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UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA)
FACULTAD DE I.G.M.M.G. E.A.P. Ingeniería Geológica “Informe Geológico Salida a Arequipa”
Curso: Vulcanología
Lima, 27 de Junio del 2018.
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Contenido
1.
INTRODUCCIÓN................................................................................. ................................................3
2.
UBICACIÓN .........................................................................................................................................4
3.
GEOMORFOLOGIA ............................................................................ ................................................5
4.
GEOLOGIA REGIONAL .................................................................................... .................................7
5.
DESCRIPCION DE LAS ESTACIONES OBSERVADAS ............................................................ 10
6.
5.1 Estaciones del día 1. ...................................................................................................... 10 5.1.1. Estación N° 1. ............ ................................................................................... .....10 5.1.2. Estación N° 2. ............ ................................................................................... .....10 5.1.3. Estación N° 3. ............ ................................................................................... .....11 5.1.4. Estación N° 4. ............ ................................................................................... .....12 5.1.5. Estación N° 5. ............ ................................................................................... .....13 5.1.6. Estación N° 6. ............ ................................................................................... .....13 5.2 Estaciones del día 2. ...................................................................................................... 15 5.2.1. Visita al OVI OVI (Observatorio Vulcanológico del INGEMMET). ......................15 5.2.2. Estación N° 1. ............ ................................................................................... .....19 5.2.3. Estación N° 2. ............ ................................................................................... .....19 5.2.4. Estación N° 3. ............ ................................................................................... .....20 5.2.5. Estación N° 4. ............ ................................................................................... .....21 5.2.6. Estación N° 5. ............ ................................................................................... .....22 CONCLUSIONES .......................................................................................................... .................... 24
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1.
INTRODUCCIÓN El presente informe geológico se redactó basado en la salida de campo realizado a los distritos de Cayma y Paucarpata pertenecientes al departamento de Arequipa, durante los días 10 y 11 de Junio, se realizaron 6 estaciones en el primer día de recorrido y 5 en el segundo día, donde se pudo observar las distintas características geológicas de la zona de estudio. Además de realizar una parada en el OVI (Observatorio Vulcanológico del INGEMMET) donde nos explicaron cómo se realiza el monitoreo de los volcanes mediante cuatro métodos principalmente (monitoreo sísmico, visual-térmico, geoquímico y geodésico). Las estaciones donde se realizaron las respectivas interpretaciones tanto de la geodinámica
externa,
geología
local,
geología
estructural,
estratigrafía,
geomorfología, petrología, como la vulcanología, se hicieron basados en la información obtenida de los cuadrángulos de Arequipa y Characato y de las observaciones realizadas en campo. Para realizar una buena caracterización geológica de la zona de estudio, se utilizó las cartas topográficas del cuadrángulo de Arequipa (hoja 33-s) y Characato (hoja 33-t), como también las imágenes satelitales; se realizó una interpretación individual y posteriormente se comparó con la que presenta la carta geológica donde se corroboro que la geología plasmada en la carta geológica correspondía con la interpretación geológica in situ de cada estación visitada. Los objetivos principales de este informe son reconocer los depósitos volcánicos (lapilli, cenizas) que están asociados a la formación del Volcán Misti y los volcanes Chachani y Pichu Pichu, identificar las características físicas de los lahares para no confundirlos con huaicos y el reconocimiento de los diferentes eventos vulcanológicos que ocurrieron en la zona.
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2.
UBICACIÓN La zona de estudio se encuentra ubicada al Sur del Perú en el departamento de Arequipa, provincia de Arequipa, abarcando los distritos de Cayma y Paucarpata. Las coordenadas UTM que comprende nuestra zona de estudio son:
Día 1
Día 2
E-N 1
229023.35 m E
8188468.00 m S
236337.00 m E
8183183.00 m S
E-N 2
228639.23 m E
8191054.74 m S
238673.00 m E
8183950.00 m S
E-N 3
230034.32 m E
8193501.94 m S
240618.00 m E
8185142.00 m S
E-N 4
230003.10 m E
8193624.58 m S
240618.00 m E
8185111.00 m S
E-N 5
229830.00 m E
8193472.00 m S
242642.00 m E
8184674.00 m S
E-N 6
221329.00 m E
8189499.00 m S
DIA 1
DIA 2
Fig. 1. Ubicación de la zona de estudio
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3.
GEOMORFOLOGIA En términos geomorfológicos, nuestra zona de estudio presenta dos tipos de unidades: las relacionadas al Chachani y las relacionadas al Misti. Unidades Relacionadas Al Chachani: El Valle del Chili: Esta geoforma atraviesa entre los volcanes Chachani y Misti cortando esta cadena volcánica; en el sector aguas arriba forma un cañón imponente y espectacular con aguas permanentes durante todo el año. Las paredes verticales (escarpas) muestran varias unidades que corresponden a los diferentes rellenos producidos por las erupciones volcánicas. La Llanura de Inundación de Arequipa: Corresponde a los terrenos que fueron rellenados en las etapas de crecidas del paleorío Chili; su área de influencia es importante, alcanzando los 10 Km. de longitud por 4 Km. de ancho. El material de relleno corresponde a fases fluviátiles de tipo en trenza anastomosado, con material grosero. Los Depósitos Piroclásticos (ceniceros): Que representan la actividad volcánica más reciente están constituidos por capas de lapilli de colores blancoamarillentas, con fragmentos de pómez, lavas, escorias y bombas, las cuales alternan con delgados niveles de areniscas volcánicas, capas de arenas y algunas cenizas volcánicas negras. Pueden alcanzar espesores de 15 a 20 m., pero es variable según la topografía. Se infiere que este evento ocurrió entre las dos últimas crisis climáticas (80,000 - 8,000 añ os). El abanico aluvial del Azufral: Claramente se expone este notable accidente geomorfológico en el flanco oriental del Chachani; probablemente está controlado por fallas. Se caracteriza por presentar quebradas más o menos rectilíneas, con paredes verticales (escarpas) en las parte altas (nacientes). El relleno es esencialmente material aluvional constituido casi enteramente de rocas volcánicas, predominando las andesitas; se presentan en variadas dimensiones ya sea en bloques, cantos, gravas, guijas y guijarros en una matriz limo - tufácea; forman conglomerados poco consolidados sin ninguna selección. Las Pampas Tufáceas de Alto de La Libertad: Conformadas enteramente por los depósitos tufáceos, de “nubes ardientes” con materiales sólidos eyectados por
las erupciones piroclásticas de Chachani que avanzaron y cubrieron un área muy extensa en la parte occidental de Arequipa. Llegaron a avanzar y transponer el límite morfológico del batolito de la caldera, ya que se encuentra tufos en las 5
quebradas que cortan dicha cordillera a altitudes de 2300 m. Dichas nubes
avanzaron con dirección sur y probablemente hacia el este, donde también rellenaron algunas zonas como las quebradas Nacaco y Huarangueros. Los Materiales Aluviales Recientes: Son producidos por aluvionamientos que rellenan el fondo de las quebradas. Litológicamente presentan conglomerados poco consolidados, gravas y arenas y menor arcilla; la potencia de estos depósitos depende del carácter de la depositación y configuración topográfica. Unidades relacionadas al Misti: El Cono Volcánico Aislado: Que es motivo de admiración por su perfecta forma cónica. Es el menos afectado por la erosión de los tres volcanes, ya que su cono superior corresponde a la última etapa volcánica reconocida en la zona. El territorio distrital presenta diversos paisajes fisiográficos, aunque está dominado por el territorio accidentado de quebradas de diversa profundidad y del valle del Chili. La mayoría de estos espacios están ocupados por habilitaciones informales, con predominio del uso residencial y en estado de precariedad, situación que agrava la vulnerabilidad de estos habitantes.
Fig. 2. Mapa geomorfológico de Cayma. (Caracterización del Distrito de Cayma)
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Fig. 3. Mapa geomorfológico de Paucarpata (Manrique, N.; 2014)
4.
GEOLOGIA REGIONAL En el área estudiada y alrededores se expone una secuencia de unidades litológicas constituidas por rocas metamórficas, sedimentarias e intrusivas, constituyendo la roca de basamento el Complejo Basal de la Costa de edad Precámbrica, se exponen posteriormente las rocas sedimentarias Jura-Cretáceas de Grupo Yura, formaciones Arcurquina y Murco, cortadas en parte por la franja intrusiva de dirección NO-SE constituidas por rocas ígneas de las Superunidades Yarabamba y Tiabaya. En el cuaternario se exponen depósitos cuaternarios Pleistocénicos y Holocénicos. (Cabana, N.; 2017) Las principales unidades geológicas - geomorfológicas: al NE de la ciudad coladas volcánicas provenientes del Chachani y Misti, cortadas por el cañón del río Chili; la zona de la ciudad y alrededores corresponde a depósitos de abanicos aluviales, limitados al oeste por los tufos volcánicos y por el este por las coladas o flujos de lodo; todo esto limitado al sur por el batolito de la caldera. Como un remanente sobre el batolito ocurren rocas sedimentarias de edad Jurásico. Al SO de la región afloran las formaciones detríticas (Huanca y Sotillo) que rellenan la superficie del glacis de Vítor. El basamento de la región está constituido por el gnéis Precambriano. Los volcánicos son esencialmente andesíticos y basálticos. Los depósitos de conos aluviales corresponden a sedimentos detríticos con arenas y 7
arcillas - limos, los cuales engloban guijas, guijarros, cantos y bloques con algunos
notorios niveles de blancos con piedra pómez. El batolito está integrado por una gran variedad de rocas ígneas de gabro a diorita con las intermedias de dioritas, granodioritas y pórfidos cuarcíferos. Los techos colgantes de rocas sedimentarias como cuarcitas y caliza algo plegadas que ocurren como remanentes ensanchándose hacia el SE (5 a 8 Km.). La erosión de esta cordillera ha dado lugar a unidades conformados por cantos rodados (12 -16 cm.) con coladas de barro embalando bloques de más de 50 cm. Los cantos son de calizas y de dioritas no alterados (Fm. Huanca) y la formación más reciente (Sotillo - Moquegua) muy similar a la anterior solo que engloba además cantos de andesita y cenizas de la primera fase volcánica.
Fig. 4. Mapa geológico de la Región Arequipa (Acosta, J.; 2011)
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Fig. 5. Columna estratigráfica de la zona de estudio (Cabana, N.; 2017)
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5.
DESCRIPCION DE LAS ESTACIONES OBSERVADAS 5.1 Estaciones del día 1. 5.1.1. Estación N° 1. Visita al mirador Carmen Alto, situado en la margen derecha del rio Chili, donde se observa el valle del mismo nombre y en especial parte de la cordillera Volcánica que alberga a los volcanes Chachani, Misti y Pichu Pichu desde NW a SE. Con sus diversos tipos de depósitos piroclásticos.
Foto N° 01. Vista del Volcán Misti y las geoformas adyacentes.
5.1.2. Estación N° 2. Estratigrafía de los depósitos volcánicos del Misti, compuesto de al menos cuatro etapas de construcción durante sus últimas emisiones: 1, depósitos claros de ignimbritas o localmente llamado sillar (flujo piroclásticos). 2, toba de tonalidad rosácea (flujo piroclásticos). 3, flujo lávico y 4, lomadas (flujos de lava de composición andesitica y algunos flujos de escoria).
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Foto N° 02. Vista del Volcán Misti y la secuencia estratigráfica.
5.1.3. Estación N° 3. Siguiendo aguas arriba del rio Chili, encontramos un paleorelieve en forma de un valle encañonado donde está ubicada la casa de la virgen del Chapi. Tanto en la margen derecha e izquierda encontramos restos de flujos piroclásticos compactados compuestos por cristales con poco lítico. Debido a la alta temperatura que existió al momento de flujo de estos piroclastos que género que este de suelde y quede bien compacto.
Foto N° 03. Flujo piroclastico en la zona Virgen del Chapi.
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5.1.4. Estación N° 4. Metros arriba de la zona de la virgen del Chapi encontramos depósitos antagónicos a la parte descrita anteriormente. Los fragmentos líticos de caída con presencia de algunos restos de carbón están en la zona 2, estas han sufrido inversión de clastos, pues en los depósitos encontramos que los fragmentos finos se encuentran en la parte inferior y la los más gruesos en la parte superior, ya que no están soldados por la presencia de espacios. Mientras que en la zona 1 encontramos deposito aluvial adosado hacia las tobas con contenido de pómez.
Foto N° 04. Zona 1, deposito aluvial. Zona 2, depósito de caída piroclástica.
Foto N° 5. Vista de depósito aluvial adosado a las tobas (depósito de caída)
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5.1.5. Estación N° 5. Siguiendo el tramo de la trocha con dirección aguas abajo del rio Chili se observó dos diferencias claras de depósitos: en la parte superior siguen los fragmentos líticos de caída con presencia de algunas oquedades. El parte inferior de la imagen se observan fragmentos líticos de pómez seleccionados y erosionados debido a la acción fluvial por lo que se concluye provienen de esta parte.
Foto N° 6. 1, fragmentos seleccionados de pómez. 2, depósito de caída no consolidado.
5.1.6. Estación N° 6. En la ruta del sillar encontramos la cantera de Añashuaico, compuestas por tobas en forma de disyunción columnar producto de los flujos piroclásticos de hace aproximadamente 1 millón. Estas tobas están compuestas por líticos de diferente tamaño y con oquedades de pómez.
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Foto N° 7. Cantera de Añashuaico.
Muestra de mano de una toba localmente llamada sillar, compuestas de líticos (encerrado con circulo azul) y predominio de pómez (encerrado en círculo rojo)
Foto N° 8. Muestra de mano de toba.
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5.2 Estaciones del día 2. 5.2.1. Visita al OVI (Observatorio Vulcanológico del INGEMMET). En la vista realizada al OVI, se nos hizo una charla sobre las actividades realizadas en dicha institución, que están en función de la peligrosidad de la actividad volcánica del Misti, siendo el monitoreo de la actividad volcánica su principal función, además de elaborar mapas de peligros volcánicos, los cuales son: flujos piroclásticos, lluvia de cenizas, flujos de lava, flujos de lodo o Lahares y avalanchas. La finalidad del OVI es conocer con antelación la ocurrencia de una erupción volcánica, para poder evacuar a la población y evitar pérdidas humanas. El OVI realiza el monitoreo de los volcanes del Sur del Perú, utilizando cuatro métodos principales. Mapa de Peligros Volcánicos
Fig. N° 6. Fuente: OVI (INGEMMET)
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Monitoreo Sísmico El incremento de la actividad sísmica volcánica, es un indicador importante que precede a la erupción volcánica, es necesario estar monitoreando esta actividad constantemente, para lo cual se han instalado sismógrafos en los volcanes activos, los registros de ondas nos indican el grado de la actividad volcánica. Este monitoreo se da en tiempo real, los sismógrafos están distribuidos en los volcanes de la siguiente manera:
Sabancaya, hay siete estaciones sísmicas (sismógrafos), dos en tiempo real.
Ubinas, hay cuatro estaciones sísmicas, dos en tiempo real.
Misti, hay cuatro estaciones sísmicas, dos en tiempo real.
Ticsani, hay cuatro estaciones sísmicas, dos en tiempo real.
Foto N° 9. Imagen donde se observa el monitoreo sísmico.
Monitoreo Visual Térmico Se realiza a través de cámaras de video e imágenes satelitales se estima el grado de actividad del volcán, este método constituye una herramienta fundamental para conocer todo el proceso eruptivo. En esta área se realizan simulaciones para determinar de manera precisa donde van a caer las emisiones, para poder dar las alertas. Los parámetros principales para hacer la simulación son los siguientes:
Altura de la columna eruptiva
Dirección de viento
Volumen de la columna
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Foto N° 10. Imagen donde se observa el monitoreo Térmico.
Monitoreo Geoquímico Nos permite conocer la composición química y fisicoquímica de las aguas termales y de gases de las fumarolas, siendo este un indicador del grado de actividad del volcán. Esta analiza está basado en el contenido de SO 2 contenido en los gases y fumarolas. Se tienen dos instrumentos para realizar este monitoreo, los cuales son los siguientes:
Cámara UV (calcula la cantidad de SO2)
Equipo Multigas. (sensor infrarrojo no dispersivo).
Foto N° 11. Imagen donde se observa el monitoreo Geoquímico.
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Monitoreo Geodésico Este método permite determinar las deformaciones del suelo en el edificio volcánico ligado a un ascenso de magma. Se utiliza la técnica de InSAR a través de imágenes satelitales. Se realiza un monitoreo continuo y un monitoreo temporal, siendo el primero con la posición exacta del punto, este monitoreo se realiza con el uso de GPS diferencial que nos indica la deformación del terreno (desplazamiento), el monitoreo temporal consiste en ir al cráter del volcán e instalar los GPS diferenciales (mínimo 6 horas), y llevar la data y procesarla. Es te tipo de monitoreo nos permite determinar la profundidad de la cámara magmática.
Foto N° 12. Imagen donde se observa la secuencia del monitoreo geodésico.
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5.2.2. Estación N° 1. En esta estación se observaron depósitos de avalanchas de escombros, son producto del colapso parcial de la ladera del edificio volcánico, causado mayormente por procesos sísmicos, formado de fragmentos de rocas del edificio colapsado, los fragmentos son angulosos y están altamente fracturados y con signos de haber sufrido alteración hidrotermal, presentan una distribución caótica, el soporte de las avalanchas de escombros son de dos tipos: soportados en matriz y soportadas en bloques, el depósito es masivo, el tamaño de los fragmentos de rocas van de 1 cm a más de 70 cm en diámetro, los clastos son andesíticos mayormente.
Foto N° 13. Imagen donde se observa el depósito de avalancha de escombros.
5.2.3. Estación N° 2. En esta estación se siguieron observando depósitos de avalanchas de escombros, la fuente es el aparato volcánico Pichu Pichu, se observan colinas de pendiente moderada a suave.
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Foto N° 14. Imagen donde se observa las colinas.
5.2.4. Estación N° 3. Se observaron dos tipos de depósitos, a la base se observan depósitos de flujo piroclásticos de pómez y ceniza, los fragmentos de pómez son subredondeados, presenta fragmentos líticos sueltos. Suprayaciendo a estos, se observa depósitos de flujo piroclásticos de escoria, caracterizado por presentar fragmentos angulosos andesíticos, además de bloques de escoria de 10 cm a 60 cm de diámetro, enfrascados en una matriz fina, cabe resaltar que los fragmentos escoreáceos indican que hubo magma juvenil.
Foto N° 15. Imagen donde se observa los depósitos de flujo piroclásticos de escoria, pómez y ceniza.
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Foto N° 16. Imagen donde se observa los depósitos de flujo piroclásticos de escoria, pómez y caida.
Se observa una secuencia volcánica, tipo piroclástica, a la base se observan depósito de ceniza (caída), con un espesor máximo de 40 cm., suprayaciendo a esta se observa una capa de depósito de pómez, con un espesor de 0 a 3 m., y al tope se puede ver un depósito de flujos escoreáceos con un espesor de hasta 6 metros. 5.2.5. Estación N° 4. Se observó dos tipos de depósitos, a la base se observan depósitos de oleada piroclásticos “surge”, caracterizado por presentar pocos fragmentos de pómez, centimétricos, material fino, como cenizas y presentar laminación horizontal y oblicua, con un espesor mayor a 2 m. Los depósitos suprayacentes son de caída piroclástica, caracterizado por presentar fragmentos de pómez y líticos (intrusivos), son homogéneos y sueltos, los clastos son subangulosos, con un espesor de hasta 1 m.
21 Foto N° 17. Imagen donde se observa as laminaciones.
Foto N° 18. Imagen donde se observa los depósitos de caída y oleada piroclásticos.
5.2.6. Estación N° 5. En general en esta estación se observó una secuencia de intercalaciones de pómez y ceniza, y al tope se observó depósitos de lahar; a la base se observan depósitos de flujo piroclásticos de pómez y ceniza, homogéneos, caracterizado por presentar fragmentos de pómez subredondeados, con matriz fina de ceniza, además de fragmentos líticos, con un espesor de hasta 4 m. Suprayaciendo a estos se observan pómez angulosos de espesor homogéneo, con un espesor de hasta 30 cm. Seguidamente le suceden una intercalación de pómez y cenizas, con un espesor de hasta 1.5 m. Al tope se observan depósitos de lahar de hasta un metro de espesor, presentando fragmentos subangulosos a subredondeados, masivos consolidados, con presencia de fragmentos líticos.
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Foto N° 19. Imagen donde se observa los depósitos de lahar y los depósitos de pómez y cenizas.
Foto N° 20. Imagen panorámica donde se observa toda la secuencia estratigráfica.
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6.
CONCLUSIONES Los depósitos del Misti consiste de un flujo piroclásticos de pómez claras en la parte inferior; sobre este depósito se observa un flujo piroclásticos de coloración más rosada por la presencia de óxidos de hierro, sobre el cual sobreyace un cono compuesto que ha evolucionado en etapas presentando flujos lávicos andesíticos intercalados con flujos de escoria y lahares. Además se reconocen depósitos de avalancha de escombros que indican fenómenos de desestabilización del volcán. De acuerdo a los depósitos observados se trataría de un volcán mixto por capacidad de generar diferentes tipos de depósitos, presentando flujo lávico, piroclásticos y de caída. La presencia de lahares y avalanchas de escombro nos indican la peligrosidad en la que se encuentra la ciudad de Arequipa, ya que estos depósitos son provocados por la inestabilidad del aparato volcánico ayudado por fenómenos como las lluvias y eventos sísmicos. De la visita técnica al “OVI”, se concluye que la finalidad de este, es determinar
con antelación la ocurrencia de una erupción volcánica, para tal fin esta institución se basa en tecnología de última generación, monitoreando en tiempo real la actividad del volcán Misti, con el fin de evitar pérdidas humanas.
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