VII.- Lavas
-Son flujos de magma coherente que son eruptados de un volcán durante actividad efusiva, la cual es no explosiva. -Su composición química es influenciada por su contenido de volátiles e historia de enfriamiento,
-Lavas deben su forma, tamaño y espesor y longitud, debido a: Viscosidad, descarga durante las erupciones. Características del foco eruptivo, topografía sobre la cual fluyen, duración de la erupción, contenido de gases.
Factores que afectan la morfología de una lava subaérea: 1.-Propiedades físicas 2.-Inclinación 3.-Tasa 3.-Tasa de extrusión, extr usión, Tasa de Aspecto 1.- Propiedades físicas: Viscosidad y Yield Strength (resistencia crítica). -Viscosidad y Resistencia Crítica (Yield Strength) son importantes en el control de la movilidad, geometría y morfología de una lava. -Fluidos Newtonianos no requieren que les sea aplicado un esfuerzo de cizalla para comenzar a fluir ejemplo: Aire Aire y agua. -Los fluidos No-Newtonianos se dividen en: fluidos Pseudoplásticos y Bingham. -Los fluidos tipo Bingham necesitan que el valor de esfuerzo de cizalla aplicado sea mayor mayor al de su Yield Yield Strength para para comenzar a fluir, una vez que este valor es superado comienzan a fluir y comportarse como Bingham (ver Figura 6). -Lavas son sustancias Bingham. -De esta forma su extensión superficial y espesor dependen de la resistencia crítica (Y ( Yield Strenght). -Una lava ácida tiene un yield yield strength alto, por por tanto tendera a ser de espesor más grueso, y el área que cubre es menor. menor. -Una lava básica tiene un yield strength más bajo, por lo que su espesor es más delgado y cubren áreas más grandes. 2.- Inclinación: (laderas) -Una lava es más delgada en una ladera inclinada, -En una ladera más suave el espesor de la lava es más grueso, y comenzara a extenderse cubriendo una mayor mayor superficie. -En una ladera inclinada se formaran canales de lava y el flujo de lava será más estrecho.
Pendiente Yield Strenght Bajo, basaltos
Yield Strenght Alto, dacitas
-Las lavas se comportan como fluidos plásticos (Bingham) necesitando superar la resistencia crítica para poder moverse, Cuando mayor es la resistencia crítica (Yield Strenght) mayor es el espesor de la lava. -En ocasiones la lava no puede moverse como un fluido rompiéndose en bloques que caen rodando, formando una lava en bloques.
Partes de un derrame de lava - Parte externa (Corteza) e interna (núcleo). -Zona de abastecimiento - Zona frontal Donde el flujo se extiende no hay canal, laderas menos Inclinadas, más ancho y grueso
Zona frontal
Zona de Abastecimiento (tiene un canal o un tubo), lava joven fluye sobre más antigua.
Canal Principal
Zona frontal Zona de abastecimiento
Regimén de Dominio de avance de una lava: Dominado por Núcleo: Tasa de energía mecánica de abastecimiento es baja, se desarrollan sistemas de tubos, el frente avanza por pinchazo local de la corteza. Lavas pahoehoe. Dominado por Canal: Tasa de energía mecánica de abastecimiento es rápida, forma canales abiertos en la ladera, el frente avanza como una simple unidad. Lavas aa y en bloques.
Dominado por Corteza
Núcleo Corteza
Dominado por núcleo
Erupción de Lavas basálticas: 1.-Foco, (centro o ventana) eruptiva: -Fisural y Central, -Fisural: fisuras pueden ser de más de 100 m de longitud, fisuras en volcanes de escudo o de estratovolcanes, fisuras por tectónica extensional. -Central: la actividad puede ser de volcanes de escudo, volcanes monogenéticos. -lavas basálticas pueden extruir de una gran fisura al principio y después canalizar su actividad en un punto fuente o nodo. 2.-Como Extruyen a) Como flujos coherentes de lava de la fisura o conducto central, de un lago de lava. b) Como una fuente o chorro de fuego. Muchas erupciones alternan como fuente de fuego (magma rico en gas) y como flujos de lava coherente (magma pobre en gas), e incluso las dos al mismo tiempo. En una fisura las dos pero de nodos separados.
3.- Rasgos morfológicos de lavas basálticas: a) Pahoehoe b) Lavas aa c) En bloques a) Pahoehoe o lavas cordadas -Del Hawaiano pahoehoe, que significa "suave" -Presenta rugosidades que se asemejan a cuerdas, -Superficie superior ondulada, o acordonada, apariencia arrugada y aspecto suave y brillante. -La textura de la superficie se les describe como esculturas de lava. -Pahoehoe es muy fluida, es más rápida, su tasa de extrusión puede ser alta o incluso baja. -Pahoehoe es común sobre laderas suaves forman flujos delgadas de 1-2 m. -Internamente pahoehoe, tienen abundantes vesículas esferoidales. - Se dividen en “Ropy” (acordonado o cordado). y “Toe” (dedos).
I.-Tipo “Ropy”: -Es el más común y distintivo tipo de lava pahoehoe. -Se forman en estados tempranos en un campo de lavas, cuando la lava se movía rápidamente -Consisten de un tren regular de corrugaciones o cordones de pocos centímetros en alto, -Su eje longitudinal es perpendicular a la dirección en el cual el flujo se mueve. -Ellas pueden ser interpretadas como pliegues, desarrolladas en la superficie de un fluido por aumento de viscosidad. -Estructuras más complejas pueden ser explicadas por la superposición de dos o más episodios de plegamiento. -Lavas Pahoehoe pueden cambiar a lavas tipo aa con la distancia. -Lavas pahoehoe pueden tener de 3 a 15 m de espesor y son masivas internamente. Otro tipo de “ropy” es llamado Shelly: Es una lava esponjosa (muy vesículada) con diminutas espinas
II.-Tipo “Toe”: (Scaly) -Semejan dedos o lóbulos traslapados unos con otros -Son menos móviles, son menos frecuentes. -muchos lóbulos pequeños, de 3-30 m de ancho y de más de 30 cm de espesor. “Ropy” y “Toe” tienden a erosionarse, se preservan si son cubiertas por un flujo de lava.
L a v as P a h o e h o e vesículas
Superficie cordada,”Ropy”
Superior
Inferior
Tubo de lava
4.-Estructuras asociadas a lavas pahoehoe: Tubos o túneles de lava: -Cuando el espesor de la corteza llega a aumentar, se forman tubos de lava internamente protegidos por la corteza gruesa -De 1 a más de 30 m de amplio y 15 m de alto, y longitudes de hasta 100 km -Forman una redes que conducen lava caliente a distancias lejanas. -Ejemplo Provincia Volcánica Cuaternaria de Australia se reportaron hasta 100 km de sistemas de tubos de lava, -Tubos pueden colapsar, formando depresiones y canales. -Tubos son importantes en el flujo de una lava porque impiden la perdida de calor y permiten al flujo viajar distancias muy grandes, - Flujos pahoehoe alimentados por tubos pueden imprimir una mayor longitud que lavas aa. -Tienen piso plano, pueden estar parcialmente rellenados, tienen estalactitas. -Es difícil localizarlas en el subsuelo, solo se localizan por un desplome del techo o una abertura del mismo Hornitos: -Son pequeños conos secundarios que se levantan pocos metros de alto, encima de la corteza. -Alimentados por el tubo de lava, si el tubo de lava ya no conduce lava se queda sin raíz. -Por lo que son, estructuras sin raíz. -Son construidos por lava “spatter ” -Muchos son originados por explosión debido al contacto de agua atrapada en el suelo o gases acumulados por la lava. -Forman torres , tienen laderas muy inclinadas
Cordilleras o crestas de Presión: -Son elongaciones o cejas, hacia arriba de la corteza de la lava, -Ocurren subparalelamente en la dirección del flujo, en la margen del flujo, pero perpendicularmente en la porción central. -Son originados primariamente por compresión lateral transmitida en la corteza. -Posteriormente hay levantamiento por presión de la lava líquida aun fluyendo bajo la superficie solidificada. -Su longitud excede 4 veces su amplitud. Son más largas que túmulos. Túmulos: -Son pequeños montes o domos como burbujas, debido a inclinación hacia arriba de las placas de la corteza. Su origen es por simple levantamiento. -Causados por presión de la lava fluyendo debajo de la corteza o presión asociada por volatilización de agua subterránea. -De 1 a >10 metros de alto y con >20 m en diámetro. Su ancho es igual al espesor de la corteza. -Tienen en su cima un sistema de fisuras, o hendiduras profundas en forma de estrella, con un eje principal. -Las hendiduras tienen hasta 2 metros de profundo. -Lava fresca puede fluir por las hendiduras. -Ocurren principalmente en laderas suaves, moderadas -Son elongados corriente abajo. Lava en pasta de dientes: -Formada por lava casi fría que es extruída en la forma de una pasta de dientes, apachurrada de una fractura., -Forma una lava pahoehoe espinosa, de cm a metros de alto. -Es la lava pahoehoe más viscosa, es transicional en viscosidad a una lava aa Lagos de Lava: Son grandes volúmenes de lava fundida, contenidas en un conducto, cráter o una depresión muy amplia. Llegan a tener una corteza delgada que los cubre
Tubo de lava principal
Pahoehoe “toe”
Tubos ramificados
Corte longitudinal y transversal de una lava pahoehoe
Túnel o tubo de lava
Cresta de presión
Hornito Tubo de lava hendiduras
Corteza
Túmulo Túmulos
b).- Lavas AA -Son generalmente más gruesas, 2 -3 y mas de 20 m. -Avanzan mucho más lento, baja tasa de extrusión, son más viscosas. -Superficie superior rugosa y dentada. -El frente de flujo accidentado y empinado se arrastra como oruga rompiendo la parte inestable, formando autobrechamiento. -Tiene vesículas alongadas irregulares orientadas en dirección del flujo interno -Transición de pahoehoe a aa es debido al incremento en viscosidad, por enfriamiento, perdida de gas y cristalización. -Se dividen en subtipos: Rubble (Escombros), formado de fragmentos pequeños sueltos. Clinker flow: formado de fragmentos sueltos de varios cm de diámetro y Furrowed aa flow: lava intermedia entre aa y pahoehoe, con muchas “ropys” rugosas superficie que es localmente arborescente. -Se mueven como orugas, dejando talud en su boca -Consisten de una parte masiva central y parte fragmental en su base y cima I.-Estructuras externas de lavas aa I.-Canales de lava: Se desarrollan cuando parte mas móvil del flujo drena hacia fuera sobre sus partes mas antiguas y menos móviles. Se forman en pendientes fuertes 2.-Levées: -Expresión superficial de un derrame de lava, en forma de arrugas o cordones. -Hay longitudinales y transversales. Longitudinales: Son crestas desarrolladas longitudinalmente en los flancos del flujo, limitan el canal central, comunes en pendientes fuertes. -Ocurren por acreción de la lava sobre las partes de movimiento más lento. Transversales: Expresión superficial en forma de cordones como arcos convexos transversales a la dirección principal de la corriente. Son debidas a disminución de la velocidad de la corriente, de esta forma ocurre un retorcimiento y deformación de la corteza
c).-Lava en Bloques: -Tienen una superficie cubierta por fragmentos angulares -Difieren de lavas aa en que los fragmentos tienen caras curvas y planas con filos angulares -Bloque en forma de cubos -Lavas más viscoso que lavas aa -Bloques formados por rompimiento de la lava más fría, aun en movimiento -Son más gruesas que lavas aa (8-35 m de espesor). -El material fragmentado constituye el espesor total -La superficie tiene muchos montículos y huecos (de 3-5 m de profundo) -Autobrechamiento es más fuerte -Algunos autores usan el termino lavas en bloque como sinónimo de lavas aa - Flujos aa y pahoehoe se transforman a lavas en bloques, en las zonas más dístales de un flujo.
Lavas aa
Levées longitudinales
Levées
Canal de lava
Levées Transversales
Lava en bloques
2.- Lavas andesíticas y dacíticas -Emitidas de conductos centrales, laterales, menos común de fisuras. -Forman derrames de lava y domos. a)Derrames de lavas andesíticas y dacíticas: -Lavas muy gruesas, de menor extensión, frentes amplios -Lavas son de tipo aa y en bloques -Forman canales de lava, levées. -Tienen juntas de enfriamiento, en forma de placa o mas raramente columnares. -Acumulación de derrames construyen grandes estratovolcanes -Son emitidas en volcanes monogenéticos -Espesores en flujos individuales de 5 a más de 30 m. -Alternan con depósitos piroclásticos. -Forman lóbulos, -Los derrames tienen longitudes de 100 m a más de 15 km.
b) Domos -domos se clasifican en diferentes tipos dependiendo del estilo estructural , morfología y pendiente del terreno. 1.-Endógeno 2.-Exógeno 3.-Domo Peleano 4.-Domo de espina o aguja 5.-Domo de pistón o plug-dome 6.-Domo de bajo relieve. 6.-Domo Coulée 7.-Criptodomo 8.-Lava-domo 9.- Domo en anillo forma de placa
10.-Domo en
Endogenos: -Expansión a partir del núcleo, lava más joven en el núcleo, lava más antigua en el caparazón, si el caparazón se fractura forma un flujo piroclástico. Exógenos -Expansión a partir de la cima, la lava más joven cubre a la más antigua.
Domo peleano: -Topografía de peñascos, forman una cresta accidentada -Forman brechas autoclásticas, -Crecen en la cima de un cráter -Lados abruptos, circulares en planta, se emplazan en forma de espinas -Si caparazón se rompe forma un flujo piroclástico Domo de espina o aguja Es lava muy viscosa con forma de espina emitido de un conducto angosto. Domos en forma de Pistón: -Son masas de lava muy viscosa que son empujadas completamente hacia arriba como pistón. -Tienen paredes verticales , que en su cima pueden cargar las rocas corticales preexistentes -Tienen un Yield strenght muy alto que la lava no se deforma -Ascienden de 100 a 300 m encima del nivel del suelo. Domos de bajo relieve (de pastel o torta). Estructuras simétricas rugosas, emitidas relativamente a nivel del suelo Emplazado en pendientes poco escarpadas, pendientes casi planas. -Tienen poca altura -Crecen como domo endógeno -Tienen estructura como cebolla. -La superficie esta caracterizada por una superficie llena de bloques
Domo Coulée: -Lava que fluye sobre una ladera inclinada -Son transicionales entre domos y flujos de lava, -Su tamaño y esparcimiento esta controlado por la temperatura y la viscosidad del caparazón -Emitidos en topografía basculada. -El frente del coulee tiende a sufrir deslizamiento, -Tienen crestas de presión o levées transversales. Criptodomo: Domo oculto, formado en el interior de la superficie terrestre, en un volcán, no extruye. La mayoría de tiempo esta oculto, puede tener forma de: cripto-pistón, cripto-aguja, cripto-lamina. -Lava domo. -Son pequeños domos emplazados en el fondo de un cráter, pueden ser endógenos, muy alta viscosidad, superficie rugosa. Crecen radialmente hacia afuera adelgazando el caparazón -Son destruidos por una explosión, por acumulación de gases y presión. Otros domos: Domo en anillo: Domo con una depresión central mas o menos pronunciada. La depresión se forma por flujo de lava hacia adentro del conducto Domo en forma de placa o dique. Lava muy viscosa que se emplaza en una fisura.
Tipos de domos Endógeno
Exógeno
Peleano
De bajo relieve
Pistón o Plug-dome
Domo Coulée
Domo en forma de placa, Domo en forma espina o aguja lamina o dique
Lava domo
Domo en Anillo
Diaclasamiento: Estructura interna como grietas que se forman por enfriamiento de una lava, se les llama también juntas de enfriamiento. Juntas columnares o prismática -Se desarrollan durante el enfriamiento de una lava, que pasa de una temperatura muy alta, a una temperatura al medio ambiente. -Se forman por un decrecimiento en el volumen de la lava durante el enfriamiento. -La roca se rompe en largos prismas poligonales, generalmente orientados con sus ejes largos paralelos a la dirección del mayor flujo de calor y perpendiculares a las superficies de enfriamiento. -Los prismas pueden tener de 3 a 8 lados, pero prismas de 5 ó 6 lados son los más comunes; el diámetro en sección cruzada varía desde unos centímetros hasta 5 metros. -Los ejes largos de las columnas son generalmente perpendiculares a la superficie del suelo (Figura 1), no obstante en otros casos las columnas son paralelas al suelo. Un prisma basáltico se divide en tres partes: Columnata Superior, Entabladura, Columnata. -Espesor 1-3 m, y longitudes de 3 a mas de 30 m.
Juntas columnares Columnas Basálticas
Flujo de calor bajo Flujo de calor alto
Figura 1 Isotermas
600
Flujo de calor bajo
400 Derrame de Lava A
Dirección de flujo
B
Derrame de lava basáltica
A´
A
B
B´
Columnata superior Entabladura
Columnata inferior
A´
B´
Juntas tabulares o de placa: - Es el tipo más común en derrames de lava, ocurre en lavas de carácter intermedio. Tienen forma de placas o tabla, no tienen orientación preferencial en un flujo de lava, espesores de centímetros. Pueden encorvarse en el frente del derrame. No indican dirección de flujo
Juntas esferoidales: -Común en lavas ácidas -Se encuentran separadas unas con otras. -en forma de bolas, de cm a un metro en diámetro, de cm a 1m en diámetro -No confundirla con intemperismo esferoidal.
Lavas almohadilladas: -lavas que extruyen en condiciones acuosas o subacuosas ( fondo del mar, lagos, en ambiente subglacial). -Morfológicamente están representadas por aglomeraciones de bolsas o almohadas lávicas -Son relativamente aplanadas, se aprietan entre si de 30 cm a 1-2 m de diámetro. -Pierden conexión con el cuerpo principal del derrame de lava -Forman estratos de más de 10 m de espesor. -En un corte una almohada tiene una zonificación, corteza vítrea juntas radiales, zona de vesículas. -Espacios entre almohadas cementadas por material piroclástico, sílice amorfo (pedernal), cemento calcáreo o arcilloso. -Como se forman: -La lava se cubre con una película al contacto con el agua, se forma una especie de globo o almohada, hasta que revienta por estiramiento, en la fractura formada se genera otra generación de lavas en almohada, y así sucesivamente. -Las almohadas se desprenden paulatinamente de la fuente que las alimenta, ruedan o resbalan hacia el declive del fondo, amontonándose unas con otras. -Los cristales de una lava almohadillada forman una textura espilítica.
Dirección de flujo
Corte en estado fluido
Cavidad intrapillow
Corte en estado frío Cavidad rellena de vidrio enfriado
