Distribución, condiciones de depositación, geoquímica y fuente de emisión de la Ignimbrita Lauca, Altiplano de Chile, Perú y Bolivia

Abstract

La Ignimbrita Lauca es un depósito de corrientes de densidad piroclástica que se extiende por el Altiplano y atraviesa las fronteras entre Chile, Perú y Bolivia a ca. 18°S en la Zona Volcánica Central en el área del Oroclino Boliviano. Mediante el estudio de imágenes satelitales e información adquirida para el levantamiento de la Carta Geológica Putre, publicada el 2018 por el Servicio Nacional de Geología y Minería, se describe la petrografía, analiza la geoquímica, evalúa la geocronología y establece la distribución y volumen de la unidad y se presenta una propuesta sobre su fuente de emisión. La Ignimbrita Lauca se considera equivalente a la Ignimbrita Pérez, en Bolivia, y a la Toba Pachía y Volcánicos Sennca en Perú. Es la más reciente de las ignimbritas cenozoicas en el área de estudio. Se originó por un único evento eruptivo entre 2,7 y 2,9 Ma en el Plioceno Superior. Es una unidad característica de un ambiente de magmatismo calcoalcalino y se estima que su fuente petrogenética primaria estaría asociada a profundidades corticales de ca. 64 km, lugar donde se habría fraccionado granate. Un segundo proceso de desequilibrio y diferenciación, a profundidades someras, estaría relacionado a cristalización y fraccionamiento de plagioclasa. Corresponde a un depósito piroclástico de composición riolítica compuesto por una unidad de oleada basal, de extensión local, y dos unidades de flujo posteriores estratigráfica y petrográficamente diferenciadas. Los depósitos alcanzan espesores mínimos de 10 m y máximos de aproximadamente 100 m, considerándose como representativo un promedio 30 m. Sus afloramientos actuales cartografiados presentan una superficie cercana a 3.500 km2 y se estima que su área original es de cerca de 30.000 km2. Es una ignimbrita de baja razón de aspecto (1:6.500) gracias a que sus unidades de flujo se transportaron distancias máximas conocidas de 180 km. Esta extensa distribución estaría asociada al aumento de energía cinética en las corrientes piroclásticas cuando estas se movilizaron a través de las elevadas pendientes que caracterizan el viaje entre la Cordillera Occidental y la costa chilena. El volumen total bulk original de la unidad es ca. 800 km3 y Dense Rock Equivalent (DRE) de 600 km3, presumiblemente asociado a un evento eruptivo formador de caldera de colapso. Antecedentes de esta estructura se encontrarían en el Altiplano boliviano, al norte del Nevado Sajama. Estaría delimitada por un escarpe semielíptico y plutones cuaternarios. Se propone que se trate de una caldera tipo downsag, cuyas dimensiones serían de ca. 25x35 km2, sobre la que se han depositado niveles aluviales y volcánicos cuaternarios. Sin embargo, lo anterior no resulta concluyente ante la inexistencia de evidencia geomorfológica y de una subsidencia consistente con el volumen emitido. Una hipótesis alternativa, para el origen de la unidad, es que esta se trate de una ignimbrita tipo escudo, cuyo diámetro mayor es de 90 km, formada por niveles piroclásticos que mantean suavemente (<5°) en torno a un centro aparentemente coronado por volcanismo emitido posteriormente a la extrusión de la Ignimbrita Lauca.