Эль Лако | |
---|---|
![]() Коническая вершина справа называется Пико Эль Лако . Черные зоны слева от нее — Серро Лако Сур и Серро Лако Норте . На изображении видно только около половины вулканического комплекса. | |
Самая высокая точка | |
Высота | 5325 м (17470 футов) |
Координаты | 23°50′29.6″ ю.ш. 67°29′24.6″ з.д. / 23.841556° ю.ш. 67.490167° з.д. / -23.841556; -67.490167 [1] |
География | |
Эль-Лако — вулканический комплекс в регионе Антофагаста в Чили . Он находится прямо к югу от вулканической цепи Кордон-де-Пунтас-Неграс . Часть Центральной вулканической зоны Анд , это группа из семи стратовулканов и кальдеры . Ему около двух миллионов лет. Главная вершина вулкана — лавовый купол , называемый Пико-Лако, высота которого, по разным данным, составляет 5325 метров (17 470 футов) или 5472 метра (17 953 фута). Здание пострадало от оледенения, и некоторые отчеты указывают на то, что оно все еще фумарольно активно.
Вулкан известен своими магнетитсодержащими лавовыми потоками загадочного происхождения. Всего имеется четыре лавовых потока и две дайки , а также образование неопределенной природы. Помимо структур лавовых потоков, в комплексе также обнаружена пирокластика, содержащая оксид железа. Магмы образовались в магматической камере объемом около 30 кубических километров (7,2 кубических миль); [2] являются ли богатые железом лавы естественными магнетитовыми лавами или были образованы гидротермальными процессами, действующими на обычную породу, является предметом споров. После их открытия в 1958 году эти месторождения железа были добыты. Аналогичные месторождения вулканического оксида железа существуют в Австралии, Чили и Иране.
El Laco является частью сектора Cordón de Puntas Negras Центральной вулканической зоны, [3] : 681,682 непосредственно к югу от этой вулканической цепи. [4] Он расположен на кварцитовом и песчаниковом фундаменте, который был поднят с морского дна во время акадийской орогенеза и имеет ордовикский возраст. Позже произошло мезозойское и кайнозойское осадконакопление группы Salta, которая затем была погребена третичными риолитами. [5] : 515 [3] : 681,682 Два основных вулканических линеамента пересекаются в районе El Laco, [6] включая так называемый линеамент Calama-Olacapato-El Toro. [7] Вулкан Эль-Уэсо на севере имеет высоту 5028 метров (16496 футов) [8] -5029 метров (16499 футов) и диаметр основания 2,5 километра (1,6 мили). Он имеет кратер диаметром 1 километр (0,62 мили). [9]
Город Антофагаста расположен в 320 километрах (200 миль) к западу от Эль-Лако. [3] : 681 Другие близкие города — Калама и Сан-Педро-де-Атакама . Международная дорога через перевал Сико [10], соединяющая Сальту в Аргентине с Каламой в Чили, проходит недалеко от Эль-Лако. В пустыне Атакама, прилегающей к Эль-Лако, находится ряд туристических объектов , а сухой климат также делает этот район подходящим для астрономических объектов. [11]
Вулканический комплекс Эль-Лако образован примерно семью небольшими стратовулканами и лавовыми куполами. [12] Комплекс начал свою деятельность в миоцене - плиоцене , когда порфировые андезиты образовали стратовулкан. Во время плиоцена пепел и пирокластические извержения образовали кальдеру диаметром 4–5 километров (2,5–3,1 мили), которая также содержит центральный лавовый купол, образовавшийся 6,5 миллионов лет назад. Наконец, вероятно, во время плейстоцена , были вытеснены пять богатых железом магм, названных Лако-Сур, Лако-Норте и Родадос-Негрос. Лакито и Кристалес-Грандес, две глубинные железные магматические структуры, датируются той эпохой. [3] : 682–684 Вулканический комплекс расположен на высоте 4300–5470 метров (14 110–17 950 футов) и занимает площадь 7 на 5 километров (4,3 мили × 3,1 мили) [13] с минимальным объемом 14 кубических километров (3,4 кубических мили) вулканической породы. [14]
Главная вершина, Пико Лако [11] или Питон Эль Лако [14] , имеет высоту 5325 метров (17 470 футов), [11] хотя максимальная высота 5472 метра (17 953 фута) также была зарегистрирована. [15] Пико Лако представляет собой андезитовый лавовый купол высотой 400 метров (1300 футов) над окружающей местностью. Купол, с размерами 1,5 на 1 километр (0,93 мили × 0,62 мили), имеет две вершины: более высокую восточную и 5166-метровую (16 949 футов) западную вершину, [9] и также был описан как вулканическая пробка . [14] Пико Лако был описан как возрождающийся вулкан внутри кальдеры , которая окружена вторичными жерлами. [7]
Другие вершины включают северо-западный Уэсо-Чико, конус высотой 120 метров (390 футов) над его окрестностями и кратер шириной 250 метров (820 футов). Этот конус имеет дацитовый состав. «Вулкан 5009» сильно эродирован, и его ядро из лавы и гиалокластита было обнажено. Его диаметр составляет 2,5 километра (1,6 мили). Эруптивная активность здесь, вероятно, совпала с ледниковой активностью во время плиоцена, о чем свидетельствуют морены в этом районе. [9]
Возраст от 10,5 [10] до 1,6 млн лет был оценен с помощью калий-аргонового датирования андезитовых лав и субвулканических пород. Возраст 5,3±1,9 млн лет для лав в северной части вулканического комплекса является самой старой полученной датой. Другие датировки привели к возрастам 3,9±1,3 млн лет для купола Пико Лако, 3,8±0,9 млн лет для лав под Сан-Висенте-Байо, 3,7±0,9 млн лет для лавового фронта рядом с Лако Норте, 2,6±0,6 для Кристаллес-Грандес, 2,1±0,4 для Уэсо-Чико и 1,6±0,5 для «Вулкана 5009». Кордон де Пунтас Неграс имеет более молодые даты. [9] Другая дата из Пико Лако составляет 2,0±0,3 млн лет; [16] одно исследование предположило четыре отдельных эпизода развития вулкана. [14] Вулканическая активность продолжалась после размещения магнетитовых тел. [10] Более поздние изменения включали гидротермальные изменения и ледниковую эрозию; первое оставило обесцвеченные породы и отложения испарений. Некоторые незначительные метасоматические изменения произошли в местах контакта андезитов и железосодержащих пород. [17] [3] : 684 Гидротермальные изменения также были описаны для нижних частей вулканической кучи и, вероятно, произошли из-за газов, выходящих из внедрившейся магмы. Морены, обнаруженные к западу от Эль-Лако, были образованы оледенением как на Эль-Лако, так и на Пунтас-Неграс. Датирование с помощью поверхностного воздействия показало возраст 226 и 287 тыс . лет для некоторых лав, затронутых льдом [12] , а датирование аргон-аргон дало самый молодой возраст около 120 000 лет. [10] Кроме того, андезитовый вулканизм в соседних вулканах покрыл Эль-Лако. [3] : 684 Имеются сообщения о продолжающейся фумарольной активности и горячих источниках с отложениями глины и других минералов. [12]
На склоне вулкана залежи апатита , гематита и магнетита обнаружены [18] на высоте 4600–5200 метров (15 100–17 100 футов). [19] Вулкан в основном известен этими потоками, [20] но такой материал также встречается в виде тефры . [21] Отложения лежат поверх плоских лавовых потоков андезитового состава, [22] концентрически вокруг Пико Лако. [13] Они называются Лако Норте, Лако Сур, Сан Висенте Альто, Сан Висенте Бахо и Родадос Негрос. [19] Отложения состоят из даек, гидротермальных отложений, лавовых потоков, пирокластики и субвулканических структур и были извергнуты из паразитических жерл и трещин. [12] [17] Магнетит классифицируется как порфировидный. [2] Апатит присутствует как акцессорный минерал в лавах и обилен в интрузиях. [17] Зоны, богатые железом, также образовались в туфах и лавах. [23] Магнетит в субвулканических телах существует в более массивных кристаллах. [3] : 684 Железосодержащие породы включают потоки лавы, пепел и лапилли , [24] а также рудные брекчии , образовавшиеся предположительно при обрушении вулкана. Потоки магнетитовой лавы Эль-Лако привлекали научное внимание на протяжении десятилетий [25] [26] и являются уникальными в мире; [11] они были признаны объектом геологического наследия МСГН в 2024 году. [27] Они образовались во время активной субдукции. [22]
Из этих отложений Лако Норте является крупнейшим и, вероятно, был отделен от соседнего Лакито эрозией. Его толщина составляет 60–90 метров (200–300 футов), а площадь поверхности составляет 1000 на 1500 метров (3300 футов × 4900 футов). Он был извергнут из питающих даек на его южном и восточном концах и образует столообразное тело на отроге в форме месы . [ 19] В Лако Норте, которое может быть лавовым озером , [26] обнаружена структура из пяти слоев: базальный андезит, руда в пирокластической форме, магнетитовая лава, пирокластика, содержащая руду, и андезит наверху. [16] Laco Sur имеет похожую морфологию и размеры 30–70 на 600 на 750 метров (98 футов–230 футов × 1969 футов × 2461 фут); он был добыт. San Vicente Alto представляет собой конус брызг или поток лавы в верхней части вулкана (30 на 320 на 480 метров (98 футов × 1050 футов × 1575 футов)), а San Vicente Bajo, вероятно, представляет собой купол лавы (250 на 390 метров (820 футов × 1280 футов)). Laquito (150 метров (490 футов) в длину и 50 метров (160 футов) в ширину) и Rodados Negros (500 на 600 метров (1600 футов × 2000 футов)) по всей видимости, являются дайками, в то время как Cristales Grandes (80–100 метров (260–330 футов) в длину и до 30 метров (98 футов) в ширину) скорее всего является жилой и, как правило, демонстрирует признаки гидротермального образования. [26] [19] Магнитный слой породы простирается к северу от вулкана, [28] а под Пасос Бланкос было смоделировано большое магнетитовое тело. [12]
Магнетитовые лавы в основном являются лавой типа аа , но также обнаружены и другие поверхностные особенности, [11] включая особенности пахоэхоэ . [28] На магнетите обнаружены столбчатые морфологии, что подразумевает, что они быстро остывали. [29] В мире есть только одно другое место, где был обнаружен столбчатый магнетит — Киирунаваара в Швеции . [30] В лаве в результате выхода вулканического газа образовались пузырьки размером от сантиметра до трубок размером с метр, покрытые изнутри эвгедральным магнетитом. Как до, так и после магнетитовых лав извергались слои пирокластики, содержащей магнетит. Ореол размером 0,5–2 метра (1 фут 8 дюймов — 6 футов 7 дюймов) отделяет магнетитовые породы от вмещающих пород. Потоки магнетитовой лавы имеют толщину 50 метров (160 футов), пирокластика — 30 метров (98 футов) и 20 метров (66 футов) соответственно. [3] : 684–685 Пирокластические отложения пористые и хрупкие и показывают следы расслоения. [11] Пирокластика в Лако-Сур содержит шарики магнетита, а также некоторые пузырьки дестинезита . [31] [32] Возраст руды методом трекового датирования деления был определен в 2,1±0,1 миллиона лет . [11] Лавы содержат жилы, вероятно, образованные гидротермальной активностью. [29]
Температуры, оцененные для извергнутых пород, охватывают широкий диапазон, некоторые превышают 800 °C (1470 °F). [2] [33] Эти породы имеют загадочное происхождение, [34] которое может быть магматико-гидротермальным или магматическим, [18] [33] с присутствием лавовых бомб магнетитовой лавы [35] и другими доказательствами, подтверждающими теорию магматического происхождения. [36] [37] Согласно магматической генетической гипотезе, магма могла отделиться от предшествующей магмы из-за спонтанного расслоения богатого железом расплава из андезитовой материнской магмы в неглубоком магматическом резервуаре под вулканом. [8] [38] Другие точки зрения рассматривают текстуру и химический состав пород как доказательство того, что метасоматоз или гидротермальное замещение андезитовых пород образовали магнетитовые «лавы». [39] [40] Третья гипотеза предполагает кристаллизацию магнетита в кремниевой магме и его последующее извлечение посредством флотации, прикрепленной к летучим пузырькам. [8] [5] : 525 Также была предложена роль постмагматической флюидной фазы, которая была выведена из включений в кристаллах, [40] или комбинации магматических и гидротермальных механизмов. [10]
Некоторое количество магнетита окислилось до гематита, [3] : 681 вероятно, под влиянием дождевой воды, как показал изотопный анализ. Только небольшое количество гематита является первичным. [19] [33] Изотопные данные указывают на то, что образование этой магнетитовой магмы сопровождалось сегрегацией плагиоклаза. Этот плагиоклаз мог образовать риодацитовый лавовый купол. Богатая фосфатом железа магма образовала потоки магнетитовой лавы после высвобождения летучих веществ. Магма, вероятно, граничила с образованием двухфазного расплава, содержащего нельсонит и риолит . Благоприятный тектонический контекст, связанный со сжатием магматической камеры и наличием разломов, способствовал извержению магнетита. [3] : 688–689 [24] [41] Образование магмы, вероятно, произошло в магматической камере. [12] Во время охлаждения магмы образовались руды. [28] Этот процесс, вероятно, не был направлен богатыми водой фазами, и сегрегация произошла на небольшой глубине. [6] Высокое содержание фосфора и летучих веществ могло понизить температуру плавления магмы и облегчить ее извержение, [22] а также преодолеть ограничения, основанные на плотности, на извержение богатых железом магм; [42] магма позже принудительно дегазировала бы внутри вулкана. [21] Предположения о том, что анатексис богатых железом осадков породил богатые железом магмы, кажутся неправдоподобными. [22] Окончательным источником железа Эль-Лако может быть субдуцируемый металлсодержащий осадок. [43]
Эти месторождения оксида железа были обнаружены в 1958 году и впервые описаны в 1961 году. [44] [45] Добыча в Лако-Сур извлекла около двух миллионов тонн магнетита между 1970-ми и 1990-ми годами, оставив открытый карьер, обнажающий 30 метров (98 футов) породы. [1] В 2009 году эти минеральные запасы были добыты Cia Minera del Pacifico SA [46] По оценкам, месторождение содержит 733,9 миллиона тонн руды, [7] состоящей на 50% из железа. [3] : 684 Геологический интерес к этим видам минеральных месторождений усиливается их частой ассоциацией с другими минералами, как было отмечено на Олимпик-Дэм , Австралия . [42] Другие месторождения магнетит-апатитовой руды в Андах — Инкауаси (10,3±0,8 млн лет назад), в 26 километрах (16 миль) к югу от Эль-Лако, и Магнетита Педерналес (третичный), примерно в 300 километрах (190 миль) к юго-юго-западу от Лако. [28]
Магнетиты Кируны в Швеции напоминают магнетиты Эль-Лако по содержанию марганца и ванадия [47] , а содержание титана в них сравнительно низкое. [6] Месторождения в Кируне и Эль-Лако были классифицированы как месторождения руды «оксида железа-апатита» [37] [48], и Эль-Лако является наиболее сохранившимся и самым молодым таким месторождением на Земле. [8] [25] Другие месторождения вулканической железной руды — это Ненана на Аляске [49] , Чилийский железный пояс , третичное месторождение Серро-эль-Меркадо в Мексике , эокембрийский район Бафк в Иране и протерозойское месторождение Кируна в Швеции. Из них Сьерра-Бандера в Чилийском железном поясе может быть еще одним примером поверхностной вулканической железной руды, а не субвулканической руды, как обычно предполагается для этих месторождений. [50]
Основными породами вулкана являются андезит и дацит , которые содержат биотит и пироксен, а также пузырьки, содержащие оксид железа . Железосодержащие породы являются менее важным компонентом. [24] Другими компонентами являются диопсидовые пегматиты . [26] Вся порода относится к известково-щелочному классу вулканических пород, [39] похожих на те, которые извергаются соседними вулканами Ласкар и Льюльяйльяко . [14] Андезиты содержат плагиоклаз, клинопироксен , ортопироксен и вкрапленники магнетита. [3] : 681–682 Магнетит и в меньшей степени гематит являются наиболее распространенными минералами железа; [3] : 685 ангидрит , [51] диопсид , [52] гетит , лимонит , маггемит , пирит , [3] : 685 скаполит [8] и диадохит также обнаружены. [24] Извергнутая магма, вероятно, была богата газом, так как в противном случае магнетитовые лавы имели бы температуру плавления более 1500 °C (2730 °F). Лавы потеряли большую часть своей серы и фосфора после извержения. [24] Высокое содержание кислорода-18 в магмах Лако указывает либо на загрязнение земной коры, либо на изотопные эффекты во время фракционной кристаллизации . [28] Некоторое влияние атмосферной воды также было выведено из изотопных данных. [40]
Гидротермальное изменение центрального лавового купола и железосодержащих отложений привело к образованию алунита , анатаза , бассанита , хлорита , медных прожилок, гипса , иллита , ярозита , каолинита , лабрадорита , кварца , рутила , санидина , смектита , серы и тридимита . Некоторые из этих минералов образуют жилы внутри породы. [13] [8] [3] : 684 [19] Силификация выражена и образовала кристобалит и тридимит . Также обнаружена элементарная сера. [2] Обширные области вулкана были изменены гидротермально при температурах 200–250 °C (392–482 °F), что придало породе ясный вид. Незначительные отложения испарения также обнаружены в виде сульфатов , которые иногда консервируют каналы. Красноокрашенные ореолы изменений встречаются в андезитах, прилегающих к месторождениям железа, вероятно, из-за поступления железа. [13] Возможно, что образование богатой железом магмы сопровождалось образованием большого количества гидротермальных жидкостей, которые затем инициировали гидротермальные изменения. [36]
Растительность в этом районе в основном представлена низким кустарником . [11] Короткохвостые шиншиллы водятся в Эль-Лако, [53] это одно из немногих мест обитания этого исчезающего вида в Чили. [54]
В Эль-Лако классический холодный горный климат на границе сухого Альтиплано с летними осадками и гиперзасушливого климата пустыни Атакама. [11] Близлежащая метеостанция ( 23°45′S 67°20′W / 23.750°S 67.333°W / -23.750; -67.333 ) на высоте 4500 метров (14 800 футов) показала среднюю температуру 2,3 °C (36,1 °F) в 1991 году, с сильной краткосрочной изменчивостью. Большая часть осадков выпадает летом в южном полушарии; зимой был зафиксирован снегопад. Влажность воздуха, зарегистрированная в 1991 году, составляла 10–30%. [55]