Estimación de la masa de magma contenida en los depósitos del Complejo Volcánico Pululahua (CVP).

Abstract

Resumen .- Determinar la masa y/o volumen de un depósito volcánico es fundamental para cuantificar la magnitud e intensidad de las erupciones así como la tasa global de emisión de magma y la recurrencia de las erupciones. Este estudio considera al Complejo Volcánico Pululahua (CVP) ubicado a 20 km al nor-occidente de Quito (Ecuador) ya que procura una oportunidad única para este tipo de análisis, debido a: 1) su petrografía y geoquímica es homogénea; 2) presenta una historia geológica reciente (<100 ka BP) bien conocida, sencilla, y sujeta a dos dinamismos eruptivos: uno efusivo caracterizado por el crecimiento de domos de lava y depósitos de flujo tipo “bloques y ceniza” (Unidades I, II y III) y otro explosivo caracterizado por flujos piroclásticos ignimbríticos y caídas de tefra (Unidad HSC). La cartografía geológica de escala 1:25000 desarrollada en el CVP aportó con datos de extensión y espesor de las diferentes unidades estratigráficas. Esta información fue analizada en un sistema de información geográfica (GIS) en el cual se aplicaron tres métodos de cálculo para estimar el volumen total de los depósitos: 1) interpolación lineal, 2) polígonos de Voronoi y 3) kriging. Adicionalmente se calculó el volumen de todos los domos de lava y se realizaron ensayos de densidad de depósito y roca, “in situ” y en laboratorio respectivamente. Estos parámetros permitieron calcular la masa de magma extruida mediante la relación: Así, para las diferentes unidades estratigráficas se obtuvieron tres diferentes valores para cada parámetro (volumen y masa) por los métodos antes señalados. De donde se concluye que bajo las condiciones del presente trabajo el método de interpolación por Polígonos de Voronoi es el que ofrece los resultados más representativos puesto que relaciona espacialmente un dato de potencia medido con un área interpolada. Los resultados en rangos de volumen y masa obtenidos para las diferentes unidades son: “Unidad I” 0.950 - 0.972 km3(DRE) y 2.376*1012 - 2.430*1012 kg, “Unidad II” 2.202 – 2.328 km3(DRE) y 5.505*1012 - 5.819*1012 kg, “Unidad HSC” 0.172 – 0.264 km3(DRE) y 4.301*1012 – 6.595*1012 kg y “Unidad III” 0.579 - 0.596 km3(DRE) y 1.448*1012 - 1.490*1012 kg; dando un total de 4.173 – 4.393 km3(DRE) y 1.044*1013 – 1.118*1013 kg.Abstract .- The mass/volume estimation of a primary volcanic deposit is essential to quantify the magnitude and intensity of eruptions as well as the global magma emission rates in a volcano. This study took into account Pululahua Volcanic Complex (PVC) located to 20 km north-west of Quito (Ecuador’s capital) because it provides a unique opportunity for this type of analysis due to: 1) a quite homogeneous magma petrography and geochemistry , 2) a well-known, simple geological history (<100 kyBP), related to two eruptive dynamics: one effusive characterized by dome growth and block and ash flow deposits (unit I, II and III) and another explosive defined by ignimbrite deposits and tephra falls (unit HSC). Geological mapping at 1:25000 scale supplied extension and thickness data of the different stratigraphic units. This information was analyzed in a Geographic Information System and three interpolation methods were applied to estimate the total deposit volume: 1) linear interpolation, 2) Voronoi polygons and 3) kriging. Additionally, dome total volume was calculated and deposit and rock density measurements were performed, "in situ" and at laboratory. These parameters allowed the estimation of the mass of magma extruded by the volcanic complex by means of the relation: Thus, three different values for each parameter (volume & mass) were obtained for PVC stratigraphic sequences using the methods mentioned before. Therefore, we concluded that given the present work conditions the most representative method is the Voronoi polygons interpolation because the data measured in the field is related with an interpolated area. The results obtained are: “Unit I” 0.950 - 0.972 km3(DRE) and 2.376*1012 - 2.430*1012 kg, “Unit II” 2.202 – 2.328 km3(DRE) and 5.505*1012 - 5.819*1012 kg, “Unit HSC” 0.172–0.264 km3(DRE) and 4.301*1012 –6.595*1012 kg and “Unit III” 0.579 - 0.596 km3(DRE) y 1.448*1012 - 1.490*1012 kg. The total is 4.1731 – 4.3931 km3(DRE) and 1.044*1013 – 1.118*1013 kg.