El Complejo Volcánico Lonquimay (CVL) se encuentra emplazado en una zona que corresponde a parte de la expresión más septentrional de la Zona de Falla Liquiñe-Ofqui (ZFLO), la cual, en esas latitudes, se ha interpretado como una activa ‘cola de caballo’ (horsetail splay) de escala cortical, y dentro de la cual este complejo volcánico estaría relacionado a una estructura de tail crack orientada NE-SW. En el presente informe se estudia el CVL y el basamento que lo subyace con la intención de analizar las mesoestructuras frágiles, inferir una posible cronología tectónica y compararla con los modelos aceptados hasta la fecha, esto sumado a un completo análisis morfométrico de los conos piroclásticos pertenecientes a la zona para estimar la geometría de las fracturas alimentadoras de magma durante los ciclos eruptivos. Todo este trabajo es complementado con tres perfiles gravimétricos ortogonales a la traza mayor de la ZFLO y separados 25 km entre sí con la finalidad de caracterizar el estilo estructural existente y así comprender la relación entre tectónica y los episodios de volcanismo en la zona. Las mesoestructuras frágiles estudiadas correspondieron exclusivamente a diaclasas, las que fueron medidas en rocas de edades comprendidas entre el Mioceno Inferior alto a subactuales. Éstas fueron agrupadas en sets y se logró relacionar los sets más representativos a determinados periodos geológicos. En base a los pocos trabajos publicados relacionados con el estudio de la interacción diaclasas – tectónica, se concluyó que las diaclasas neógenas se habrían generado debido a un σHmax orientado N76E; por otra parte, las diaclasas cuaternarias se deberían a un σHmax de orientación N21E. Ambos valores no difieren en más de 25° con respecto a las orientaciones de los σHmax calculadas mediante inversión de datos de planos de falla estriados para esta misma zona por otros autores. Aunque tensores locales de strain calculados en este trabajo para fallas cuaternarias recientemente mapeadas en la zona indican una orientación del eje de acortamiento horizontal máximo según N60E. El análisis morfométrico de los conos piroclásticos pertenecientes tanto al Cordón Fisural Oriental (CFO) como a las zonas aledañas al CVL, todos de edad holocena (cuya expresión más actual corresponde al cono Navidad, edificado durante la erupción de 1988-1990), evidencian cráteres elongados en las direcciones NE y ENE, cráteres coetáneos orientados hacia el NE, alineamiento de las depresiones de los bordes de los cráteres variables entre NNE y ENE, y azimuts de cráteres abiertos según NE y ENE. Estas características sugieren una disposición de las fracturas alimentadoras orientadas según la dirección NE a ENE, restringen el σHmin a las direcciones NW a NNW y, al poseer la zona un régimen transcurrente, indican la dirección del σHmax en la zona. Finalmente, los tres perfiles gravimétricos diseñados evidencian, de norte a sur, una variación en el dominio de la traza principal de la ZFLO, desde 1180 m de ancho y 1510 m de espesor, hasta 20330 ± 1170 m de ancho y 1160 ± 310 m de espesor, donde este último, más al sur, aumenta hasta 2440 m (siempre suponiendo un relleno volcano-sedimentario de densidad 2.31 gcm-3). En los dos perfiles meridionales, sobre todo en el perfil central, se evidencia una configuración de horsts y grábenes; esta disposición de unidades, sumado al gran relleno propuesto, lo más probable es que sea reflejo de extensión local relacionada a una cuenca de rumbo, posiblemente de curvatura de falla o step-over. Otras posibilidades no excluyentes entre ellas ni con la anterior pueden indicar una cuenca de intra-arco, un menor ancho de la ZFLO (5910 m), o bien, erosión glacial por sobre un relieve tectónico. No se descarta que la traza principal de la ZFLO emplee anisotropías corticales de escala regional como puede ser el borde de la subcuenca Lonquimay, donde las fallas previas responsables de inversión tectónica habrían sido reactivadas en sentido transcurrente dextral. El volcanismo en la zona puede responder a un régimen de extensión local, a propagación mediante estructuras heredadas, o bien, a grietas de tensión que romperían la delgada cobertura cenozoica.

Geóloga / El Objetivo principal de este trabajo consiste en determinar y analizar los factores que dominan el comportamiento del penacho volcánico, asociados a columnas eruptivas débiles. Este análisis permitirá una mejor comprensión de impactos a erupciones volcánicas cuya emisión es prolongada por meses, aunque con reducida acumulación en superficie. En este estudio se trabajó con la erupción del Complejo Volcánico Puyehue-Cordón Caulle, que inició su actividad el día 4 de Junio 2011 continuando hasta fines de Marzo del 2012. La erupción se caracterizó por una fase inicial explosiva de dos a tres días, generando la mayor cantidad de depósitos piroclásticos. El resto de la erupción correspondió a un período de emisión menor, pero persistente, coetáneo con la erupción de lava de bloques. Esta erupción generó diversos daños en las zonas aledañas al volcán, desde evacuación de población, en su etapa inicial hasta interrupción de vuelos comerciales, daños en la propiedad privada y ambiental. Se trabajó con un total de 450 imágenes Satelitales MODIS a lo largo del período eruptivo, en los cuales se implementó el método BTD, con el fin de determinar zonas afectadas por la caída de ceniza, además se determinó direcciones de dispersión del penacho y se caracterizó las diferentes fases de la erupción. Adicionalmente con el método CTOP se estimaron distintas alturas de la columna a lo largo de todo el período. Finalmente, basándose en expresiones teóricas y observaciones tanto eruptivas como meteorológicas, fue posible estimar el flujo de masa a lo largo de la erupción.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / Se presenta un modelo tomográfico bidimensional de onda compresional la cual exhibe la estructura cortical y mantélica superior de dos montes submarinos (montes O Higgins) que se formaron hace 8-10 Ma debido a la interacción del punto caliente de Juan Fernández con la placa oceánica de Nazca. En las cercanías del edificio volcánico, el basamento oceánico está cubierto por una delgada capa de sedimentos pelágicos y depósitos volcano-clásticos con velocidades < 3 km/s. Lejos de los montes submarinos, el modelo de velocidad muestra una corteza oceánica típica con espesor promedio de 6,5 km y velocidades en la corteza inferior que varían entre 6.5 y 7.1 km/s. La estructura interna de velocidad de los montes O Higgins varían entre 3.0 y 5.0 km/s, lo cual sugiere que los procesos de formación del edificio volcánico son más bien extrusivos en vez de intrusión cortical. Además, el manto oceánico tiene velocidades de ~7.8 km/s lejos de la fosa y de los montes O Higgins, pero estas decrecen rápidamente bajo los montes y hacia la fosa a valores de 7.3-7.4 km/s. Velocidades en el rango de 7.3-8.0 km/s observadas bajo dorsales oceánicas son comúnmente atribuidas a material magmático adosado por debajo del Moho oceánico (magmatic underplating). Sin embargo, los montes O Higgins se encuentran en la región del abombamiento de la litosfera oceánica (outer rise) la cual es una región caracterizada por múltiples fallas extensionales. Este fallamiento normal producto de la flexura de la litosfera paralela al eje de la fosa, facilitaría la hidratación del manto oceánico (serpentización). De esta forma es probable que las bajas velocidades mantélicas por debajo de los montes submarinos sea una combinación de efectos de serpentinización y magmatismo underplating.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / Geólogo / La mayoría de los campos volcánicos monogenéticos están constituidos principalmente por productos piroclásticos de composición basáltica. Los volúmenes emitidos por cada centro eruptivo tienden a ser pequeños, menores a 1 km3, donde su actividad puede durar días a años, mientras que el campo volcánico completo se puede desarrollar y perdurar por millones de años, pudiendo superar en volumen a un volcán poligenético. En este sentido, el Campo Volcánico Laguna del Maule (CVLdM) representa un caso excepcional con más de 350 km3 de material basáltico a riolítico, eruptado mayormente de manera efusiva desde el Pleistoceno. En este trabajo se propone un modelo volcanológico-petrológico de la dinámica eruptiva de las lavas post-glaciales emplazadas en la parte Oeste del CVLdM, analizando la evolución del magma en profundidad, el ascenso de magma por los conductos eruptivos y el emplazamiento de lavas en superficie. Se estudió la morfometría, mineralogía y química de seis lavas y un domo del CVLdM para modelar las condiciones termodinámicas pre-eruptivas del magma y su evolución, incluyendo posibles procesos magmáticos causantes de su migración y ascenso a la superficie. Las lavas analizadas tienen una composición química andesítica a riolítica, morfología de bloques, volúmenes de 0.03 a 1.16 km3, largos máximos de 10 km, anchos máximos de 5 km y espesores máximos de 140 m. Los resultados indican la presencia de un sistema magmático formado en cuatro etapas, comenzando con la acumulación de magma andesítico basáltico a andesítico debido a múltiples intrusiones. Posteriormente, procesos de cristalización desarrollaron un reservorio tipo mush cristalino (13-17 km, 970-1025 °C) con extracción y ascenso de líquido intersticial. Una tercera etapa de estancamiento del magma en ascenso proveniente de la extracción más profunda (7-11 km, 900-970 °C), permitió la formación de un nuevo mush cristalino más evolucionado. Finalmente, una nueva extracción y ascenso del líquido intersticial riolítico formó un reservorio magmático riolítico pobre en cristales (~5 km, 760-800 °C) bajo el lago. El constante recalentamiento debido a múltiples intrusiones permitó al sistema magmático permanecer activo en el largo plazo, producto de variadas intrusiones de magma máfico en el caso del reservorio profundo y magma silícico en el caso del reservorio más somero.

Doctora en Ciencias, Mención Geología / La tomografía sísmica, entre otros métodos geofísicos, permite obtener información de subsuperficie que debería ser coherente con los datos geológicos y geofísicos disponibles en la zona de estudio. Los modelos de velocidades obtenidos a través de este método, pueden ser usados para aportar a la interpretación y modelación numérica de procesos y sistemas geológicos, tales como los sistemas magmático-hidrotermales. Debido a la dificultad y al alto costo de mediciones directas en estos entornos, propiedades físicas más precisas tales como presión, temperatura y contenido de fases deben ser inferidas a través de modelamientos numéricos. En esta tesis se presenta una convergencia entre la tomografía sísmica y la información geológica disponible en superficie de los sistemas asociados al volcán Tacora y al Complejo Volcánico Tinguiririca-Fray de León (CVT) (Lees, 2007). En una primera instancia, se establece una correlación entre el modelo de velocidades 3D y modelos estructurales y geoquímicos de las zonas de estudio. A fin de precisar las posibles zonas de exploración a través de la temperatura medible cerca de las fuentes de calor, el segundo paso consiste en complementar los resultados previos utilizando modelos físico-numéricos de termoelasticidad sin disipación de energía (Green & Naghdi, 1993), permitiendo que las velocidades, obtenidas a través de la tomografía sísmica, ingresen como parámetros de entrada en ecuaciones constitutivas que definen los campos de temperatura y desplazamiento en un volumen determinado por el área de los Complejo Volcánico. El objetivo general de esta investigación es entonces caracterizar los sistemas magmático-hidrotermales asociados a los complejos volcánicos ya mencionados, entregando una aproximación desde el punto de vista netamente geológico para luego precisar la temperatura en zonas potenciales de extracción. Toda la información que podemos obtener a través de los análisis previamente expuestos es relevante para definir la geometría espacial de reservorios magmáticos presentes en sistemas volcánico hidrotermales, y de esta forma, poder ubicar posibles reservorios geotérmicos, precisando incluso la localización de las zonas de explotación. La realización de este estudio se justifica, considerando sus aplicaciones, en la posibilidad de generar de forma precisa modelos conceptuales de sistemas magmático hidrotermales en un entorno volcánico. Asimismo, este tema significa un aporte al estado del arte en esta área del conocimiento, constituyéndose en una investigación que integra datos fenomenológicos y numéricos, los que pueden ser adaptados a otros sistemas complementando la interpretación geológica con el modelamiento numérico. Es interesante destacar que esta tesis es la primera que determina parámetros físicos, tales como temperatura, densidad y acoplamientos elásticos a través de la utilización de la distribución 3D de velocidades de ondas sísmicas.

Memoria para optar al título de Geólogo / Entre los grandes desafíos de la volcanología moderna y la evaluación de peligros volcánicos existen preguntas que apuntan a responder por qué los volcanes cambian su estilo eruptivo y cómo lo hacen. Es sumamente importante conocer los diferentes estilos eruptivos que puede presentar un volcán y de esta forma constreñir su historia eruptiva para estar preparados ante posibles escenarios futuros. En este estudio se analizan los depósitos piroclásticos de la unidad Las Nieblas que corresponde a la erupción más reciente del Complejo Volcánico Laguna del Maule, ubicado a 140 km al SE de Talca. Mediante trabajo de terreno y análisis de laboratorio se determinaron relaciones estratigráficas y se estimó el volumen de los depósitos. También se estimaron las características físicas de los piroclastos, tales como distribuciones de tamaño de grano, densidad, porosidad, conectividad, permeabilidad y contenidos de cristales y vesículas, para poder estudiar los mecanismos de desgasificación. Además, se realizaron análisis de microscopía óptica y electrónico de barrido (SEM) para poder tener una petrografía detallada y constreñir las diferentes distribuciones de tamaño de vesículas mediante diagramas texturales a partir de segmentación de imágenes binarias. Se obtuvo un volumen estimado del flujo piroclástico de 0.06 km3, con una distribución de tamaño de grano principalmente unimodal. Los piroclastos presentan una densidad de 0.36 1.46 [g/cm3] (flujo piroclástico) y de 0.51 1.94 [g/cm3] (depósito de caída), una conectividad de 20 - 80% y una porosidad de 45 a 95 %, con una permeabilidad aparente (ka) de 10-12 10-11 [m2]. También se obtuvo una cristalinidad del 5 10 % y una vesicularidad de un 34 38 %. Los análisis de distribución de tamaño de burbujas arrojaron una tendencia tipo Power Law entre 10-3 105 [mm]. Se propone que el ciclo eruptivo de la erupción Las Nieblas ocurrió de una manera similar a la ocurrida en el volcán Chaitén y el complejo volcánico Puyehue Cordón Caulle, en que la erupción comienza con una etapa explosiva de corta duración, seguida por un cambio de estilo eruptivo a una etapa efusiva de mayor duración. Finalmente se propone que la que la transición explosiva-efusiva fue controlada por el colapso de las burbujas durante la erupción, dado que a porosidad constante ocurre un decrecimiento de la conectividad. Además, la coalescencia de burbujas y el aumento de permeabilidad pudieron ocurrir en pequeñas escalas de tiempo (minutos a horas) dependiendo de la viscosidad del magma, la que se ve fuertemente afectada por la temperatura una vez abierto el conducto. / Centro de excelencia en Geotermía de los Andes (CEGA), PROYECTO fondao N° 15090013, La Red Nacional de Vigilancia Volcánica (RNVV) del Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN) y la Universidad de Bristol

Memoria para optar al título de Geóloga / El presente trabajo tiene como objetivo la estimación de flujo de dióxido de azufre en penachos volcánicos mediante una cámara infrarroja. Nicair 1. Es posible medir el SO2 debido al alto contraste que tiene este gas en penachos volcánicos y la atmósfera circundante y la alta señal que posee el SO2 en el espectro centrado en los 8.6µm donde el vapor de agua es débil. La cámara infrarroja captó la señal recibida al fotografíar los penachos volcánicos y mediante el procesamiento de las imágenes según la metodología presentada en este trabajo, se obtuvieron las concentraciones lineales de SO2 (ppmm), las que junto a la estimación de la velocidad de desplazamiento, se integraron según transectas perpendiculares al desplazamiento del penacho para obtener las tasas de emisión (toneladas día-1). Se estimaron concentraciones lineales de SO2 en los volcanes Irruputuncu, Ollagüe y Láscar y solo en este último se calcularon las tasas de emisión en las cercanías al cráter (400 m de altura). Los resultados obtenidos indican emisiones inferiores a las 140 ton/día las que son coherentes con un estratovolcán en estado de quiescencia y la ausencia de cuerpo magmático superficial. Se propone profundizar en las aplicaciones de la cámara infrarroja, considerando que es un instrumento portable. Específicamente estimar tasas de emisión de SO2 en periodos más prolongados y estudiar las emisiones nocturnas. / Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes

Doctor en Ciencias, Mención Geología / La Dorsal de Juan Fernández (JFR) es una cadena volcánica (~ 800 km) de intraplaca emplazada sobre la Placa de Nazca en el Pacífico SE alejada de márgenes activos. Mediante datos de geoquímica (roca total y mineral), isotópicos (Sr-Nd-Pb) y geocronológicos (40Ar/39Ar) se busca comprender los procesos petrogenéticos implicados en la generación del volcanismo y en la evolución magmática de JFR. Se determina que los 4 edificios volcánicos más volumétricos de JFR: O Higgins (~ 9.26 8.41 Ma), Alpha (~ 4.63 4.58 Ma), Robinson Crusoe (~ 4.10 3.40 Ma) y Alejandro Selkirk (~ 0.94 0.83 Ma); satisfacen una progresión de edades más joven hacia el W coherente con la teoría de plumas mantélicas. La fase de construcción del escudo representa casi la totalidad del volumen de los edificios estudiados, se compone principalmente de basaltos con signatura geoquímica (e.g., alto contenido de TiO2, alto FC3MS y anomalía TITAN) e isotópica (FOZO-A con participación adicional de DM) que sugiere la presencia de piroxenita (formada a partir de corteza oceánica reciclada) como heterogeneidad en una fuente mantélica peridotítica. Dicha presencia es confirmada mediante un modelo petrogénetico para la pluma que indica una baja temperatura potencial (rango de 1290 1322 °C para Robinson Crusoe vs. 1312 1362 °C en Alejandro Selkirk), presión de término de fusión (2.34 2.54 vs. 2.24 2.52 GPa) probablemente relacionado al límite litósfera-astenosfera, y una similar participación en el melt final de fundidos provenientes de piroxenita (38.6 56.4 vs. 35.8 55.6 wt%) pese a su baja presencia en la pluma (4 8 vs. 6 12 wt%). Las variaciones composicionales internas se explican por fraccionamiento de olivino + clinopiroxeno ± plagioclasa, mezcla y/o recarga magmática y acumulación de cristales de olivino en una cámara magmática somera (~ 1 a 3 kbar) donde la temperatura de los magmas puede descender hasta 1156 1181 °C, y las variaciones entre volcanes se explica por variaciones temporales en la temperatura potencial y tasa de fusión parcial de la pluma mantélica. O Higgins y Robinson Crusoe también muestran una fase de volcanismo rejuvenecido formada por coladas de lava basanítica eruptadas tras un periodo de inactividad máximo de ~ 0.25 Ma en O Higgins, y ~ 1.73 Ma en Robinson Crusoe. Su mayor enriquecimiento geoquímico y signatura isotópica relativamente similar al escudo confirman que también se origina a partir de una pluma mantélica, pero posiblemente con sutiles variaciones en la proporción de sus constituyentes (peridotita y piroxenita), temperatura y grado de fusión parcial (ambas menores a la etapa de escudo). Estos magmas ascienden de manera directa (> 1300 °C), capturando xenocristales, con cristalización polibárica y poca diferenciación, ya que solo algunas son almacenadas por breves periodos en pequeños reservorios someros (a ~ 1256 1295 °C).

Geólogo / El Volcán Azufre es uno de los estratovolcanes que componen la Zona Volcánica Central de Los Andes, perteneciendo en particular al borde occidental del Altiplano Puna Volcanic Complex (APVC). Esta región ubicada en el Altiplano Puna Plateau (APP), alrededor del punto trifinio entre Chile, Argentina y Bolivia, se caracteriza por un volcanismo ácido que se alimenta desde el Altiplano Puna Magma Body (APMB). El Volcán Azufre se encuentra en una cadena volcánica de orientación NW-SE, compuesta además por el Volcán Aguilucho y el Volcán Apacheta. Dicha cadena, que también incluye los domos dacíticos Chanca, Chac Inca y Pabellón, se sitúa sobre una zona estructural extensiva denominada Graben de Inacaliri. El Volcán Azufre, que se compone de 61,98 km3 de lavas tipo bloque depositadas en un área de 161,9 km2, evolucionó sobre un basamento ignimbrítico por medio de cuatro etapas eruptivas, las cuales se desarrollan desde el Pleistoceno Medio (ca. 1,5 Ma) hasta el Pleistoceno Superior (ca. 80 ka). Petrográficamente las lavas del Azufre, que son portadoras de enclaves de coloración gris oscura y textura afanítica, corresponden a andesita de piroxeno, andesita de hornblenda y andesita de biotita. Geoquímicamente lavas del volcán poseen la signatura calcoalcalina de alto K propia de este sector del APVC; presentando una composición variable entre andesita y dacita, con una concentración de SiO2 entre el 61% y el 67,5%. Adicionalmente a partir de la geoquímica, se distinguen dos trends de evolución para las coladas del Volcán Azufre. Así las lavas de las etapas eruptivas I y III se encuentran concentradas en Ca, Al, Na y Sr, y empobrecidas en K, Fe, Mg y Ti; mientras que las lavas de las etapas eruptivas II y IV presentan un mayor porcentaje de K, Fe, Mg y Ti, y un empobrecimiento en Ca, Al, Na y Sr. Junto a lo anterior, la evolución del Volcán Azufre también incluye el emplazamiento de dos domos dacíticos (Chanka y Chac Inca), la génesis de depósitos morrénicos y la de una alteración hidrotermal. En el dominio de la alteración, que se generó por fluidos ácidos con pH≈ 2-3 tal como lo indica la presencia de alunita, se identificó la presencia de vents hidrotermales. Para estos vents se postula que su formación fue relativamente reciente (ca. 10 ka), y en particular posterior a los eventos de glaciación ocurridos en el APP hace ca. 20 ka.

En la presente investigación, se analizó un estudio de caso de desarrollo local, a través del cual, se identificaron los principales resultados del proyecto “Promoviendo el Turismo Rural, Sostenible y Ecoeficiente del Valle Los Volcanes, Arequipa”, el cual se ejecutó entre el 01 de abril del 2013 al 31 de marzo del 2016, en los distritos de Orcopampa, Chilcaymarca, Andagua, Chachas y Ayo, del Valle Los Volcanes en la provincia de Castilla, Arequipa. Dicho proyecto fue ejecutado por GRUPO GEA y financiado por FONDOEMPLEO en colaboración con la Mancomunidad de Municipalidades del Valle Los Volcanes. El objetivo central fue analizar los resultados de la implementación de los diferentes componentes que el proyecto ha ejecutado para contribuir con el desarrollo local de las comunidades de Valle Los Volcanes. Para lograr dicho objetivo, se recopiló diversas opiniones de los emprendedores, pobladores, estudiantes, autoridades locales y especialistas técnicos que participaron de manera directa e indirecta en las actividades propias del proyecto a través de entrevistas cerradas, semi estructuradas y un taller participativo. Todos los actores coincidieron en que el territorio del Valle Los Volcanes es un atractivo turístico con gran potencial para ser visitado por turistas nacionales y extranjeros, y que se necesita difundir las costumbres, la riqueza geológica y los paisajes. Los hallazgos principales de nuestra investigación muestran que los resultados logrados asociados al desarrollo local son, la afirmación de la identidad local, mejora de la calidad de vida, desarrollo de confianza de los actores, desarrollo de los actores como sujetos activos; y que el turismo rural sostenible contribuye con el desarrollo local. También se han identificado áreas de oportunidad importantes, como la mejora de acceso a la zona, la incorporación de nuevos actores al proyecto que asistan a los pobladores y emprendedores con capacitaciones sobre el turismo, manejo sostenible de los recursos y gestión empresarial. / Tesis