Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras Las corrientes de densidad piroclástica en movimiento son controlados y siguen preferentemente cuencas y canales. Este control topográfico se muestra en la distribución del área de ignimbritas, que típicamente estancan a grandes espesor en valles y grado en depósitos delgados. Las ignimbritas grandes pueden, sin embargo, formar extensas láminas radiales que entierran completamente la topografía pre-eruptiva. Muchas ignimbritas fueron emplazadas por corrientes piroclásticas que pudieron superar altas barreras topográficas a decenas de kilómetros distancia del respiradero. Por otra parte, pequeños flujos piroclásticos que se mueven a través de una llanura pueden limitar los mismos formando diques de bloques laterales, similares a flujos de lava o escombros, y terminan en lóbulos con frentes de diques. Las distancias recorridas van desde unos pocos cientos de metros para depósitos pequeños de flujo de bloques y cenizas hasta los. 200 km para las ignimbritas más extendidas. La geometría de ignimbritas ha sido poco documentada, en parte porque la erosión ya que la deposición a menudo ha eliminado grandes cantidades de material, especialmente en depósitos más delgados. Ignimbritas se componen de material piroclástico juvenil, representado por piedra pómez o escoria en el bloque-lapilli fracción y por fragmentos de vidrio y cristales en la fracción de ceniza y de fragmentos líticos extraños derivados de las paredes de conducto o recogido de la superficie. La composición química de los piroclastos es de origen riolítica y basáltico de series magmáticas toleíticas, calcoalcalinas y alcalinas. Muchas ignimbritas están divididas en zonas verticales o mezcladas en la composición química, proporcionando información sobre estructuras de la cámara de magma. Las proporciones relativas de componentes varían entre fracciones de tamaño de grano, así como con la Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras distancia desde la altura dentro de una sola ignimbrita, y varían entre ignimbritas en función de la composición de magma. Por ejemplo, los depósitos de flujo piroclástico generados durante las erupciones freato-magmáticas son generalmente más ricos en rocas líticas que los producidos por las erupciones magmáticas. Las ignimbritas altamente soldadas son generalmente pobres en materia lítica, probablemente porque los fragmentos líticos incorporados en el respiradero pueden enfriar drásticamente la mezcla piroclástica y así inhibir la soldadura. La distribución de frecuencia del tamaño de grano de los depósitos de flujo piroclástico es a menudo polimodal y no sigue una ley de distribución única (p. Ej., Gaussiana o Rosin-Rammier), aunque es común presentar distribuciones en gráficos log-normales y emplear el método descriptivo de Inman. La amplia gama de tamaños de partículas, desde una escala de micrómetros a metros, se refleja en altos coeficientes de clasificación. Algunas facies de ignimbrita se han descrito como "empobrecidas en finos", por lo que algunos autores quieren decir que los bloques están enriquecidos en relación con la ceniza. La distancia absoluta desde el respiradero hasta la cual se han transportado clastos de un tamaño y densidad determinados (es decir, peso) es comúnmente mucho mayor en ignimbritas que en depósitos de oleada piroclástica, lo que sugiere una mayor capacidad de transporte de Flujos piroclásticos en comparación con oleadas. Por otro lado, el rango fraccional de los clastos, es decir, su distancia absoluta desde el respiradero dividida por la longitud de salida del depósito, es muy variable, pero generalmente menor en ignimbritas que en depósitos de oleada piroclástica. Los fragmentos de láminas y los troncos de árboles, y las texturas de deformación fluida en las ignimbritas soldadas, así como los cristales microscópicos alargados, a menudo se orientan Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras en un ión de moda sistemático que indica la dirección del flujo controlada por la topografía local o por la extensión radial desde el respiradero. Al igual que con los cambios de espesor local, la interpretación de las direcciones del flujo local debe considerar cuidadosamente que el drenaje a los valles puede haber ocurrido durante o inmediatamente después de la deposición. Depósitos que se cree están emplazados por oleadas que avanzan por delante de la corriente piroclástica. Las oleadas de tierra pueden ser ricas en lítica o piedra pómez. Los depósitos a chorro ricos en ceniza fina y piedra pómez principal de capa son se cree que se deposita a partir de chorros concentrados expulsados por delante de la corriente. La capa dos está compuesta por una capa dosa de ceniza basal graduada a menudo de manera inversa que se desarrolla de manera variable, con un contacto agudo o una transición gradual hacia la capa superpuesta dosb. Se cree que la capa dosa se forma en una capa límite inferior por interacción del flujo con el sustrato. La capa tres es un depósito de ceniza vítrica fina que comúnmente es masiva con características de caída, pero también puede mostrar evidencia de transporte lateral en el suelo, como unidades de flujo en miniatura, estratificación o incluso estratificación cruzada. Se cree que la ceniza de la capa tres se depositaron a partir de la nube de cenizas que anula un flujo piroclástico. La capa tres puede no estar asociada con cada unidad de flujo; de hecho, la capa tres solo se puede encontrar encima de toda la ignimbrita si el emplazamiento de la sucesión de unidades de flujo fue más rápido que el asentamiento de las cenizas finas de la nube de cenizas predominante. Algunas ignimbritas se asocian con co-ignimbritas-capas de ceniza brillante, lo que sugiere que las nubes de ceniza depositadas tenía dimensiones plinianas. Muchas ignimbritas que son masivas a lo largo de las Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras regiones intermedias a distales contienen depósitos de estratificación variable, formados por tracción cerca del respiradero que están asociados con erosión y depósitos de transición a, o se asemejan, a oleadas piroclásticos. Dichos depósitos suelen mostrar capas lensoides, onduladas y discontinuas, laminaciones o capas cruzadas, con tamaño de grano variable y clasificación deficiente a moderada de las capas individuales, y gradualmente se fusionan en ignimbrita masiva más lejos del respiradero. Además, durante las erupciones de 1980 también se producen depósitos de flujo piroclásticos en capas cruzadas en trayectorias de flujo empinadas, como en el monte St. Helens. La toba amarilla napolitana (Italia) es una ignimbrita que parece caracterizarse por tales facies en la mayor parte de su extensión. Se interpreta que estas facies de transición se han emplazado en condiciones de concentración intermedia de corrientes de densidad piroclástica rápida que evolucionaban desde la columna de erupción colapsada hacia concentraciones más altas más lejos del respiradero. Los depósitos de flujo piroclástico de pequeño volumen derivados de flujos confinados al valle terminan marginalmente contra las paredes del valle. Los clastos líticos pesados son más susceptibles a cambios en la capacidad de transporte de las corrientes piroclásticas, que disminuyen con la distancia del respiradero, como se refleja en el tamaño decreciente de los líticos en las ignimbritas. Las reducciones locales en la capacidad de transporte pueden inferirse de los pasos en el tamaño lítico frente a los patrones de distancia, pero están marcados más evidentemente por la aparición de brechas de rezago lítico. Estos son comúnmente lechos de bloques líticos soportados por clastos con una Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras matriz de ceniza que puede o no estar empobrecida en ceniza fina en comparación con la matriz normal de ignimbrita. Las brechas líticas ocurren en entornos proxi-mal, donde están dominadas por rocas de la pared derivadas de los respiraderos, o en otros lugares en entornos paleotopográficos específicos, donde los fragmentos líticos de origen local pueden ser importantes. La formación de brechas líticas locales más distales está controlada por condiciones topográficas específicas. Más comúnmente, las brechas líticas locales se encuentran en cambios repentinos de pendientes pronunciadas a poco profundas, donde las corrientes piroclásticas posiblemente pasaron a través de saltos hidráulicos estacionarios. Otras brechas locales ocurren dentro de curvas de un valle, donde pueden haberse formado grandes vórtices o donde los flujos piroclásticos entraron en grandes masas de agua. Las brechas líticas locales también pueden formarse inmediatamente aguas abajo de los entornos topográficos que favorecen la erosión y el arrastre masivo de los clastos superficiales por una corriente piroclástica, que posteriormente descarga esta carga adicional. Las ignimbritas muestran texturas y estructuras desarrolladas en respuesta a sus altas temperaturas posteriores al emplazamiento y los volátiles retenidos, es decir, soldadura, desvitrificación y alteración de la fase de vapor. El inicio de la soldadura en el tiempo y el espacio está determinado principalmente por la composición del magma (incluidas las especies volátiles retenidas que bajan el vidrio viscosidades), tensiones de carga y temperatura (tanto el valor absoluto como el tiempo pasado por encima de cualquier valor dado, es decir, la velocidad de enfriamiento). Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras Las temperaturas mínimas típicas para la soldadura están entre 500 y 650 C para las composiciones calcolcalinas. La mayoría de las ignimbritas soldadas, independientemente de la temperatura, incluyen algún material que no está soldado debido a un enfriamiento rápido (p. Ej., Directamente sobre un sustrato frío) o tensiones de carga inadecuadas (p. Ej., La parte superior de un depósito). En depósitos jóvenes, el contraste entre sinterizado y el material no soldado puede ser muy claro, pero en la antigüedad depósitos, la sinterización no se puede distinguir fácilmente de otros procesos diagnéticos que causan induración y clara la soldadura se ve solo en presencia de clastos aplanados. Ignimbritas emplazadas a temperaturas suficientes para soldar comúnmente se enfrían lo suficientemente lento como para que el vidrio juvenil se desvitrifique. Existe un amplio espectro de efectos desde la cristalización microscópica preservando la textura piroclástica original, aunque hasta la sobreimpresión total por una gruesa textura granofírica. En un extremo, las ignimbritas calientes y gruesas (por ejemplo, depósitos de relleno de caldera) pueden recristalizarse para volver a parecer una roca intrusiva. Sin embargo, la desvitrificación post eruptiva menor en depósitos antiguos puede ser difícil de distinguir de la desvitrificación diagenética a largo plazo. Una ignimbrita soldada que se acumuló tan rápidamente que se produjo un enfriamiento insignificante (ya sea compuesto por una o muchas unidades de flujo), lo que resultó en una disposición simple de zonas de soldadura (Fig. 8c), es una unidad de enfriamiento simple. Las unidades de enfriamiento compuestas muestran desviaciones del perfil simple, que se ven más claramente en Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras gradientes verticales irregulares en densidad aparente y relación de deformación, y se interpretan ampliamente para reflejar un emplazamiento prolongado con la oportunidad de que ocurra un enfriamiento parcial entre paquetes sucesivos de material. No está claro si los perfiles complejos de densidad / soldadura en las unidades de enfriamiento compuestas representan interrupciones de tiempo significativas en la deposición (que no necesitan largo si intervienen lluvias intensas) o variaciones en las temperaturas de emplazamiento de los flujos sucesivos. Los flujos de bloques y cenizas pueden formarse por el colapso de las columnas de erupción vulcaniana, pero la mayoría de los ejemplos históricos se generaron por el colapso parcial o total de los domos de lava viscosa a medida que se ensanchan demasiado en sus frentes durante el crecimiento. Los volcanes que producen domos de lava y flujos de bloques y cenizas son numerosos. Los flujos de bloques y cenizas comúnmente se extienden hasta 10 km desde su origen a velocidades de hasta 100 km / hy van acompañados de oleadas de nubes de cenizas, que alcanzan una distribución de área más amplia en comparación con los flujos de bloques y cenizas confinados en valles. Los depósitos de flujo de bloques y cenizas difieren de los ig-nimbritas pómez por contener poca ceniza fina de 1/16 mm (usualmente 5% en peso) pero una gran fracción de bloques densos a moderadamente vesiculares, raramente pómez, de hasta varios metros de diámetro que se derivan del domo de la fuente juvenil y posiblemente de los restos del domo más antiguo. Los depósitos están mal clasificados, pero aún no se ha informado una distribución completa del tamaño de grano (incluida la fracción de bloque). Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras La estructura del lecho puede estar soportada por clastos o por matriz y generalmente es masiva, pero pueden producirse localmente capas vagas. Unidad de flujo Las estructuras como en las ignimbritas no se observan comúnmente debido a la ausencia de fragmentos de baja densidad, pero puede haber una capa basal de grano fino (o libre de bloques) y las tuberías de lapilli son raras. Los bloques están distribuidos uniformemente a través del lecho o muestran una clasificación de cola gruesa normal o inversa. Se pueden llevar bloques grandes hasta la punta distal del depósito, pero se ha observado que el tamaño de bloque más grande alcanza un máximo a una distancia intermedia, cayendo hacia el respiradero así como hacia el extremo del flujo. Los depósitos de flujo de bloques y cenizas tienen aproximadamente 1 a 10 m de espesor y delgados a 1 o 2 m en sus extremos lobulados y romos. El patrón de variación detallado con una distancia de tanto el tamaño como el grosor de los clastos dependen en gran medida de cómo evoluciona el gradiente del canal. Puede que no haya ningún depósito en pendientes pronunciadas, como inmediatamente debajo del domo. Los flujos piroclásticos generados en los volcanes cercanos a la costa o en la isla del océano pueden ingresar al mar y producir depósitos volcánicos submarinos generalizados. Existe evidencia geológica de una variedad de formas en las que los flujos piroclásticos interactúan con el mar. Los escenarios de flujos piroclásticos erupcionados en tierra o en aguas poco profundas incluyen Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras 1. Los flujos piroclásticos se mezclan con el agua de mar, provocando explosiones de vapor o transformación en escombros flujos o corrientes de turbidez 2. Las corrientes de densidad piroclástica viajan a través del agua, dejando caer sedimentos en el mar 3. Los flujos piroclásticos permanecen intactos y empujan dejar las aguas poco profundas cerca de la costa o fluir bajo aguas más profundas hasta que se detengan o se transformen en flujos de escombros La evidencia de flujos de escombros y turbiditas relacionados con el flujo piroclástico submarino es abundante, lo que sugiere que la mezcla de flujos piroclásticos con agua de mar ocurre comúnmente. Que tal mezcla implicaba explosiones freáticas ha sido implicado por un aumento de las proporciones cristal / lítico o un cambio a tamaños más finos en la población de cristales de los depósitos submarinos en comparación con los de la tierra, pero la evidencia de explosiones costeras no se informa comúnmente. Las ignimbritas soldadas en entornos antiguos cercanos a la costa probablemente desplazaron el agua de mar sin mucha interacción. A excepción de las tuberías de brechas locales en la base de la ignimbrita, donde se vaporizó el agua en el sedimento húmedo. Existe poca evidencia convincente de que los depósitos de flujo piroclásticos calientes primarios se hayan emplazado en aguas profundas. Sin embargo, hay pruebas de que algunas corrientes piroclásticas pudieron viajar grandes distancias a través del mar; el flujo de Koya en Japón, por ejemplo, tuvo que cruzar 30 km sobre las aguas profundas del mar japonés para emplazarse en Kyushu y las islas vecinas. Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras Los respiraderos de la fuente de ignimbrita, especialmente de los ejemplos de gran volumen, a menudo están ocultos por el hundimiento de la caldera y el relleno de caldera. Los respiraderos enterrados pueden ubicarse mapeando las variaciones de facies regionales en la ignimbrita (espesor, tamaño de grano, tamaño máximo de clastos, grado de soldadura), por brechas de retardo lítico y por los patrones de orientación de flujo de troncos, fragmentos laminados y cristales. . Las ignimbritas de volumen pequeño a intermedio se derivan comúnmente de respiraderos centrales que pueden identificarse mapeando la distribución de los lechos de caída asociados. La evidencia de que tales ignimbritas estallaron a través de fracturas de anillos en lugar de que los respiraderos centrales se han proporcionado en algunos casos. En la ignimbrita Bishop, los tipos característicos de rocas líticas derivadas de los respiraderos muestran que la precipitación anterior y la producción de ignimbrita de un solo respiradero fueron seguidas por la erupción de las partes media y superior de la ignimbrita de múltiples respiraderos a lo largo de una fractura de anillo que definió la estructura. Las variaciones sectoriales en las proporciones de mezcla de riolita y traquita en la ignimbrita compuesta P1 en Gran Canaria no pueden conciliarse con un respiradero central, pero requieren erupción a través de una fisura anular; no hay caída pliniana asociada y por lo tanto no hay evidencia de erupción previa a través de un ventilación central. Los flujos piroclásticos secundarios formados por el colapso de la ignimbrita primaria, en gran parte no compactada, dejando una o múltiples cicatrices, y viajaron por valles de hasta 10 km de la misma manera que lo hicieron los flujos primarios. Los depósitos de flujos piroclásticos secundarios tienen hasta 10 m de espesor y son casi indistinguibles en estructura y composición de los depósitos Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras primarios, que contienen capas de segregación de piedra pómez basal lítica y superior y tubos de lapilli. Las explosiones freáticas, que pueden ocurrir meses o años después del emplazamiento, hacen estallar cráteres a través de depósitos de flujo piroclástico emplazados en suelo húmedo o agua atrapada y forman anillos de toba laminada en capas cruzadas en su superficie (por ejemplo, en Mount St. Helens). Las fuertes lluvias y el derretimiento del hielo en los volcanes glaciares generan inundaciones que se erosionan fácilmente y se mezclan con material de flujo piroclástico no consolidado para formar lahares como, por ejemplo, en Mount Redoubt, Alaska. A menudo es difícil distinguir los depósitos de flujo piroclásticos primarios del material secundario reelaborado, especialmente en los volcanes donde abundan los depósitos de flujo de bloques y cenizas. Se sabe que las tuberías de segregación y los fragmentos de vegetación carbonizada se encuentran en depósitos secundarios reelaborados con agua, los primeros debido al escape de vapor o agua y los segundos heredados del depósito caliente primario. En algunos casos, las técnicas paleomagnéticas (uniformidad de la dirección de magnetización, estimaciones de la paleotemperatura) también se pueden utilizar para inferir un origen primario o secundario. Durante el enfriamiento lento de los depósitos de flujo piroclástico, la precipitación de óxidos de hierro a menudo crea una zona superior de color rosa en los depósitos no soldados, y la precipitación de varios minerales de las fases de vapor (predominantemente cris-tobalita, tridimita y minerales hidratados) puede ser parcial o totalmente llenar los intersticios entre las partículas. Los canales de gasificación, o fumarolas, que pueden estar activos durante muchos años a medida que el vapor formado por la interacción entre el depósito Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras caliente y el agua de lluvia o subterránea asciende a lo largo de canales preferenciales, desarrollan incrustaciones de sublimas en fase de vapor enriquecidos en oligoelementos. El ensamblaje de minerales de zeolita (principalmente filipsita, chabasita y, en una etapa posterior, analcima, pero ocurren muchas otras zeolitas), la extensión de la cementación de zeolita y la distribución de las zonas zeolitizadas en el depósito aparentemente disminuyó. El modelado de la erupción proporciona una idea de las condiciones físicas de la formación de flujo piroclástico. La mezcla de gas piroclasto caliente de alta velocidad que sale del respiradero tiene una densidad aparente del orden de 10 kg / m3, pero se diluye con el aire arrastrado que se expande al calentarse. El arrastre de aire suficiente facilita la formación de una columna pliniana flotante de densidad inferior a la atmosférica, pero las condiciones de erupción, como un diámetro de ventilación más amplio, limitan la eficiencia de la dilución. Sin embargo, los modelos de erupción se simplifican asumiendo que la mezcla de la erupción es homogénea en composición y propiedades físicas a través del respiradero, pero estudios detallados recientes de depósitos cercanos al respiradero muestran que este no es necesariamente el caso. El colapso de la columna no es irreversible y puede ocurrir una actividad pliniana renovada Los enfoques de modelado de las corrientes de densidad piroclástica emplean una liberación de un solo pulso de volumen finito desde la fuente o condiciones de estado estable de suministro de material mantenido durante el transporte. La duración de las erupciones puede variar en más de 3 órdenes de magnitud, desde explosiones freatomagmáticas discretas a través de patrones de colapso complejos de columnas de erupción no sostenidas hasta una actividad más o Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras menos continúa de larga duración. Un carácter de pulso se atribuye a las oleadas piroclásticas derivadas de explosiones instantáneas y a pequeños flujos piroclásticos derivados del colapso parcial de la columna durante erupciones relativamente débiles. Gran parte de la presente discusión sobre el transporte de flujo piroclástico se refiere a si la densidad aparente presuntamente baja de la mezcla colapsante se mantiene durante una distancia de desplazamiento lateral sustancial o si la corriente piroclástica se desinfla rápidamente. Los mecanismos de transporte de las corrientes piroclásticas se están discutiendo actualmente en términos de dos modelos extremos, flujos de masa piroclásticos densos y corrientes de suspensión piroclásticas diluidas. La movilidad del flujo piroclástico también se puede mejorar mediante la fluidización, donde una fase gaseosa que se mueve hacia arriba apoya y desbloquea parcialmente las partículas. El concepto de fluidización prevé la disolución del gas magmático de los piroclastos y el arrastre de aire, preferentemente en el frente de flujo, como fuentes de gas. Los flujos granulares inerciales deben detenerse en seco y colocarse en masa cuando disminuyen las tensiones cortantes, por ejemplo, al encontrarse con una pendiente plana. Algunos flujos de bloques y cenizas satisfacen efectivamente esta condición. El depósito de una corriente de suspensión piroclástica necesariamente se acumulará progresivamente pero, dado que las corrientes de suspensión invariablemente se estratifican con una mayor concentración de partículas cerca de su base, el proceso de depósito es probablemente complejo y poco se puede inferir todavía sobre el resultado formas de lecho y características de tamaño de grano. Ignimbritas y bloques de ceniza #10 Rafael Armando Zaldaña Deras Cuanto menor sea el contraste de densidad, más eficiente debe ser la mezcla con agua y, por lo tanto, las corrientes diluidas deben viajar mayores distancias a través del agua. Sin embargo, estas relaciones no se han explorado cuantitativamente. Las grandes barreras topográficas pueden ser superadas por corrientes piroclásticas diluidas debido a su baja densidad. El modelo de corriente de suspensión predice que una gran fracción de masa de material erupcionado puede emplazarse como ceniza de co-ignimbrita extensa. Otras unidades de flujo gradúan lateralmente en capas de ceniza delgada y extendida que fueron claramente emplazadas por corrientes mucho más profundas que los depósitos. Las ignimbritas masivas gruesas que se dividen en zonas de composición continuamente se emplazaron aparentemente por una degradación progresiva de corrientes.
