Vilama es una caldera del Mioceno en Bolivia y Argentina . Ubicada en la frontera entre los dos países, forma parte de la Zona Volcánica Central , uno de los cuatro cinturones volcánicos de los Andes . Vilama es remota y forma parte del complejo volcánico Altiplano-Puna , una provincia de grandes calderas e ignimbritas asociadas que estuvieron activas desde hace unos 8 millones de años, a veces en forma de supervolcanes .
Se estimó originalmente que la caldera de Vilama tenía un tamaño de 40 por 65 kilómetros (25 mi × 40 mi), pero luego se revisó el tamaño para que estuviera entre 15 y 18 kilómetros (9,3 a 11,2 mi) y 35 a 40 kilómetros (22 a 25 mi) y está casi completamente enterrada debajo de volcanes más jóvenes que han crecido a lo largo del margen de la caldera; la actividad volcánica en estos volcanes continuó hasta el Pleistoceno . También se desarrollaron varios lagos en el suelo de la caldera, que contiene un domo resurgente .
Vilama es la fuente de la enorme ignimbrita Vilama, que se formó durante una erupción con un índice de explosividad volcánica de 8 hace unos 8,4–8,5 millones de años. Una gran cantidad de la ignimbrita Vilama se encuentra dentro de la depresión de la caldera, mientras que la parte exterior de la caldera cubre una superficie que supera los 4.000 kilómetros cuadrados (1.500 millas cuadradas). El volumen total de la ignimbrita es de unos 1.200–1.800 kilómetros cúbicos (290–430 millas cúbicas), posiblemente hasta 2.100 kilómetros cúbicos (500 millas cúbicas). Otra gran ignimbrita, la ignimbrita Sifon, también puede haber sido erupcionada por Vilama, mientras que la ignimbrita Granada se atribuyó posteriormente a un volcán separado.
La caldera de Vilama se encuentra en la frontera entre Argentina y Bolivia en la Puna - Altiplano , una alta meseta en los Andes centrales . [2] El volcán se extiende a lo largo de la frontera entre Bolivia y Argentina, al noreste de Cerro Zapaleri , que es el punto triple entre Argentina, Bolivia y Chile allí. [3] La región está en gran parte deshabitada debido a su duro clima, sin embargo se han encontrado varios sitios arqueológicos [4] y se ha encontrado obsidiana de Vilama en todo el noroeste de Argentina. [5]
Vilama es parte de la Zona Volcánica Central , que junto con la Zona Volcánica Norte , la Zona Volcánica Sur y la Zona Volcánica Austral es uno de los cuatro cinturones volcánicos a lo largo de los Andes. [6] La Zona Volcánica Central alberga más de mil volcanes, de los cuales 44 estuvieron activos después de las épocas glaciares. [7] Muchos de estos son parte del arco volcánico principal , que consiste en estratovolcanes como Coropuna , los Nevados de Payachata , Ojos del Salado y Ollagüe y con frecuencia alcanzan alturas superiores a los 6.000 metros (20.000 pies). [8] La Zona Volcánica Central es también el sitio de una serie de grandes calderas, como Los Frailes , Kari-Kari , Pastos Grandes , Cerro Panizos , Cerro Guacha , complejo Purico , Coranzulí , La Pacana , Aguas Calientes , complejo volcánico Negra Muerta , Galán , caldera Wheelwright e Incapillo . [6]
La caldera de Vilama tiene entre 15 y 18 kilómetros (9,3 a 11,2 mi) y 35 a 40 kilómetros (22 a 25 mi) de ancho. [1] Las rocas volcánicas más jóvenes han oscurecido casi por completo sus márgenes, con la excepción de un escarpe de 250 a 400 metros (820 a 1310 pies) de altura en el lado occidental de la caldera. [1] La caldera contiene un domo resurgente de 30 por 10 kilómetros (18,6 mi × 6,2 mi) [9] grande rodeado por un foso de 400 a 800 metros (1300 a 2600 pies) de profundidad. Este foso, que falta en el lado oriental de la caldera, contiene varios lagos como Laguna Chojllas , Laguna Coruto y Laguna de Vilama , el último de los cuales da a la caldera su nombre. Alrededor de la caldera se encuentran varios centros volcánicos más jóvenes que pueden estar ubicados por encima de su margen, como los domos y el estratovolcán Khastor, los volcanes Cerro Alcoak y Cerro Salle , [1] la cadena Cerros Conventos-Niño-Coyamboy, [10] los domos Vitichi y Cerro Bayo [1] y el estratovolcán Vilama de 5.678 metros (18.629 pies) de altura [11] . [12] Estos edificios son en su mayoría centros dacíticos que se consideran la expresión del vulcanismo posterior al colapso en el sistema Vilama. [13]
Al principio se consideró que la caldera tenía 40 por 65 kilómetros (25 mi × 40 mi) de ancho con un centro alrededor de 22°36′S 66°51′O / 22.600, -22.600; -66.850 , [14] coincidiendo con la depresión Vilama. Los respiraderos se localizaron en el margen oriental debajo de los volcanes Cerro Caucani, Cerro Solterío, Campanario y Coyaguayma, [15] que a su vez forman el complejo volcánico Abra Granada . [16] También se identificó una caldera anidada asociada con la ignimbrita Bonanza, [17] la caldera Coruto de 20 por 40 kilómetros (12 mi × 25 mi) [18] que está situada al suroeste de la extensión redefinida de la caldera Vilama. [19]
Frente a la costa occidental de América del Sur, la placa oceánica de Nazca se subduce por debajo de la placa de América del Sur en la fosa de Perú-Chile . El vulcanismo asociado con la subducción en la región ha estado en curso desde el Jurásico . [20] La deshidratación de la placa descendente hace que se formen masas fundidas en la astenosfera superior que impulsan la actividad en el arco volcánico. [8]
Al este del arco volcánico principal de la Zona Volcánica Central, la región del trasarco ha estado volcánicamente activa desde el Oligoceno , generando edificios volcánicos que van desde pequeños volcanes monogénicos hasta grandes calderas con sus ignimbritas . Estas últimas forman el llamado complejo volcánico Altiplano-Puna [14] centrado alrededor del punto triple Chile-Bolivia-Argentina, [6] que estuvo activo principalmente en el Mioceno al Pleistoceno [14] y es una de las provincias de ignimbritas más grandes del mundo. [21] Estos centros erupcionaron principalmente magmas dacíticos . [20] Entre los volcanes del complejo volcánico Altiplano-Puna están el Cerro Panizos al noreste de Vilama y el Cerro Guacha al suroeste de Vilama; [22] las calderas Vilama, Coruto y Guacha han sido denominadas el "complejo de calderas Eduardo Avaroa" ( Complejo Caldérico Eduardo Avaroa ). [23]
La historia volcánica del complejo volcánico Altiplano-Puna es poco conocida, debido a la superposición y enterramiento de centros volcánicos más antiguos debajo de los más jóvenes, las dificultades para separar diferentes ignimbritas, la falta de erosión que resulta en una mala exposición de las unidades y los desafíos de acceder a la región remota. [14] Las correlaciones cronológicas indican que la actividad volcánica comenzó hace 10 millones de años y aumentó hace 8 millones de años; [24] el inicio de la actividad volcánica probablemente fue provocado por la entrada de magma basáltico en la corteza después de que una parte de la litosfera se había desprendido. [25] Hace entre 8 y 4 millones de años ocurrieron erupciones a gran escala, como estas en Cerro Panizos, Coranzulí, Vilama, Cerro Guacha y La Pacana . La actividad volcánica disminuyó en el Pleistoceno, durante el cual la actividad ocurrió dentro de la caldera de La Pacana y en Cerro Purico , [24] con las erupciones más recientes formando el domo de Cerro Chao y el complejo Cerro Chascon-Runtu Jarita . La deformación continua de la superficie en Uturunku se considera una señal de que la actividad volcánica en el complejo volcánico Altiplano-Puna aún continúa. [26] Las imágenes sísmicas muestran la existencia de un cuerpo de magma parcialmente fundido en la corteza debajo del complejo volcánico Altiplano-Puna. [27]
El terreno pre-caldera en Vilama está formado por varias formaciones sedimentarias y volcánicas , como la Formación Acoite del Paleozoico y el Grupo Salta del Cretácico ; [9] [12] [1] Los sedimentos del Ordovícico son el componente más importante del basamento mientras que las unidades posteriores solo afloran esporádicamente. [28] Las unidades volcánicas de edad Oligoceno -Mioceno anteriores a la formación de la caldera de Vilama incluyen la ignimbrita de Granada de 9,7-9,8 millones de años, la ignimbrita de Lagunillas de 10,25 ± 0,12 millones de años, las lavas Ojo de Perico de 9,8 ± 0,7 millones de años y otras unidades volcánicas. [29] [30] La actividad volcánica posterior de otros volcanes de la región condujo al emplazamiento de rocas volcánicas extrañas en la caldera de Vilama, como las ignimbritas Bonanza, Cienago y Panizos y las lavas Loromayu. [13] En términos tectónicos, durante el Cenozoico la región se elevó sustancialmente, formándose una alta meseta con una elevación promedio de unos 4 kilómetros (2,5 millas). [20]
La ignimbrita de Vilama está formada por dacita, que pertenece a una suite calcoalcalina rica en potasio . [31] La ignimbrita contiene fenocristales que consisten en biotita , hornblenda , plagioclasa de andesina , cuarzo piroxeno y componentes opacos. [32] Estos minerales también forman de manera más general las fases minerales primarias de la ignimbrita, mientras que la allanita , la apatita , el óxido de hierro , el óxido de titanio y el circón son fases accesorias. Probablemente como consecuencia de la composición heterogénea del magma , la química y la petrografía de las ignimbritas varían entre unidades y afloramientos separados. [33] Se ha inferido que antes de la erupción el magma estaba a 760–810 °C (1,400–1,490 °F) de temperatura. [34] Se ha sugerido que una mezcla entre materiales fundidos derivados del manto y de la corteza es la fuente del magma tanto para Vilama como para otros sistemas complejos volcánicos del Altiplano-Puna. [35]
La región tiene un clima seco con precipitaciones irregulares (300 milímetros por año (12 pulgadas/año)), temperaturas entre 3–6 °C (37–43 °F) [36] y altas variaciones de temperatura diurna. [37] La vegetación consiste en estepa arbustiva , [38] con Festuca , quenoa , tola , Prosopis ferox y yareta como miembros típicos. El terreno dominado por volcanes está libre de vegetación, y la mayor parte de la vida ocurre cerca de cuerpos de agua (incluyendo las gramíneas Oxychloe andina y Werneria pygmaea ). En la región se encuentran varios mamíferos y aves, incluyendo flamencos en lagos. [4]
La caldera de Vilama es la fuente de la ignimbrita de Vilama, que cubre una superficie de más de 4.000 kilómetros cuadrados (1.500 millas cuadradas) [39] y entró en erupción simultáneamente con el colapso y la formación de la caldera. [14] La erupción ocurrió entre 8,4 y 8,5 millones de años atrás, pero con una dispersión sustancial de las fechas radiométricas que, según Soler et al. 2007, puede deberse a un exceso de argón que contamina las biotitas y, por lo tanto, da como resultado datos de edad espurios. [40] Con base en las características de la ignimbrita, la erupción probablemente fue provocada por la falla del techo de la cámara de magma y el inicio posterior de una vigorosa salida de ignimbritas a través de respiraderos formados en el techo de la cámara de magma; [41] se han inferido condiciones de erupción similares para otras ignimbritas del Altiplano-Puna. [42] La erupción puede haber tomado la forma de una erupción pliniana , un fenómeno inusual para los eventos de colapso de calderas del Altiplano-Puna. [43]
La ignimbrita suele estar soldada y presenta características de unión. Es rica en cristales [44] pero tiene poco contenido lítico y pómez y pocas fiammes . [32] La ignimbrita entera contiene fenocristales con tamaños que alcanzan alrededor de 3-5 milímetros (0,12-0,20 pulgadas) de longitud. [33] Soler et al. 2007 proporcionaron descripciones detalladas de la ignimbrita. [45]
Dentro de la caldera, la ignimbrita de Vilama se emplazaba en varias unidades de flujo que suelen tener un espesor de 10 a 20 metros (33 a 66 pies); algunas unidades alcanzan espesores de 40 a 50 metros (130 a 160 pies). Estas unidades juntas tienen al menos 400 a 700 metros (1300 a 2300 pies) de espesor y forman una capa uniforme de ignimbritas densamente soldadas con piedra pómez y fragmentos líticos mal conservados. El depósito de ignimbrita dentro de la caldera muestra evidencia de formas de flujo y alteración por interacciones de vapor. Fuera de la caldera, la ignimbrita está formada por dos unidades de enfriamiento diferentes con características distintas. [32] La unidad de enfriamiento inferior es masiva, mal soldada y contiene líticos y piedra pómez; el contenido de estos varía en diferentes sitios y hay varios tipos diferentes de piedra pómez. El espesor de la unidad de enfriamiento inferior varía entre 7 metros (23 pies) y más de 110 metros (360 pies), [46] y la topografía preexistente ha controlado el emplazamiento de la unidad; [47] aflora principalmente en valles. [39] La unidad de enfriamiento superior es más gruesa y cubre una superficie mayor que la unidad inferior, aunque parte de esta última puede estar enterrada debajo de la unidad de enfriamiento superior. [46] La unidad de enfriamiento superior se emplazó sobre una superficie plana como un depósito uniforme con espesores que van desde 18 metros (59 pies) en su sector sur hasta 60 metros (200 pies) al norte. La unidad de enfriamiento superior se subdivide en una sección basal y una superior; [48] la sección basal está fuertemente soldada a veces hasta el punto de ser vitrófica con pocas fiamas y fragmentos líticos , [49] mientras que la sección superior está mal soldada y es de color marrón claro a rosa, con juntas columnares. Una zona de transición separa la unidad superior de 1 a 50 metros (3 pies 3 pulgadas – 164 pies 1 pulgada) de espesor con cantidades moderadas de líticos y fiamme de la unidad inferior. [50] Las dos unidades de enfriamiento pueden haberse formado bajo diferentes condiciones de erupción: las fuentes altas pueden ser la fuente de la unidad de enfriamiento inferior y las fuentes inferiores y menos estables, la de la unidad de enfriamiento superior. [39]
La ignimbrita de Vilama también incluye otras ignimbritas que anteriormente se consideraban ignimbritas separadas, como la ignimbrita de Capaderos, la ignimbrita de Ceja Grande, Tobas Coruto, Tobas Lagunillas 1, Tobas Lagunillas 2, Tobas Lagunillas 3, Tobas Loromayu 1, Tobas Lupi Gera y la ignimbrita de Toloma. [51] La inclusión de estos productos volcánicos en la ignimbrita de Vilama se basó en la similitud entre sus características y las de la ignimbrita de Vilama real, [32] incluyendo rasgos paleomagnéticos y petrológicos, [52] y juntos establecen un campo de ignimbrita alargado hacia el sur y el noroeste lejos de la caldera. [46] Los afloramientos cubren un área de 4.000 kilómetros cuadrados (1.500 millas cuadradas). [53] El volumen total de la ignimbrita es difícil de restringir ya que gran parte de ella no está expuesta y la forma de la caldera donde se acumularon grandes partes de la ignimbrita es poco conocida, pero puede variar entre 1.200-1.800 kilómetros cúbicos (290-430 millas cúbicas) [54] a 2.100 kilómetros cúbicos (500 millas cúbicas), [23] con la mayor parte contenida dentro de la caldera. [55] Con base en tales tamaños, la erupción que forma la caldera se considera una supererupción con un índice de explosividad volcánica de 8 y la caldera de Vilama es, por lo tanto, un supervolcán . [20]
Fracchia et al. 2010 propuso además que la "ignimbrita Pululus" que forma el Cerro Pululos al sureste de Vilama es en realidad una sección de la ignimbrita de Vilama, que luego fue levantada por una intrusión dacítica . [9] Además, se ha propuesto que la ignimbrita Sifon de 1.000 kilómetros cúbicos (240 millas cúbicas), que entró en erupción hace 8,33 ± 0,06 millones de años, [56] puede originarse en la caldera de Vilama. [57]
La actividad volcánica continuó en Vilama después del colapso de la caldera, [13] impulsada por una recuperación relativamente rápida del sistema magmático después de la formación de la caldera, [41] y resultó en la formación del domo resurgente. [58] Entre los productos de este vulcanismo se encuentran los domos y estratovolcán Khastor del norte de 5–8,1 ± 0,6 millones de años de antigüedad, los centros orientales de 6–8,4 ± 0,6 millones de años de antigüedad (Cerro Alcoak, Cerro Salle, domo Bayo y las lavas Vilama y Toloma) y las lavas Mesada Negra de menos de 8,4 millones de años de antigüedad en el domo resurgente. Los domos Vitichi son de edad Plioceno . [13] En Cerro Vilama la actividad volcánica continuó hasta el Pleistoceno , [59] con dataciones de potasio-argón que arrojaron fechas de hace 1,2 ± 0,1 y 900.000 ± 30.000 años. [60] Las imágenes magnetotelúricas del área han identificado una anomalía de baja conductividad eléctrica debajo de la caldera, que puede ser un cuerpo de magma solidificado. [61]
Originalmente, la ignimbrita de Granada también se consideró un producto de una erupción anterior de la caldera de Vilama; investigaciones posteriores indicaron que tiene su propio centro eruptivo en Abra Granada que no está relacionado con Vilama. [28] [14] Según esta teoría más antigua de la historia de la caldera, la ignimbrita de Granada fue la primera etapa de la formación de la caldera, y la segunda etapa generó la ignimbrita de Vilama propiamente dicha. [62] Esta teoría también preveía dos etapas posteriores de actividad, la primera vinculada a los volcanes máficos de Cerro Morado y las ignimbritas de Salle y Ceja Grande, mientras que la cuarta produjo la ignimbrita Bonanza de la caldera de Coruto, así como volcanes adicionales, incluido el Cerro Zapaleri . [63]