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El volcán Lonquimay está conformado por el estratovolcán y varios conos monogenéticos que se localizan en la parte central de la Zona Volcánica Sur de los Andes, uno de los segmentos volcánicos más activos desde el punto de vista de la recurrencia y magnitud de sus erupciones. Este centro eruptivo se ha construido esencialmente durante el Holoceno cuya evolución ha estado controlada por la tectónica regional como indican la forma elongada del edificio volcánico y la alineación de los conos monogenéticos, ambas de orientación NE-SW (N70º y N64º
± 5º E, respectivamente). El análisis estructural señala que corresponden a estructuras extensionales que controlan el ascenso del magma y la distribución de los centros volcánicos, asociadas a la parte norte de la Zona Falla Liquiñe-Ofqui, una estructura de más de 1000 km originada por la convergencia oblicua de las placas de Nazca y Sudamericana.
La volcanoestratigrafía de este centro eruptivo se dividió dos partes, por un lado la del estratovolcán y, por otro, la de los conos monogenéticos. La geología del estratovolcán está conformada por 4 etapas (I a IV), mientras que los conos monogenéticos constituyen dos subunidades: Conos Monogenéticos Holocenos del Este (CMHE) y Conos Monogenéticos Holocenos del Oeste (CMHW). Los CMHE se han divido en 4 etapas (etapas I a III y el Cono Navidad), donde las dos últimas unidades corresponden a erupciones históricas. En particular, se obtuvo una edad de 200 años AP para un cono monogenético y su colada de lava asociada de los inicios de la Etapa III, permitiendo asignarla al siglo XVIII y no al ciclo eruptivo de
1887-90. Mientras que los CMHW están conformado por los conos Lolco, La
Holandesa y Laguna Verde, todos ellos pertenecientes al Holoceno.
Las lavas del volcán Lonquimay se caracterizan por una asociación mineral común, constituida por plagioclasa (principalmente labradorita y andesina), olivino (Fo44-71), clinopiroxeno (dominantemente pigeonita, augita y clinoenstatita) y óxidos de Fe-Ti (predominan las composiciones cercanas a la de la magnetita). Asimismo, geoquímicamente corresponde a una serie calco-alcalina típica de márgenes convergentes constituida principalmente por andesitas basálticas y andesitas de contenido medio de potasio. Las lavas del estratovolcán (etapas I a IV) son principalmente andesitas basálticas (51-60% en peso de SiO2; 0,5-1,1% de K2O), mientras que las rocas pertenecientes a los CMHE están dominantemente constituidas por andesitas basálticas y andesitas (50-64% en peso de SiO2; 0,4-1,5% de K2O). Por su parte, los CMHW corresponden exclusivamente a andesitas basálticas (53-55% en peso de sílice; 0,5-0,8% de K2O).
Las texturas de desequilibrio reconocidas ampliamente en las rocas del volcán Lonquimay indican una dinámica permanente donde se podrían ocurrir distintos procesos petrogenéticos a niveles corticales (convección y fraccionamiento mineral al interior de la cámara magmática y mezcla de magmas), como indican, por ejemplo, las texturas de cedazo y de zonación oscilatoria en plagioclasa. Piroclastos híbridos (“migling”) tamaño bombas forman parte de la secuencia piroclástica de este centro eruptivo, indicativo de mezcla de magma lo que es consistente con el reconocimiento de enclaves máficos y la coexistencia de vidrios de distinta composición que se ha analizado en algunas de las rocas del volcán Lonquimay. No obstante, los resultados de óxidos mayoritarios, elementos trazas, tierras raras e isótopos radiogénicos (Sr, Nd y Pb) son consistentes con la cristalización fraccionada en un sistema cerrado como proceso dominante. Las razones isotópicas
de 87Sr/86Sr (0,703904-0,704018) indican una escasa contaminación de los
sedimentos continentales incorporados por la Placa de Nazca (2%) comparables a otros resultados en este segmento volcánicos de los Andes, mientras que las razones de 207Pb/204Pb (15,5928-15,6159) y 206Pb/204Pb (18,5913-18,6170) señalan contaminación a niveles corticales profundos (corteza continental inferior). No obstante, el conjunto de razones de Sr y Pb contra 143Nd/144Nd (0,512832-0,512902) son consistentes con una fuente mantélica y, por lo tanto, la fuente de las rocas del volcán Lonquimay corresponden a una mezcla de fluidos provenientes de la fusión de la placa oceánica de Nazca (lherzolita) a profundidades del orden de 100-120 km con sedimentos continentales y fluidos de la cuña astenosférica como señalan también el patrón de los elementos trazas incompatibles.
Estimaciones de las condiciones de temperatura y presión a partir de clinopiroxenos en equilibrio con el líquido silicatado ha permitido proponer un modelo con pequeñas cámaras magmáticas interconectadas que se encuentran a distinta profundidad. La primera en la interfase manto-corteza inferior, otra cercana a la interfase corteza superior e inferior y las otras dos zonas de acumulación a niveles someros de unos 10 y 3,5 km de profundidad.
Por su parte, la relativa alta tasa eruptiva estimada (0,57 km3 por siglo) y el fuerte control de estructuras NE-SW extensionales del estratovolcán y los conos monogenéticos son consistente con el volcanismo poco evolucionado dominante.
Finalmente, una futura erupción de este centro eruptivo tiene una alta probabilidad que ocurra a lo largo de la alineación NE-SW dando origen a un nuevo cono y la emisión de cenizas con alto contenido de flúor que será dispersada hacia el este y SE de su fuente.
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