Eruptive parameters and pre-eruptive processes for late holocene activity centred at Melimoyu Volcano, Southern Chile (44°05'S)

Abstract

El volcán Melimoyu es un estratovolcán con actividad eruptiva histórica desconocida. Sin embargo, a lo largo de la Carretera Austral y rutas aledañas se observan depósitos de caída asociados a este centro, que evidencian al menos dos erupciones explosivas de importante magnitud ocurridas durante el Holoceno tardío. El depósito más antiguo, datado en ca. 2,8 cal ka AP y conocido en la literatura como MEL1, aparece zonado composicionalmente con piroclastos pumíceos de composición dacítica (64.3-65.4% SiO2) predominantemente en la porción inferior-media gradando abruptamente a piroclastos escoriáceos de composición basáltica (49.3-50.4% SiO2) en la porción superior. En contraste, el depósito más reciente, conocido como MEL2, y datado en ca. 1,6 cal ka AP, presenta una composición andesítica (59.5-61.3% SiO2). En este trabajo se analizaron depósitos en los alrededores del volcán a más de 20 km del origen. En su mayoría corresponden a la estratigrafía antes descrita, sin embargo, depósitos reconocidos en el sector oeste del volcán son macroscópica y texturalmente diferentes. Algunos fueron asignados al evento MEL2 sobre la base de análisis químicos en el material juvenil, o bien mediante dataciones radiocarbono en paleosuelos subyacentes. Para cada uno de los depósitos identificados se midió espesores y clastos mayores. La compilación de esta información permitió obtener volúmenes no-DRE de ~ 2,6 km3 para MEL1 y ~ 1,6 km3 para MEL2. Por otra parte, las alturas de columna obtenidas fueron aproximadamente 30-35 km para MEL1 y 25-30 km para MEL2. En cuanto a la dispersión atmosférica, esta sería E-SE para MEL1, mientras que MEL2 presenta una dispersión principalmente E. Producto del estudio químico y petrográfico de los piroclastos de MEL1 se reconoció que el reservorio dacítico se habría encontrado a profundidades moderadamente someras de ~ 2 kbar (7 km), donde los cristales, principalmente de plagioclasas y anfíbolas, se habrían formado sin perturbaciones importantes. En contraste, los productos escoriáceos sugieren una inyección de composición basáltica desde profundidades mayores, durante un período relativamente corto, que habría sido el gatillante de la erupción. La composición andesítica de MEL2 puede ser explicada mediante una mezcla de las composiciones dacíticas y basálticas respectivamente de MEL1, y posterior proceso de cristalización fraccionada. Los piroclastos andesíticos de MEL2 no muestran evidencia de recarga de magma, no obstante, se sugiere que procesos de cristalización y saturación de volátiles podrían ser los gatillantes de esta erupción.