por todas sus enseñanzas y el apoyo brindado para abrirme paso hacia el desarrollo profesional. Quiero brindar mi más sincero agradecimiento a mi esposa por la confianza y tiempo dedicado; a mis padres y familiares por brindarme el apoyo necesario para poder ser profesional.
ii
RESUMEN
La zona de estudio se encuentra ubicada en la parte NNW de la ciudad de Cajamarca. Posee un clima seco y templado. Las unidades geomorfológicas que se presentan en el área son: lomadas, cumbres y valles. Estratigráficamente existen rocas del Cretácico inferior al cuaternario. Los afloramientos de los Volcánicos Huambos (Formación Bambamarca) abarcan un 80% del área de estudio. El método de trabajo consistió en tres etapas: revisión bibliográfica, etapa de campo y gabinete. Litológicamente se han determinado tres eventos volcánicos, el primero compuesto por tobas riolíticas-traquíticas con bloques y bombas cuyo tamaño va desde 10 a 15 cm.; el segundo por tobas retrabajadas con abundante laminación interna, estratificación sesgada, con presencia de surges de nubes de cenizas, el tercero compuesto por una secuencia de tobas traquíticas con bombas de 5 a 10 cm de tamaño; se ha determinado también una clara diferencia con respecto a los depósitos de la Formación Porculla, debido a que esta última posee clastos de composición mayormente andesítica y cuyo tamaño es mucho mayor lo que evidencia una actividad de mayor intensidad con respecto a los Volcánicos Huambos. Estructuralmente se han determinado sistemas de fracturas de compresión y distensión relacionadas a una etapa de relajación posterior a la tectónica Incaica definiéndose un alineamiento estructural de los cuerpos intrusivos andesíticos de orientación NE- SW (orientación trasandina) denominándose corredor Lluscapampa- Los Alisos. Palabras claves: Tobas, eventos, bombas, litología, depósitos de surge, corredor estructural, traquita
iii
ABSTRAC
The study area is located in the NNW part of the city of Cajamarca. It has a dry and mild climate. Geomorphological units present in the area are: hills, peaks and valleys. There are rocks stratigraphically below the Quaternary Cretaceous. Outcrops of Volcanic Huambos (Training Bambamarca) cover 80% of the study area. The working method consisted of three stages: a literature review, field and laboratory stage. Lithologically they have identified three volcanic events, the first consisting of rhyolitic tuff-trachitic with blocks and bombs ranging in size from 10 to 15 cm .; the second by reworked tuffs with abundant internal lamination, biased stratification, with presence of ash cloud surges, the third consisting of a sequence of trachytic tuffs with pumps from 5 to 10 cm in size; It has also identified a clear difference with respect to deposits Porculla training because the latter has mostly andesitic clasts and whose size is much greater evidencing a greater intensity activity with regard to Huambos Volcanic. Structurally systems have been determined and strain compression fractures related to post-tectonic Incaica relaxation step defining a structural alignment of andesitic intrusive bodies NE- SW orientation (trasandina orientation) denominating corridor LluscapampaLos Alisos. Keywords: Toba, events, pumps, lithology, reservoirs arises, structural corridor, traquita
iv
ÍNDICE ÍTEM
Pág.
DEDICATORIA .................................................................................................... i AGRADECIMIENTOS ........................................................................................ ii RESUMEN ........................................................................................................ iii ABSTRAC ........................................................................................................ iv ÍNDICE
......................................................................................................... v
CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN ........................................................................ 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................... 2 OBJETIVO GENERAL ...................................................................................... 2 ESPECIFICOS .................................................................................................. 2 HIPÓTESIS ....................................................................................................... 2 JUSTIFICACIÓN ............................................................................................... 3 DESCRIPCIÓN DE LOS CAPÍTULOS .............................................................. 3 CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO .................................................................... 4 2.1.
Antecedentes Teóricos de la Investigación ....................................... 4
2.2.
Bases Teóricas ................................................................................. 9
2.2.1.
Los volcanes en el mundo .................................................................................................... 9
2.2.2.
Los volcanes .................................................................................... 11
2.2.3.
Partes de un volcán ......................................................................... 11
2.2.4.
Eventos Tectónicos Regionales en Cajamarca ................................16
2.2.5.
Clasificación de rocas volcanoclásticas .......................................... 18
2.2.6.
Propiedades descriptivas importantes en rocas volcaniclásticas:….21
2.3.
Definición de Términos Básicos...................................................... 24
CAPÍTULO III: MATERIALES Y MÉTODOS ................................................... 26 3.1.
Generalidades ................................................................................ 26
3.1.1.
Ubicación ........................................................................................ 26
3.1.2.
Accesibilidad ................................................................................... 27
3.1.3.
Clima y Vegetación ......................................................................... 29
3.1.4.
Tipo de investigación ...................................................................... 30
3.1.5.
Diseño de la investigación .............................................................. 31
3.1.6.
Procedimientos ............................................................................... 31 v
Pág 3.2.
Materiales y Equipos ....................................................................... 32
3.3.
Unidades Geomorfológicas ............................................................. 33
3.4.
Geología Local................................................................................ 36
3.4.1.
Cretácico Inferior ............................................................................ 36
3.4.1.1.
Grupo Goyllarisquizga .................................................................... 36
3.4.1.2.
Grupo Crisnejas ............................................................................. 36
3.4.2.
Paleógeno- Neógeno...................................................................... 38
3.4.2.1.
Grupo Calipuy ................................................................................ 38
3.4.3.
Cuaternario ..................................................................................... 39
3.4.4.
Rocas Intrusivas ............................................................................. 40
3.5.
Geología Estructural ....................................................................... 41
CAPÍTULO IV: DISCUSIÓN DE RESULTADOS ............................................. 44 4.1.
Análisis Estructural ......................................................................... 44
4.1.1.
Análisis estructural de la estación 01.............................................. 45
4.1.2.
Análisis estructural de la estación 02.............................................. 49
4.1.3.
Análisis estructural de la estación 03.............................................. 53
4.1.4.
Análisis estructural de la estación 04.............................................. 57
4.1.5.
Análisis estructural de la estación 05.............................................. 61
4.2.
Análisis Litológico ........................................................................... 65
4.2.1
Estilo de estratificación. .................................................................. 65
4.2.2.
Análisis Petrográfico ...................................................................... 66
4.2.2.1.
Descripción Macroscópica de Muestras de Rocas Volcánicas ....... 67
4.3.
Interpretación de los Perfiles – Secciones Geológicos. ................... 73
4.4.
Columna Estratigráfica Comparativa de Los Volcánicos del Grupo Calipuy y Volcánicos Huambos ...................................................... 76
4.5.
Reconstrucción del Tipo de Actividad Volcánica del Grupo Calipuy y Los Volcánicos Huambos ............................................................... 76
CAPÍTULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................... 79 5.1.
Conclusiones .................................................................................. 79
5.2.
Recomendaciones ......................................................................... 80
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ............................................................... 81
vi
LISTA DE FIGURAS
Pág
Figura 1: Columna estratigráfica del Cenozoico. .............................................. 7 Figura 2: Centros volcánicos definidos por Navarro y otros.............................. 7 Figura 3: Distribución global de las Placas litosféricas en el mundo. ............. 10 Figura 4: Partes de un Volcán ........................................................................ 12 Figura 5: Estructura general de un volcán ...................................................... 12 Figura 6: Clasificación de las rocas igneas faneríticas ................................... 19 Figura 7: Clasificación química de las rocas volcánicas basado en álcalis total contra sílice ..................................................................................................... 19 Figura 8: Clasificación de rocas piroclásticas.. ............................................... 20 Figura 9: Clasificación de rocas ígneas (volcánicas e intrusivas). .................. 20 Figura 10: Diagrama de Streckeisen. ............................................................. 21 Figura 11: Estación Automática de la temperatura en Cajamarca. ................. 29 Figura 12: Estación Automática de la Humedad Relativa en Cajamarca….…29 Figura 13: Vegetación característica de la zona de estudio. ........................... 30 Figura 14: Geoformas suaves en forma de lomadas labrada en las rocas tobácea de los Volcánicos Huambos ............................................................................ 33 Figura 15: Valles que forman la parte periférica del Valle de Cajamarca.. ...... 34 Figura 16: Correlación del Grupo Calipuy....................................................... 39 Figura 17: Afloramiento del intrusivo diorítico. ................................................ 40 Figura 18: Afloramiento de los Volcánicos Huambos sobreyaciendo a rocas Cretácicas plegadas por la tectónica Inca ....................................................... 42 Figura 19: Mapa Estructural regional de Cajamarca, San Marcos y Bolivar. Ubicación del área de estudio (Lluscapampa y alisos).. .................................. 43 Figura 20: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 1 – Familia 1. 46 Figura 21: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 1 – Familia 2. 47 Figura 22: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 1 – Familia 3. 48 Figura 23: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 2 – Familia 1. 50 Figura 24: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 2 – Familia 2. 51 Figura 25: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 2 – Familia 3. 52 Figura 26: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 3 – Familia 1. 54 Figura 27: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 3 – Familia 2. 55 vii
Pág Figura 28: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 3 – Familia 3. 56 Figura 29: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 4 – Familia 1. 58 Figura 30: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 4 – Familia 2. 59 Figura 31: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 4 – Familia 3. 60 Figura 32: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 5 – Familia 1. 62 Figura 33: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 5 – Familia 2. 63 Figura 34: Diagramas de Rosas, polos y círculos máximos Estación 5 – Familia 3. 64 Figura 35: Vista panorámica de los Volcánicos Huambos en la zona de estudio ........................................................................................................................................ 65
Figura 36: Triángulos fundamentales utilizados en el análisis petrográfico de las rocas volcánicas ........................................................................................ 66 Figura 37: Disyunción esferoidal en la roca andesita...................................... 84 Figura 38: Depósito de la Formación Volcánico Huambos.............................. 84 Figura 39: Muestra de composición riolítica en la Formación Volcánico Huambos.. ...................................................................................................... 85
viii
LISTA DE TABLAS
Pág
Tabla 1: Clasificación de las rocas volcánicas eruptivas ................................. 16 Tabla 2: Movimientos deformatorios que han sucedido a nivel regional en la parte Nor- Occidental del Perú. Cajamarca, San Marcos y Cajabamba ................... 17 Tabla 3: Clasificación de depósitos según su tamaño de fragmentos. ............ 18 Tabla 4: Descripción ideal de rocas volcánicas. .............................................. 24 Tabla 5: Ubicación. ......................................................................................... 26 Tabla 6: Ubicación Geográfica de la Zona de estudio. .................................... 26 Tabla 7: Vías de acceso a la zona de estudio. ................................................ 27 Tabla 8: Tipificación de la investigación según distintos criterios. ................... 30 Tabla 9: Datos de la Estación 01. ................................................................... 45 Tabla 10: Datos de la Estación 02. ................................................................. 49 Tabla 11: Datos de la Estación 03. ................................................................. 53 Tabla 12:Datos de la Estación 04……………………………………… ………….57 Tabla 13: Datos de la Estación 05. ................................................................. 61 Tabla 14: Descripción Macroscópica Muestra 01. ........................................... 67 Tabla 15: Descripción Macroscópica Muestra 02. ........................................... 68 Tabla 16: Descripción Macroscópica Muestra 03. ........................................... 69 Tabla 17: Descripción Macroscópica Muestra 04. ........................................... 70 Tabla 18: Descripción Macroscópica Muestra 05. ........................................... 71 Tabla 19: Descripción Macroscópica Muestra 06. ........................................... 72
ix
LISTA DE PLANOS, LÁMINAS Y COLUMNA ESTRATIGRÁFICA Plano 01: PLANO SATELITAL Plano 02: PLANO TOPOGRÁFICO Y DE DRENAJES Plano 03: PLANO GEOLÓGICO Plano 04: PLANO ALTITUDINAL. Plano 05: PLANO DE PENDIENTES. Sección 01: SECCIÓN GEOLÓGICA A-B-C. Sección 02: SECCIÓN GEOLÓGICA D-E. Evolución De Los Vulcanismos Calipuy y Huambos En La Zona De Estudio Columna Geológica Del Grupo Calipuy y Los Volcanicos Huambos
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CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN
La zona de estudio se ubica al NNW de la ciudad de Cajamarca, abarca las localidades de Lluscapampa y los Alisos, posee un área total de 74 km2. Geomorfológicamente, está dominada por lomadas y cumbres poco agrestes. Litológicamente, está conformada por rocas sedimentarias del Cretácico inferior, rocas volcánicas del cenozoico y depósitos cuaternarios. Las rocas sedimentarias pertenecen a la Formación Farrat, Inca y Chulec. La Formación Farrat está compuesta de areniscas cuarzosas con cemento silíceo, la Formación Inca de areniscas limolíticas de color gris rojiza a gris anaranjadas y la formación Chulec está conformada por calizas arcillosas y margas con abundantes restos de fósiles. Estas unidades se depositaron rellenando paleo depresiones y están en varios puntos dentro de la zona de estudio.
Los Volcánicos Huambos (formación Bambamarca) se han depositado como consecuencia de una actividad mayormente explosiva. Estas rocas están compuestas por cenizas, lapillis y bloques, estos últimos indican cercanía a un centro eruptivo. Cabe indicar que es muy común que los yacimientos mineralógicos, en la mayoría de los casos, se proyectan hacia sus bordes por lo que se tomó mucho énfasis en estudiar las características litologías y estructurales y su relación con la mineralización.
Estos volcánicos poseen una gran continuidad regional con algunas variaciones laterales de facies. Es necesario indicar, también, que los pobladores aprovechan los suelos, generados por la erosión de estas rocas volcánicas, para la agricultura masiva, generando mayor erosión de estas rocas. La investigación solo abarca información referente a la caracterización litológica y estructural de secuencias de los Volcánicos Huambos. El área de estudio posee pocas vías de
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acceso que dificultaron los controles de campo. Además, hubo reacciones negativas de los pobladores por la coyuntura social actual.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Existen pocos estudios detallados de carácter estructural y litológico de estas secuencias volcánicas, siendo la mayoría de ellos regionales, esta carencia genera un problema de desconocimiento del origen de los productos volcánicos generados por la actividad volcánica del Cenozoico.
Para la investigación se ha formulado las siguientes preguntas:
Problema General: ¿Cuál es la caracterización litológica y estructural de la secuencia estratigráfica de los Volcánicos Huambos? Problemas Específicos: ¿Cuál es la actividad volcánica que dio origen esta secuencia estratigráfica? Y ¿Cuál es el comportamiento estructural de estas secuencias volcánicas?
OBJETIVO GENERAL
Caracterizar litológica y estructuralmente a los Volcánicos Huambos en las comunidades de Lluscapampa y los Alisos.
ESPECÍFICOS
Determinar la actividad volcánica que les dio origen. Determinar el comportamiento estructural frente a los eventos tectónicos.
HIPÓTESIS
Las características litológicas y estructurales que exhiben las secuencias de los Volcánicos Huambos en las localidades de Lluscapampa y Los Alisos indican que se han depositado en la parte Proximal y Mediatil a un Centro Volcánico y que fueron afectados levemente por la Tectónica Post Inca. 2
JUSTIFICACIÓN
Este trabajo de investigación se justifica, desde punto de vista científico pues dará un aporte al conocimiento de los comportamientos de los diferentes tipos de rocas volcánicas existentes en el lugar. En lo económico servirá para determinar probables estructuras que indiquen zonas favorables para la mineralización y que su posterior explotación pueda beneficiar a los habitantes de estos lugares. Desde el punto de vista social, servirá para obtener un mapa geológico y estructural y que sirva de apoyo para futuras obras de ingeniería tales como canales de irrigación, carreteras que se puedan desarrollar en estos lugares.
DESCRIPCIÓN DE LOS CAPITULOS
Capítulo II Marco Teórico Se citan y explican trabajos anteriores a la caracterización litológica y estructural de los Volcánicos Huambos (Formación Bambamarca),
y se señalan
antecedentes de trabajos relacionados en la zona; también se explican las teorías y las definiciones de términos básicos para la investigación. Capítulo III Materiales Y Métodos Se describe la ubicación, vías de acceso del área de estudio, la metodología del trabajo utilizada, la información utilizada y materiales empleados. Capítulo IV Análisis y Discusión de Resultados Se presenta los resultados referidos al trabajo específico de la tesis como es el Marco geológico estructural en donde se detallan tanto el clima, la vegetación, la geología local y la geología estructural.
Capítulo V Conclusiones y Recomendaciones Se describen los resultados de las conclusiones y recomendaciones más relevantes, enumeradas al largo del mismo. Finalmente se menciona la bibliografía utilizada y los anexos respectivos.
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CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO
2.1.
ANTECEDENTES TEÓRICOS DE LA INVESTIGACIÓN
Existen diversos estudios realizados por diversos autores, sin embargo, no se ha realizado estudios litológicos y estructurales de los volcánicos presentes en la zona de estudio. Angeles R. (2010) realizó estudios sobre la estratigrafía de la secuencia volcánica en la zona de Cumbemayo y Colpayoc en Cajamarca - Perú. Castrejon, V. (2011) Caracterizó estructuralmente a los Volcánicos Huambos en la localidad de Otuzco, distrito de Baños del Inca. Gallardo, E. (2011) realizó estudios estratigráficos de los Volcánicos Huambos, identificando facies volcánicas y volcaniclásticas en la cuenca de Cajamarca.
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Figura 1: Columna estratigráfica del Cenozoico Fuente: Gallardo (2013)
Reyes (1980) realizó el cartografiado geológico de los cuadrángulos de Cajamarca, San Marcos y Cajabamba. Describe estructuralmente, que estas zonas están compuestas por estructuras regionales de orientación Andina NWSE. En este mismo estudio hace una descripción detallada del Grupo Calipuy y lo divide en tres formaciones: Volcánicos Tembladera, Volcánicos Chilete y Volcánicos San Pablo. Lo define también como un vulcanismo post- tectónico y que representa el magmatismo efusivo que siguió al emplazamiento definitivo del batolito costanero. Generalmente la disposición de esta serie Vulcanoclástica ha sido sub aérea y de gran extensión. Además, opina que la 5
depositación se presenta en forma continua con algunos periodos de inactividad. Además, sobre yace en discordancia a las secuencias cretácicas. Las tobas andesíticas tienen una textura porfirítica y están compuestas por abundantes plagioclasas, hornblendas, biotita, zircón, apatito y minerales opacos”. También contiene fragmentos líticos de volcánicos pre-existentes, plagioclasas fragmentadas zonadas y macladas. Las tobas traquíticas son igualmente de textura porfirítica con abundantes fenocristales de ortosas, hornblenda, muscovita, biotita y escasas plagioclasas. Además, asume que la superficie donde descansa esta unidad es Oligo Miocénica ya que posteriormente dichas tobas fueron alteradas por las glaciaciones pleistocenicas, en consecuencia, deben pertenecer al MioPlioceno.
Navarro, Rivera y Monge (2010) en su trabajo denominado Geología y Metalogenia del Grupo Calipuy, realizaron la Geología Regional en el Norte del Perú. En este estudio determinan cinco centros eruptivos en base a estudios estratigráficos, cartografiado geológico, interpretación de fotografías aéreas e imágenes satelitales. Estos centros eruptivos son Quesquenda, Quiruvilca, Payhuar, Urpillao y Rushos. Manifiestan que los volcanes Quesquenda y Quiruvilca corresponden a la etapa eruptiva definida para el Mioceno inferior, mientras que los complejos Volcánicos Payhual- Caupar y Urpillao- Rushos comprenden a las etapas eruptivas del Oligoceno superior-Mioceno temprano y Oligoceno inferior respectivamente, para mejor interpretación se muestra la correlación de las columnas estratigráficas de los centros volcánicos (Figura 2).
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Figura 2: Correlación de columnas estratigráficas – centros volcánicos Fuente: Navarro y otros (2010) 7
Marquinas (2009), realiza un estudio de la estratigrafía Volcánica del Grupo Calipuy (Volcanismo Cenozoico)- Sector Norte del Segmento Cordillera Negra. Hacen un estudio de la Estratigrafía Volcánica del Grupo Calipuy, y la relación del volcanismo con los yacimientos, describiendo las facies volcánicas de la zona de estudio.
León W et al (2000) Realiza la memoria descriptiva del Mapa Geológico del Perú a
escala
1/100000.
INGEMMET.
Lima-
Perú.
En
donde
detallan
pormenorizadamente las unidades geológicas y su relación con los yacimientos mineralógicos, además se hace un estudio detallado de los volcánicos de edad cenozoica.
Tafur (1950). Presentó una nota preliminar sobre la Geología de Cajamarca. Tesis doctoral, Universidad Nacional de San Marcos, Lima. En este trabajo describe las correlaciones estratigráficas de las unidades litológicas y las ubica en el tiempo geológico. Explica además que al haberse producido loe eventos orogénicos post- cretácicos que conformaron los Andes las rocas se plegaron y fracturaron debido a los esfuerzos que motivaron el levantamiento. Afirma, además, que durante el Mioceno en la era Cenozoica hubo gran actividad volcánica ascendiendo el magma por las fracturas pre- existentes. Este magma al ascender formo una cobertura sobre las rocas más antiguas. Describiendo a las rocas volcánicas como: tufos andesíticos, traquiandesíticos y tufos traquíticos.
Borkowski (1994). Manifiesta que paralelamente con la intrusión del Batolito de la Cordillera Blanca erupcionaron los Volcánicos Huambos. Siendo la composición química de estos volcánicos acida (rica en sílice) a intermedia presentándose traquitas que son ricas en feldespatos potásico pero pobres en cuarzo. Manifiesta además que se trata de tobas soldadas que se formaron a partir de nubes ardientes. Dichas nubes estaban compuestas de gases inflamables con gotas de magma líquido en suspensión. Al quemarse, estos gases, estas gotas se precipitan y se sueldan entre sí, formando una roca denominada científicamente ignimbrita y en el Perú popularmente sillar. Los
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Volcánicos Huambos incluyen rocas formadas por vidrio volcánico como obsidianas y probablemente piedra pómez. Finalmente acota que las erupciones se produjeron después del inicio del levantamiento de los Andes y que los Volcánicos Huambos cubren la superficie de erosión a diferentes alturas rellenando de paso las depresiones locales.
Navarro y Monge (2010). Explican que el origen del Arco Magmático del Grupo Calipuy está íntimamente relacionado al proceso dinámico de la subducción de la Corteza Oceánica (placa de Nazca) bajo la Corteza Continental (placa Sudamericana) con un ángulo de 30º a una taza de convergencia de 110 +/- 8 mm/año. Ellos afirman también que las rocas volcánicas del grupo Calipuy son el resultado de un arco magmático generado entre 54 y 8 Ma. Posibilitando el emplazamiento de varios centros volcánicos los cuales produjeron diversos depósitos volcánicos luego de intensas e intermitentes actividades efusivas, explosivas y extrusivas.
2.2.
BASES TEÓRICAS
2.2.1.
Los volcanes en el mundo
Existen
15
placas
listoféricas
en
el
mundo,
las
cuales
actúan
independientemente unas de otras, el Perú está ubicado sobre la placa Sudamericana, la cual interactua por subducción con la placa de Nazca. A su vez el Perú está ubicado dentro del llamado cinturón de fuego del Pacifico, el cual es conocido por su gran actividad volcánica en el mundo al largo de su historia.
Distribución global de las Placas litosféricas se puede apreciar en la (Figura 3).
9
Figura 3: Distribución global de las Placas litosféricas en el mundo. Fuente: Greenbelt (2014) 10
2.2.2.
Los Volcanes
Según Dávila (2011) “Los volcanes son estructuras rocosas de forma cónica que se forma por las efusiones del magma sobre la superficie terrestre”. Además, considera al centro volcánico como los lugares donde se produce la erupción de las masas volcánicas. 2.2.3. •
Partes de un volcán
Cámara magmática. Es la región situada en la profundidad de la litosfera donde se acumula y deposita el magma.
•
Cráter. Es una depresión u orificio externo, generalmente en forma de embudo, con paredes casi verticales, y por el que son arrojados los materiales volcánicos. Cuando esta depresión alcanza varios kilómetros de diámetro, y de forma circular, se le conoce como caldera.
•
Chimenea. Son los conductos de salida al exterior de las lavas y de los productos sólidos y gaseosos. Estos suelen ser profundas fracturas que se comunican con la cámara magmáticas, los cuales se van ensanchando por efectos de la erupción.
•
Cono volcánico. Es una elevación formada alrededor de la chimenea, originada por la acumulación de materiales provenientes de las erupciones.
•
Cráteres secundarios. Denominados también adventicios, se forma en las laderas del cono principal, llegando algunas veces a ser numerosos dando lugar a una estructura muy compleja. Rivera (2004).
Los volcanes son estructuras geológicas formadas por las emanaciones de magma hacia la litosfera, al ser estructuras los volcanes poseen partes (Figura 4).
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Figura 4: Partes de un Volcán Fuente: Gutiérrez (2013). Nivel macro El origen del magma está frecuentemente relacionado con la dinámica global de la corteza y el manto terrestre ya que, en general, se origina en los bordes de placas. En las dorsales el magma se forma por descompresión de los materiales del manto superior y a profundidades entre 15 y 30 Km., para dar como resultado rocas básicas como el basalto.
En las zonas de subducción el magma se
produce grandes profundidades, que alcanzan los 150 Km., gracias a la fusión parcial de la corteza oceánica y/o del manto y la corteza situados por encima, en un proceso que origina rocas predominantemente intermedias como las andesitas. En las zonas de colisión continental, en relación con los procesos de formación de montañas, se produce la fusión parcial de la corteza terrestre, originándose esencialmente rocas ácidas como el granito. Finalmente se dan zonas puntuales de magmatismo al interior de las placas tectónicas explicadas por la existencia de puntos calientes en el manto.
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Podemos idealizar así una zona de producción de magma y su zona de transporte hacia la superficie, que es el tránsito del magma en virtud a su estado fluido y a su menor densidad. En la zona de transporte del magma, las rocas son elásticas en profundidad y rígidas hacia la superficie, por lo que el magma inicialmente se desplaza como una onda de expansión térmica hasta alcanzar las fracturas y fallas de las porciones superiores. Por la contaminación de la zona de transporte la fusión de la roca encajante es más difícil y así el vulcanismo trata de atenuarse y emigrar al tiempo a lo largo de la fractura que le sirve de control. El Galeras muestra un vulcanismo, que como también en el caso del Ruiz, ha declinado y emigrado de sur a norte. (Booth y Fitch, 1897)
Figura 5: Estructura general de un volcán. 1. Edificio, 2. Basamento, 3. Cráter principal, 4. Cráter secundario, 5. Chimenea, 6. Respiradero, 7. Cámara magmática, 8. Derrames laicos, 9. Capas de piroclástos, 10. Lava, 11. Cúpula extrusiva. Adaptado de Geología Estructural. Fuente: Rivera (2004).
Nivel micro Tenemos la modificación del relieve y alteración del paisaje, sobre la superficie desde la cámara, donde se preparan las erupciones, periódicamente el material es vertido a través de la chimenea sobre la superficie en forma de erupciones volcánicas; cuando el edificio resulta alto (o también cuando se tapona la chimenea), por el menor esfuerzo del fundido trabajando sobre los costados del 13
volcán, se posibilita la formación de respiraderos laterales. El cráter principal (ej. el Arenas) es la porción terminal de la chimenea por donde se vierten los productos a la superficie, mientras que los extremos finales de los respiraderos
reciben el nombre de cráteres
parásitos, adventicios
o
secundarios. (Booth y Fitch, 1897) Erupciones volcánicas Se producen de diverso modo; algunas veces van acompañadas de explosiones y sismos, otras se desarrollan con cierta tranquilidad. La causa principal de las explosiones estriba en la obstrucción de la chimenea debido a la acumulación y enfriamiento de las lavas viscosas, que forman un tapón, atrapando considerables cantidades de gases. Estos gases se acumulan hasta que el aumento de presión haga saltar el tapón y pueda salir al exterior. Como consecuencia de estas explosiones, los volcanes expulsan al aire gran cantidad de fragmentos sólidos, líquidos y gases. Durante las erupciones, casi siempre hay emisiones de los tres productos, aunque la proporción y naturaleza de los mismos varían mucho. Como consecuencia de la explosión de gases, el magma se hace viscoso, pero aún puede ser suficientemente fluido como para alcanzar la superficie, recibiendo entonces el nombre de lavas, y derramarse por los alrededores, denominándose en este caso corrientes de lava. (Rivera 2004).
Productos Volcánicos. Los productos expulsados por las erupciones de los volcanes, pueden ser líquidos, sólidos y gaseosos; durante las erupciones, casi siempre hay emisión de los tres productos, aunque la proporción y naturaleza de estos varía.
Productos Sólidos o Piroclásticos Proceden de las paredes de la chimenea y de las lavas solidificadas en el interior de la misma o de lavas que se han solidificado en el aire al ser proyectadas por las explosiones. Se diferencian tres clases, según el tamaño de las partículas. Bombas Volcánicas. Son fragmentos que miden entre 3 y 30cm, aunque también se pueden encontrar de mayor tamaño, la forma redondeada, la adquieren al girar en el aire, todavía calientes. 14
Pómez. Son productos piroclásticos de composición acida. Se les encuentra en fragmentos de todos los tamaños, tanto en depósitos de proyección aérea, como en los de flujo turbulento o laminar. Son de color claro y muy porosos, debido a la intensa vesiculación que deja compartimientos separados por finas membranas vítreas, lo cual facilita que floten en el agua, como ocurre también con algunos lapilli muy porosos, que flotan temporalmente, pese a su mayor densidad. (Rivera 2004). Lapilli. Está constituido por fragmentos cuyo tamaño oscila entre 2 y 64 mm. Este término se reserva para los materiales de composición basáltica y se caracteriza por su color negro, que, como el de las escorias y bombas cambia a tonalidades rojizas por fenómenos de oxidación. Cenizas. De tamaño inferior a los 2 mm, son fácilmente arrastradas por el viento, y se depositan a grandes distancias, mientras que el material de grano más fino (polvo volcánico) puede permanecer mucho más tiempo en suspensión. En muchos casos la gran dispersión de estas finas capas de cenizas, les confiere el carácter de capas-guías con gran valor estratigráfico en algunas regiones (tefracronología) (Rivera, 2004). Productos Gaseosos. Son los productos que se producen al fundirse las rocas a profundidad, son los formadores del magma. Tiene gran importancia en las erupciones volcánicas, pues su poder de expulsión obliga al magma a subir por la chimenea hasta la superficie. (Rivera, 2004). Productos Líquidos. Estos productos son los que constituyen las lavas o materiales fundidos, más o menos pastosos y cuya temperatura suele ser superior a 1100° C, los cuales al salir del cráter forman ríos o coladas de y productos incandescentes. La extensión de las coladas depende de la fluidez de la lava la que, a su vez, depende de su composición química. (Rivera, 2004).
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Productos fragmentarios. Araña (1984) realiza otra clasificación de los materiales volcánicos, distinguiendo una fracción volátil (gases) segregada del magma en un momento dado y otra fracción lávica (liquida con gases disueltos). Los piroclastos de caída pueden agruparse en escorias, bombas, lapilli, pómez y cenizas. La variedad de formas y medidas es enorme si se considera que en sus fases explosivas una erupción de tipo medio arroja miles de metros cúbicos por segundo de estos fragmentos. Los piroclastos en capas o depósitos se denominan genéricamente “Tephra”, aunque este término se restringió inicialmente a los “de caída”, hasta que el uso y su introductor. Tabla 01: Clasificación de las rocas volcánicas eruptivas Tamaño de los Piroclastos fragmentos (mm) >64 Bombas (principalmente)
Roca Piroclástica
Aglomerado Brecha piroclástica
Bloques (principalmente) Lapilli
Toba de lapilli
1/16-2
Ceniza gruesa
Toba de ceniza gruesa