ARTÍCULOS
Análisis morfológico del complejo volcánico La Hoyada puna austral mediante la aplicación de modelos de elevación digital
Emilce Bustos1, José Marcelo Arnosio1 y Gianluca Norini2
1 GEONORTE -INENCO, UNSa, CONICET, Salta. E-mail: emilcebustos@gmail.com
2 Istituto per la Dinamica dei Processi Ambientali - Consiglio Nazionale delle Ricerche, Italia.
RESUMEN
Las formas volcánicas resultan del balance de procesos constructivos y destructivos que afectan a los edificios volcánicos, por lo tanto el estudio de los rasgos volcánicos contribuye al entendimiento de la evolución del volcanismo de una zona. El Complejo Volcánico La Hoyada (Mioceno superior-Plioceno) se encuentra en el flanco oriental de la cordillera de San Buenaventura, en la provincia de Catamarca, Argentina. Esta contribución presenta una aplicación de modelos de elevación digital para el análisis morfológico del Complejo Volcánico La Hoyada, con el objetivo de identificar y evaluar las formas volcánicas de la región, para entender la evolución de este complejo volcánico antiguo con respecto a las manifestaciones volcánicas de la zona. El análisis morfológico se realizó usando los modelos de elevación digital ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) y SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission), además de la evaluación de imágenes SPOT. Se realizaron distintos productos derivados de los modelos de elevación digital para llevar a cabo la identificación de morfologías areales. A través del análisis de los datos se identificaron 6 dominios morfológicos, cada uno representa un volcán individual de este Complejo. La actividad tectónica de la Puna Austral y el volcanismo moderno de la zona son los factores responsables de la destrucción de estos edificios volcánicos. Los rasgos volcánicos están mejor preservados hacia el norte del complejo, por lo tanto el grado de conservación podría indicar una migración de la evolución del volcanismo de sur a norte. Esta metodología constituye una herramienta fundamental para comprender la evolución volcánica de complejos volcánicos erodados de larga duración.
Palabras clave: Andes Centrales; Rasgos volcánicos; Morfología volcánica; Dominios morfológicos.
ABSTRACT
Using digital elevation models for morphological analysis of La Hoyada Volcanic Complex
Volcanoes´ shapes result from constructional and destructional events; consequently, the study of volcanic features gives insight into the volcanic evolution. La Hoyada Volcanic Complex (Upper Miocene- Pliocene) is located in the eastern flank of San Buenaventura ridge, in Catamarca, Argentina. This study shows an application of digital elevation models for the volcanic area La Hoyada. The aim of this study is to examine the volcanic landforms because volcanic feature understanding of La Hoyada Volcanic Complex is an important tool for unravelling the evolution of this ancient and eroded volcanic complex. Morphological analysis of La Hoyada was performed using ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) and SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission) Digital Elevation Models. The morphological evaluation was complemented by using high resolution images SPOT. Several products were derived from both Digital Elevation Models to identify areal morphologies. Through the evaluation of Digital Elevation Models derived data, as much as 6 morphological domains can be recognized each one representing a single volcano.Tectonic activity and modern volcanism in this area are responsible for the destruction of the volcanic edifices of La Hoyada. The partially conserved volcanic features are more distinguishable towards the north; hence, the grade of preservation could indicate that the evolution of this volcanic center was from south to north. This methodology provides a powerful tool for understanding the volcanic evolution of eroded long-lived volcanic complexes.
Keywords: Central Andes; Volcanic features; Volcanic morphology; Morphological domains.
INTRODUCCIÓN
Los rasgos volcánicos, en contraste con
otros tipos de formas en la tierra, resultan
de la interacción de fuerzas constructivas
y destructivas, por lo tanto las formas
volcánicas deben ser estudiadas teniendo
en cuenta estos procesos de crecimiento y
erosión (Thouret 1999).
La evolución de grandes aparatos volcánicos
incluye diferentes etapas de construcción,
inactividad y destrucción, cambios
de estilo eruptivo y de composición
del magma; y migración de centros eruptivos,
que generan morfologías específicas.
Por lo tanto, el estudio de la morfología
volcánica constituye una herramienta
muy importante, ya que los aparatos volcánicos contienen información acerca del
balance de factores como la edad, estado
de crecimiento, composición, tasa eruptiva,
posición del conducto y migración,
grado de erosión, relación lava-tefra y deformación;
y sobre factores subyacentes
tales como el flujo magmático y el marco
tectónico (Grosse et al. 2009).
Los modelos de elevación digital son utilizados
en la rama de la geomorfología
volcánica para caracterizar edificios volcánicos.
Las aplicaciones derivadas de estos
métodos (mapas de pendiente y aspecto,
mapas de crestas, mapas de relieve
sombreado, secciones transversales, etc.)
son muy útiles para analizar los rasgos
volcánicos
El análisis morfológico de áreas volcánicas
presenta muy buenos resultados en
zonas modernas, donde los procesos exógenos
no han tenido tiempo para disectar
y modificar la forma original del terreno
(e.g. Favalli et al. 1999, Norini et al.
2004, Rodriguez et al. 2004, Fornaciai et
al. 2010). Por otro lado, el análisis morfológico
de edificios volcánicos a partir de
los modelos de elevación digital, se utiliza
para clasificarlos desde un enfoque
cuantitativo (e.g. Bishop 2009, Grosse et
al. 2012). En los terrenos volcánicos antiguos
donde las formas volcánicas originales
están enmascaradas por la erosión
y tectónica pos-volcánica, los modelos de
elevación digital sirven de herramienta
para reconstruir la geomorfología paleovolcánica
(e.g. Székely y Karátson 2004,
Torrecillas et al. 2013, Rodriguez-Gonzalez
et al. 2010). Sin embargo, esta técnica
como herramienta para la identificación
de edificios volcánicos que componen un
complejo volcánico de grandes dimensiones
no ha sido aplicada.
En los Andes Centrales, en el ámbito de la
Puna Austral, se han desarrollado durante
el Mioceno inferior a superior diversos
complejos volcánicos.
Los estudios realizados
en estos complejos están enfocados
en las características geoquímicas y
geocronológicas, con escasa o nula información
sobre la morfología volcánica y su
evolución (e.g. Aceñolaza et al. 1976, González
1983, Kraemer et al. 1999).
En esta contribución se presenta un análisis
morfológico del Complejo Volcánico
La Hoyada (Seggiaro et al. 2000), localizado
en la porción sur de la Puna Austral,
precisamente en el flanco oriental de
la Cordillera de San Buenaventura, provincia
de Catamarca, Argentina (Fig. 1).
El Complejo Volcánico La Hoyada es un
centro volcánico andesítico de larga duración,
Mioceno superior-Plioceno. En esta
zona se realizaron estudios desde el punto
de vista estratigráfico, estructural y geocronológico
(Montero López 2009, Montero
López et al. 2010a, 2010b), pero sin
tener en cuenta a la morfología volcánica.
En este trabajo se propone la reconstrucción
de las superficies volcánicas
del Complejo Volcánico La Hoyada para
identificar los edificios volcánicos que
conforman a esta zona degradada. Las
técnicas presentadas en esta contribución
apuntan a extraer la distribución de datos
de altitud y datos espaciales de las formas
volcánicas primarias. La reconstrucción
de la historia evolutiva del Complejo
Volcánico La Hoyada puede ser de gran
utilidad debido a que el mismo se encuentra
erosionado y fue afectado por la actividad
volcánica posterior del Complejo
Volcánico Cerro Blanco (73 Ka a ~5 Ka,
Viramonte et al. 2008, Montero López
2009, Montero López et al. 2010c).
Figura 1: Localización del área
en estudio y mapa geológico.
CVLH: Complejo Volcánico La
Hoyada; CCB: Caldera Cerro
Blanco; LP: Laguna Purulla;
LAA: Laguna Aguada Alumbrera;
VR: Valle Robledo.
MARCO GEOLÓGICO
La Zona Volcánica Central (Deruelle
1982), ubicada entre los 14º y 28º de latitud
sur, presenta una alta densidad de volcanes
(e.g. de Silva y Francis 1991). En esta
región se registró un aumento del volcanismo
significativo durante el Cenozoico.
En la porción sur de la Zona Volcánica
Central, entre los 25º y 27º de latitud
sur, se localiza la Puna Austral (Alonso
et al. 1984). Esta zona está caracterizada
por la presencia de volcanes e ignimbritas
con edades comprendidas entre el Eoceno-
Oligoceno hasta el Cuaternario. Esta
región registra un pico de productividad
en el volcanismo a los 8 Ma (Trumbull et
al. 2006). Este volcanismo estuvo representado
por edificios de composición intermedia
a ácida para el Mioceno tardío
y Plioceno temprano (e.g. Montero 2009).
Luego se desarrolló una actividad volcánica
bimodal, con centros monogenéticos
máficos (e.g. Kay et al. 1994, Risse et
al. 2008) y calderas de composición ácida
(Seggiaro et al. 2000, Arnosio et al. 2005)
e ignimbritas riolíticas (e.g. Montero 2009,
Montero et al. 2011).
Durante el Mioceno inferior a superior
se desarrollaron diversos complejos volcánicos
como el cerro Beltrán, cerro Tebenquicho,
volcán Archibarca, volcán
Antofalla, Tebén Grande, La Hoyada,
construidos por flujos de lavas, complejos
de domos y depósitos piroclásticos
(e.g. Coira et al. 1993, Seggiaro et al. 2000,
Montero et al. 2010a).
El Complejo Volcánico La Hoyada (Seggiaro
et al. 2000), previamente denominado
Formación La Hoyada (Turner 1963)
se ubica en la provincia de Catamarca,
dentro de la provincia geológica Puna, en
su borde austral (Fig. 1). Está localizado
en el flanco oriental de la cordillera de San
Buenaventura, que marca la transición entre
la Puna Austral y el basamento de las
Sierras Pampeanas, sistema de Famatina y
la Cordillera Frontal (e.g. Mon et al. 1988).
Esta sierra presenta rumbo E-O y está
compuesta por domos y complejos volcánicos
de composición intermedia (Seggiaro
et al. 2000) de edad comprendida entre
el Mioceno superior y el Cuaternario.
El basamento del área está constituido
por rocas pre-ordovícicas, ordovícicas y
cenozoicas. Las rocas más antiguas se ubican
al este del complejo y corresponden
tanto a metamorfitas de grado metamórfico
medio a alto (esquistos, gneises y migmatitas)
como a rocas afectadas por bajo
grado metamórfico (pizarras, filitas, esquistos)
englobadas bajo la Formación
Famabalasto (Turner 1973). Hacia el oeste,
el basamento está representado por el
Complejo Volcano-Sedimientario Cortaderas
Chicas (Seggiaro et al. 2000) de edad
ordovícica compuesto por unidades clásticas,
volcánicas y volcaniclásticas, que se
encuentran intruídas por rocas básicas y
ultrabásicas (Complejo básico-ultrabásico
Tramontana, Seggiaro et al. 2000). La
relación entre estas dos unidades es tectónica
(e.g. Mon y Hongn 1988); donde
la secuencia ordovícica es cabalgada por las unidades más antiguas. La Formación
Falda Ciénaga (Aceñolaza et al. 1976) aflora
en el norte del área en estudio y corresponde
a secuencias turbidíticas con fósiles
del Ordovícico.
Las unidades cenozoicas que han sido reconocidas
están mapeadas como ignimbritas
riodacíticas, Ignimbrita Aguada
Alumbrera (Montero López 2009) e Ignimbrita
Rosada (Seggiaro et al. 2000).
En el grupo de las ignimbritas riodacíticas
se encuentran incluidas unidades formales
como la Ignimbrita Las Papas (Rubiolo et al. 2001, emend Montero López 2009)
e Ignimbrita Las Juntas (Montero López et al. 2011). Todas estas unidades corresponden
a corrientes de densidad piroclásticas
con composiciones dacíticas a riolíticas.
Además hay otras unidades miocenas
que no han sido identificadas con nombres
formales y se encuentran mapeadas
como volcanitas indiferenciadas. En el
Pleistoceno se destaca la presencia de domos
riolíticos y volcanismo basáltico que
constituyen los extremos del volcanismo
bimodal registrado en la zona (e.g. Kay et al. 1994, Seggiaro et al. 2000). El exponente
más conspicuo de este volcanismo está
representado por el Complejo Volcánico
Cerro Blanco (Seggiaro et al. 2000), el cual
fue interpretado como un sistema de calderas
anidadas con abundantes depósitos
piroclásticos y actividad dómica asociada
(Seggiaro et al. 2000, Arnosio et al. 2005,
Montero López et al. 2010c). Los productos
son de composición riolítica/riodacítica
de edad pleistocena media - holocena
(Viramonte et al. 2008, Montero López
2009, Montero López et al. 2010c). Báez et al. (Báez et al. 2015) presentaron un nuevo
esquema estratigráfico para el Complejo
Volcánico Cerro Blanco, resumiendo
de este modo la evolución en 3 épocas
eruptivas principales que constituyen un
periodo eruptivo.
Las contribuciones más completas sobre
la geología del Complejo Volcánico
La Hoyada realizadas hasta la actualidad
corresponden a Montero López (2009),
Montero López et al. (2010a) y Montero
López et al. (2010b), quienes identificaron
dos eventos volcánicos diferentes. El
primero comprende, de base a techo, una
sucesión de unidades intercaladas de brechas
volcánicas, depósitos piroclásticos,
coladas y domos lávicos de composición
andesítica-dacítica calcoalcalina (57-65 %
SiO2). La edad está comprendida entre los
7,04 ± 0,03 Ma y los 5,73 ± 0,02 Ma. Toda la
secuencia está afectada por una deformación
que generó el desarrollo de un plegamiento
a gran escala, cuyo eje es subhorizontal
con una dirección ESE-ONO. Por
otra parte, la cinemática de fallas menores
muestra la predominancia de un acortamiento
E-O y/o subvertical y una extensión
N-S a NNE-SSO. Coherente con esta
cinemática de deformación, se generan
fracturas extensionales subverticales de
dirección E-O a ESE-ONO, a partir de
la cual se emplazaron magmas de composición
ligeramente alcalina (traquiandesítica),
que constituyen los diques que cortan
las rocas del primer ciclo volcánico y
cuya edad es de 4,5 Ma. Sobre las unidades
litoestratigráficas del primer evento se
depositaron sedimentos fluviales, aunque
están subordinados a los volcánicos. Este
evento fue usado como nivel guía para delimitar
los dos eventos volcánicos dentro
de la historia del Complejo. Finalmente,
el segundo evento comprende un registro
similar al primero, formado por depósitos
volcaniclásticos (ignimbritas y brechas) y
lávicos intercalados, también de composición
calcoalcalina, ligeramente más ácida
que las rocas del primer ciclo eruptivo
(68,5 % SiO2). La edad oscila entre 4,5 Ma
hasta 2,42 ± 0,02 Ma, esta última, la edad
de las coladas que tapizan toda la secuencia
del Complejo La Hoyada.
La secuencia
del segundo evento posee evidencias de
menor deformación, ya que las unidades
que lo forman están dispuestas de manera
subhorizontal. El Complejo Volcánico
La Hoyada constituye el basamento sobre
el cual se emplazó el Complejo Volcánico
Cerro Blanco (Seggiaro et al. 2000, emend Arnosio et al. 2005), manifestación del
volcanismo más joven de la Puna Austral.
A partir de relevamientos de campo, estudios
geoquímicos y el análisis morfológico
presentado en este trabajo, unidades mapeadas
anteriormente como “lavas basálticas”
y “lavas andesíticas y dacíticas” del
Pleistoceno se redefinen e incluyen dentro
del Complejo Volcánico La Hoyada.
El borde sur de la Puna Austral registra
dos fases de deformación desde el Neógeno
(Allmendinger 1986, Allmendinger et al. 1989, Marrett et al. 1994, Marrett y
Strecker 2000). La fase de deformación
más antigua se desarrolló durante el Mioceno
medio y Plioceno y estuvo caracterizada
por un acortamiento horizontal
NO-SE que generó corrimientos. Esta
fase tectónica generó la morfología de basin and range, cuencas limitadas por sierras
contraccionales, característica de la Puna
(Allmendinger et al. 1997). El evento
de deformación más joven generó una extensión
subhorizontal N-S y un acortamiento
E-O a ENE-OSO desde los 2 Ma
(e.g. Allmendinger et al. 1989, Marrett et al. 1994), caracterizado por fallas de rumbo
y normales. Estudios recientes realizados
sobre la Ignimbrita Aguada Alumbrera
y el Complejo Volcánico La Hoyada por
Montero et al. (2010b), ubican el comienzo
de la extensión a los 5Ma pudiéndose
extender a los 7Ma. En las diferentes
áreas donde se registró la extensión neógena,
se postula que se mantiene activa
hasta el presente.
METODOLOGÍA
Modelos de elevación digital
Los modelos de elevación digital constituyen
un conjunto de datos numéricos
que describen la distribución espacial de
la altitud de la superficie del terreno; por
lo tanto el valor de altitud z de cada pixel
se relaciona con los valores correspondientes
de x e y expresados en un sistema
de proyección geográfica.
Los modelos de elevación digital son muy
utilizados para realizar análisis de la topografía
y de las formas terrestres, además
de modelar procesos de superficie (e.g. Millaresis
y Argialas 2000, Bishop et al. 2001,
Tucker et al. 2001).
Con el objetivo de realizar el análisis morfológico
del Complejo Volcánico La Hoyada
se utilizaron datos SRTM (Shuttle Radar
Topography Mission) y ASTER GDEM
(Advanced Spaceborne Thermal Emission and
Reflection Radiometer Global Digital Elevation
Model). Ambos modelos de elevación digital son gratuitos, de libre distribución y
tienen cobertura global. Para la identificación
de formas volcánicas de pequeñas
dimensiones el estudio se complementó
con imágenes SPOT extraídas del Google
Earth.
Los modelos de elevación digital SRTM
se realizaron por medio de una misión
cumplida durante 11 días del mes de febrero
de 2000. Los datos se tomaron a
partir de un sistema de radar modificado
que voló sobre el transbordador espacial
Endeavour. Los modelos de elevación se
generaron a partir de la técnica de interferometría
de radar. Esta misión colectó datos
topográficos de un 80 % de la superficie
terrestre (entre 60° latitud norte y 56°
de latitud sur) con un error en la vertical
menor a 16 m (Rabus et al. 2003). La resolución
espacial para los datos en la Argentina
es de 90 m.
El subsistema visible del sensor ASTER
contiene dos telescopios: uno con vista al
nadir y otro con mirada hacia atrás. Combinando
ambas vistas de estos telescopios
se generan pares estereoscópicos en
blanco y negro que producen modelos de
elevación digital. ASTER GDEM es un
mapa digital topográfico del 99 % de la
superficie terrestre, con 30 m de resolución
espacial. La primera versión de ASTER
GDEM se lanzó en junio de 2009
y la segunda versión de 2011 incluye más
pares estereográficos mejorando la cobertura
y los defectos en las imágenes.
Procesamiento y análisis de modelos
de elevación digital
El procesamiento y análisis de modelos
de elevación digital es una herramienta
importante para el reconocimiento morfológico
de la superficie terrestre. En este
trabajo se propone el desarrollo de distintas
transformaciones aplicadas a los modelos
de elevación digital para confeccionar
mapas temáticos que destacan rasgos
areales y lineales del terreno (Norini et al.
2004), además de la individualización de
parámetros morfométricos. Los datos lineales
permiten identificar rasgos estructurales
y volcano-estructurales. Por otro
lado, los datos areales permiten reconocer
zonas morfológicamente homogéneas los
cuales pueden vincularse directamente a
edificios volcánicos diferentes, dominios
estructurales y estadios evolutivos.
Imágenes de Relieve Sombreado: Se efectuaron
a partir de los modelos de elevación digital
con el objetivo de resaltar las estructuras
geológicas por medio de la simulación
de la iluminación en la superficie del
terreno desde una altura y dirección predeterminada
(Liu y Mason 2009). Se realizaron
imágenes con relieve sombreado
con una fuente de luz ubicada a 45° de altitud,
cada 45° de azimut para los modelos
de elevación digital utilizados.
Mapa de pendiente y aspecto: Se generó un mapa
de pendiente y uno de aspecto para la
zona en estudio utilizando los algoritmos
embebidos en el software ArcGis 10 (Fig.
2). El cálculo del aspecto y de la pendiente
se realiza teniendo en cuenta los valores
de 8 pixeles vecinos. La pendiente está
medida en grados con la convención de
0º para un plano horizontal. El aspecto se
mide con la convención de 0º hacia el norte
y un incremento en los grados en el sentido
de las agujas del reloj. Estos mapas
se clasificaron a partir del análisis de frecuencia
de aspecto y valores de frecuencia
acumulada de los valores de pendiente.
Figura 2: Mapa de pendiente (izquierda) y de aspecto (derecha). En el ángulo inferior izquierdo se presenta un gráfico con una curva de frecuencia acumulada de
los valores de pendiente.
Mapa de crestas: En un paisaje volcánico
erosionado como el que presenta el Complejo
Volcánico La Hoyada, las crestas representan
a las superficies menos erosionadas
o más conservadas de un edificio
volcánico. La identificación de estos rasgos
permite reconocer las zonas más
preservadas de los edificios volcánicos (Székely y Karátson 2004). La individualización
de las crestas en la zona del Complejo
Volcánico La Hoyada se realizó a
partir del software ArcGis 10. Las crestas
de esta zona se identificaron mediante la
confección de la red de drenaje a la inversa,
calculando los rasgos más elevados de
la zona en estudio.
Mapa de lineamientos: Los lineamientos se
definen como elementos lineales, visible
en la superficie de la tierra, que representan
los fenómenos geológicos y/o geomorfológicos
(Clark y Wilson 1994). Las
imágenes de relieve sombreado derivadas
del procesamiento de los modelos de elevación
digital, las cuales resaltan los rasgos
lineales, se unieron en un Sistema de
Información Geográfica para realizar la
identificación de los lineamientos presentes
en la zona de estudio. En esta contribución
se realizó la identificación automática
de lineamientos, mediante el uso
de programas informáticos y algoritmos.
Es un método rápido y no está sujeto a la
subjetividad humana. En este trabajo se
utilizó el módulo LINE de PCI Geomatics en la versión gratuita demo (Hung et al. 2005). Este programa recoge los elementos
lineales de una imagen y los registra
en una capa vectorial. Los resultados fueron
examinados y los lineamientos falsos
identificados por el programa informático
se eliminaron.
Identificación de rasgos volcánicos y perfiles topográficos: A partir de la examinación visual
de las imágenes derivadas de los modelos
de elevación digital y las imágenes de alta
resolución SPOT (Satellite Pourl’ Observation de la Terre) obtenidas del Google Earth,
se identificaron los rasgos volcánicos
preservados o parcialmente preservados
de esta zona por observación directa. Las
formas individualizadas se digitalizaron
manualmente. A partir de los modelos de
elevación digital, se generaron diversos
perfiles topográficos que muestran las
morfologías típicas en sección transversal
de estas formas volcánicas.
RESULTADOS
El análisis morfológico del Complejo Volcánico La Hoyada, basado en modelos de elevación digital e imágenes de alta resolución espacial SPOT, constituyó una herramienta efectiva para el reconocimiento de formas volcánicas en esta zona volcánica degradada. Los productos derivados de los modelos de elevación digilores de pendiente (Fig. 2). Se logró la identificación de distintos tipos de flujos lávicos, formas dómicas, flancos de edificios volcánicos. Por otro lado, se individualizaron escarpas de gran magnitud que disectaron a los centros volcánicos identificados. La primera gran distinción consistió en la separación morfológica de una zona al sur del Complejo Volcánico La Hoyada, donde no se distinguen rasgos volcánicos (dominio 1, Fig. 3) de otra con rasgos morfológicos volcánicos parcialmente conservados ubicada hacia el norte del área en estudio (dominios 2-6, Fig. 3). A continuación se describirán en detalle los dominios morfológicos definidos junto con sus parámetros morfométricos que los caracterizan.
Figura 3: Dominios morfológicos (1-6) y lineamientos identificados para el Complejo Volcánico La Hoyada.
Dominio morfológico 1
El dominio morfológico 1 se ubica en la
zona sur del área en estudio y ocupa una
superficie aproximada de 260 km2 (Fig.
3). Esta zona tiene valores altos de pendientes,
ya que el 50 % del área presenta
valores de gradiente superiores a los 15º
(Fig. 2). Esta región se distingue de los
otros dominios morfológicos definidos
por la ausencia de detección de formas
volcánicas conservadas mediante la técnica
empleada en este trabajo. La inexistencia
de rasgos volcánicos queda evidenciada
en el mapa de crestas (Fig. 4a),
donde se observa que éstas no forman patrones
definidos. El diagrama de rosas
muestra que la frecuencia en el azimut de
los lineamientos para esta zona no registra
ninguna tendencia (Fig. 4a). El gráfico
de frecuencia de aspecto exhibe dos modas,
la principal noroeste y la secundaria
noreste (Fig. 4b). En el perfil topográfico
SO-NE que cruza el dominio morfológico
1, se observan grandes incisiones correspondientes
con valles fluviales (Fig.
4c).
Figura 4: Dominio morfológico 1. a) Imagen Spot. Las líneas blancas representan las crestas del dominio 1.
Se muestra la ubicación de la traza del perfil topográfico (a- a´). En el borde superior izquierdo, diagrama de
rosa de los lineamientos; b) Frecuencia de valores de aspecto; c) Perfil topográfico SO-NE (a- a´).
Dominio morfológico 2
El dominio morfológico 2 se ubica en el
oeste del área en estudio abarcando una
superficie aproximada de 53 km2 (Fig. 3).
En esta zona se observa un halo de alteración
hidrotermal y un volcán monotal como los mapas de pendiente, aspecto,
imágenes de relieve sombreado ponen
en evidencia las relaciones espaciales relevantes
entre los elementos morfológicos
que componen el área. A partir del conjunto de datos obtenidos
del análisis de los mapas de pendiente y
aspecto, imágenes de relieve sombreado,
extracción de lineamientos, identificación
de formas volcánicas, perfiles topográficos
y patrones texturales se delimitaron
seis dominios morfológicos dentro
del Complejo Volcánico La Hoyada (Fig.
3). Cada dominio morfológico se caracteriza
por una frecuencia de aspecto y valores
de frecuencia acumulada de los vagenético máfico (Fig. 5). Esta región se
caracteriza por valores elevados de pendiente,
donde el 50 % del área registra valores
mayores a 12º (Fig. 2). En el mapa
de identificación de crestas se observa un
patrón radial débil en la zona del dominio
morfológico 2 (Fig. 5a). La frecuencia
principal de los lineamientos presentes
en esta zona es E-O y secundariamente
se observan lineamientos NO-SE y N-S
(Fig. 5a). En el gráfico de frecuencia de
aspecto se observa que las distintas clases
tienen aproximadamente las mismas frecuencias;
sin embargo se destacan valores
más elevados en las clases oeste y suroeste
(Fig. 5b). En la sección transversal con
rumbo SO-NE se observa la forma volcánica
cónica preservada (Fig. 5c).
Figura 5: Dominio morfológico 2. a) Imagen Spot. Las líneas blancas representan las crestas del dominio 2.
Se muestra la ubicación de la traza del perfil topográfico (a-a´). En el borde inferior izquierdo, diagrama de
rosa de los lineamientos; b) Frecuencia de valores de aspecto; c) Perfil topográfico SO-NE (a-a´).
Dominio morfológico 3
Este dominio se encuentra ubicado al
oeste de la caldera Cerro Blanco (Fig. 3) y
se extiende en un área aproximada de 75
km2. Presenta valores de pendiente relativamente
elevados, 50 % del área ocupada
por este dominio morfológico posee pendientes
mayores a 12º (Fig. 2).
La Figura 6a muestra los resultados de la
digitalización de las crestas de la zona y
los rasgos volcánicos morfológicos que se
individualizaron por medio de la inspección
visual de imágenes satelitales de alta
resolución. Se observa que este dominio
es heterogéneo y está disectado por una
escarpa curva de rumbo NE-SO. El diagrama
de rosas de frecuencia de orientación
de los lineamientos muestra que los
azimuts preponderantes para esta región
son NNO-SSE y ESE-ONO (Fig. 6a). La
distribución de los valores de frecuencia
de aspecto en este dominio muestra modas
en las clases NE y NO (Fig. 6b). En la
superficie inclinada ubicada en el noroeste
se diferencian distintas formas volcánicas
como coladas dómicas con perfil convexo
característico y crestas de presión (Fig. 6c),
flujos lávicos de morfologías fluidas con
relieve suave y que finalizan abiertas como abanico, y lavas con desarrollo de albardones
y crestas de presión. Por otro lado, en
el centro de este dominio morfológico se
observa una zona homogénea (núcleo) y
hacia el norte se observan estructuras dómicas
con un sector de colapso (Fig. 6c),
además de flujos lávicos.
Figura 6: Dominio morfológico 3. a) Imagen Spot. Las líneas blancas representan las crestas del dominio
3 y las negras las formas volcánicas digitalizadas manualmente. Se muestra la ubicación de las trazas de los
perfiles topográficos (a-a´ y b-b´). En el borde inferior izquierdo, diagrama de rosa de los lineamientos; b)
Frecuencia de valores de aspecto; c) Perfiles topográficos E-O (a-a´) y NE-SO (b-b´).
Dominio morfológico 4
El dominio morfológico 4 se encuentra
rodeando a la caldera Cerro Blanco
y abarca un área aproximada de 19 km2 (Fig. 3). Esta zona es morfológicamente
irregular y está segmentada por la instalación
de la caldera Cerro Blanco. El 50 %
del área ocupada por este dominio tiene
pendientes inferiores a 10º (Fig. 2).
A partir de la delimitación de formas volcánicas
en las imágenes SPOT se discriminaron
morfologías lávicas con disposición
radial (Fig. 7a). En el mapa generado
a partir de la individualización de las crestas
del área se observa un patrón radial de
las mismas alrededor de la caldera Cerro
Blanco (Fig. 7a). Los lineamientos muestran
tendencias principales NS y NE-SO
(Fig. 7a). Por otro lado, los valores de frecuencia
más elevados de aspecto se registran
en la clase NE (Fig. 7b). En la sección longitudinal de una de las lavas que
componen este dominio, se observa que
el perfil tiene una pendiente suave que es
interrumpido por una pendiente abrupta
de la escarpa de la escarpa como resultado
de la formación de la caldera Cerro
Blanco (Fig. 7c).
Figura 7: Dominio morfológico
4. a) Imagen Spot.
Las líneas blancas representan
las crestas del dominio
4 y las negras las formas
volcánicas digitalizadas manualmente.
Se muestra la
ubicación de la trazas del
perfil topográfico (a-a´). En
el borde superior izquierdo,
diagrama de rosa de los lineamientos;
b)Frecuencia
de valores de aspecto; c)
Perfil topográfico SO-NE
(a- a´).
Dominio morfológico 5
El dominio morfológico 5 está ubicado
inmediatamente al sureste de la caldera
Cerro blanco comprendiendo un área de
29 km2 (Fig. 3). La morfología de esta zona,
al igual que en el dominio morfológico
4, está fragmentada debido a la construcción
de la caldera Cerro Blanco.
Este dominio presenta valores bajos de
pendientes, el 50 % del área tiene pendientes
inferiores a los 5º (Fig. 2). En el mapa
de crestas se observa la disposición radial
de las mismas. Este patrón es consistente
con la digitalización manual de los extremos
de las coladas que se visualizan en las
imágenes de alta resolución SPOT (Fig.
8a). Las orientaciones predominantes de
los lineamientos en esta zona son NESO,
ENE-OSO y NO-SE (Fig. 8a). Las
clases de aspecto con frecuencia más elevadas
abarcan las clases desde el NO hasta
el NE (Fig. 8b). En el perfil topográfico
se observa un corte longitudinal de una
lava que compone este dominio morfológico
disectada por el cambio abrupto en la
topografía por el emplazamiento de la caldera
Cerro Blanco (Fig. 8c).
Figura 8: Dominio morfológico 5.
a) Imagen Spot. Las líneas blancas
representan las crestas del dominio
5 y las negras las formas volcánicas
digitalizadas manualmente. Se
muestra la ubicación de la trazas
del perfil topográfico (a-a´). En el
borde inferior izquierdo, diagrama
de rosa de los lineamientos; b)
Frecuencia de valores de aspecto;
c) Perfil topográfico SSO-NNE
(a-a´).
Dominio morfológico 6
El dominio morfológico 6 está ubicado
en la zona norte del área en estudio
y abarca un área aproximada de 5,4 km2 (Fig. 3). Presenta valores relativamente
bajos de pendiente; 50 % del área presenta
valores por debajo de los 5º (Fig. 2).
En la imagen de alta resolución SPOT se
identifica claramente la presencia de albardones
y crestas de presión en los flujos
lávicos (Fig. 9a). En la caracterización
del patrón de crestas se observa un esquema
paralelo de las mismas posicionado
perpendicularmente a la escarpa que
segmenta este dominio (Fig. 9a). El gráfico
de frecuencia de lineamientos muestra
una tendencia principal NNO-SSE (Fig.
9a). Los valores de frecuencia de aspecto
presenta dos modas principales: N-NE y
O-NO (Fig. 9b). El perfil longitudinal de
un flujo lávico es suave aunque está interrumpido
por un cambio brusco de pendiente
generado por la irrupción del relieve
generado por la escarpa (Fig. 9c).
Figura 9: Dominio morfológico
6. a) Imagen Spot. Las líneas
blancas representan las crestas del
dominio 6 y las negras las formas
volcánicas digitalizadas manualmente.
Se muestra la ubicación
de la trazas del perfil topográfico
(a-a´). En el borde inferior izquierdo,
diagrama de rosa de los lineamientos;
b) Frecuencia de valores
de aspecto; c) Perfil topográfico
NE- SO (a- a´).
DISCUSIÓN
Dentro del ámbito de la Zona Volcánica
Central, el Complejo Volcánico La Hoyada
constituye un centro volcánico de larga
duración carente de estudios morfológicos
de detalle. En esta contribución,
mediante un detallado estudio morfológico,
en correlación con las observaciones
de campo y los estudios geoquímicos se
determinó que el Complejo Volcánico La
Hoyada está comprendido por al menos
seis dominios morfológicos que corresponden
a centros volcánicos diferentes.
Cada dominio morfológico, que corresponde
a un edificio volcánico, se caracterizó
a partir de mapas de pendiente y
aspecto, patrones texturales, imágenes de
relieve sombreado, extracción de lineamientos,
identificación de formas volcánicas y perfiles topográficos.
La primera etapa del análisis morfológico
consistió en la separación de dos zonas
morfológicamente distintas (Fig. 3).
La primera región discriminada, ubicada
al sur de la zona en estudio (dominio
1), se caracteriza por la ausencia de rasgos
volcánicos conservados distinguibles
a partir de parámetros morfológicos.
La segunda zona se ubica en el norte y se
diferencia de la anterior porque presenta
formas volcánicas parcialmente preservadas:
coladas dómicas, coladas fluidas,
coladas con albardones y domos.
La zona del dominio morfológico 1 (Fig.
4) está profundamente incisa por escarpados
valles fluviales como queda evidenciado
en el perfil topográfico confeccionado
para esta zona. Los valores de pendientes
acumuladas calculadas son elevados como consecuencia de las altas inclinaciones de las laderas de las incisiones fluviales.
La individualización de las crestas para
esa área, no indica ningún patrón regular
que sugiera la presencia de relictos de estructuras
volcánicas. Por otro lado, en el
diagrama de rosas de los lineamientos no
queda marcada ninguna tendencia de azimut
preponderante. Las dos modas representadas
en el aspecto de la zona también
se corresponden con los rasgos generados
por la erosión fluvial de la zona.
Un patrón radial de crestas débil caracteriza
al dominio morfológico 2 (Fig. 5),
consistente con una disposición radial típica
de los edificios volcánicos. El perfil
topográfico muestra una forma cónica
parcialmente conservada en este dominio.
Presenta valores de pendiente elevados
que responden a la preservación de
la forma volcánica cónica original. Todas
las clases de aspecto son aproximadamente
regulares, lo cual también es consistente
con una estructura cónica. Los
lineamientos predominantes tienen una
orientación E-O aunque otros importantes
se registran NO-SE y N-S. En el dominio
2 se observa un halo de alteración
hidrotermal y un volcán más joven monogenético
sobre impuesto (Fig. 5) en esta
zona, lo que indica un área con circulación
de fluidos.
El dominio morfológico 3 (Fig. 6) es muy
heterogéneo, corresponde a un edificio
volcánico disectado por la instalación una
escarpa curva de rumbo NE-SO de cinemática
normal. Como resultado de esta
irrupción, el flanco NO de este edificio
volcánico se encuentra conservado
y el núcleo de la estructura volcánica resulta expuesto en superficie. En la ladera
volcánica se preservan diferentes morfologías
de flujos lávicos como coladas con
morfologías fluidas, lavas con albardones
y crestas de presión además de coladas
dómicas. En cambio, la zona del núcleo
de esta estructura volcánica, ubicada
hacia el este de la escarpa mencionada, se
observa masiva. Asimismo, en esta zona
quedan preservadas formas dómicas con
sectores de colapso, además de lavas modernas
relacionadas con la extensión que
generó la escarpa. Las modas de aspecto
para este dominio morfológico se registran
en las clases del norte, lo cual se corresponde
con la zona conservada de este
aparato volcánico. Además, los valores de
pendiente relativamente elevados de esta
zona se corresponden también a la ladera
conservada de este aparato volcánico. La
tendencia de los lineamientos es NNOSSE
y ESE-ONO.
El dominio morfológico 4 (Fig. 7) es
morfológicamente irregular, ya que se
encuentra segmentado por el emplazamiento
de la caldera Cerro Blanco. Por la
estructuración de esta caldera se encuentran
conservadas las zonas distales de esta
estructura volcánica, registrándose solamente
valores de pendiente bajos. En
este dominio quedan preservadas las zonas
distales de flujos lávicos dispuestos
radialmente, coincidentes con la disposición
de la caldera Cerro Blanco. Estos
indicios apuntan a inferir que el edificio
volcánico estaba ubicado virtualmente en
la misma posición donde actualmente está
la depresión de la caldera mencionada
anteriormente. Los valores de frecuencia
más elevados de aspecto se registran en la
clase NE, ya que en esta zona se preserva
mejor la disposición radial de las lavas.
Los lineamientos muestran tendencia hacia
NS, NE-SO, E-O, NO-SE.
Hacia el sur del dominio morfológico 4 se
ubica el dominio 5. La morfología de esta
zona, al igual que en el dominio morfológico
anteriormente detallado, está
segmentada debido a la construcción de
la caldera Cerro Blanco (Fig. 8). La individualización
de crestas identifica un patrón
radial de las formas volcánicas con
azimut discordante con las tendencias del
dominio 4. A diferencia del dominio de
la caldera, se observa que las direcciones
de los flujos lávicos conservados cambian
de dirección, por lo que se puede afirmar
que se trata de otro centro volcánico. Solo
se conservan las zonas distales de los
flujos lávicos que lo caracterizan; por ésta
razón las pendientes acumuladas son bajas
en esta zona. Las clases de aspecto con
frecuencia más elevadas son desde NO al
NE, esto concuerda con la conservación
de la mitad radial norte del aparato volcánico.
Las tendencias de los lineamientos
son NE-SO, ENE-OSO, NO-SE y N-S.
El dominio morfológico 6 (Fig. 9) constituye
un aparato volcánico fragmentado
por una gran escarpa generada por la
tectónica extensional de la zona. El área
conservada de este edificio volcánico se
constituye de lavas que preservan en su
morfología albardones y crestas de presión
características, que indican rasgos de
dirección de flujo hacia el noroeste. Este
dominio morfológico registra dos modas
principales de aspecto, una norte-noroeste
y otra oeste resultado de la posición de
las lavas en este dominio. Por otro lado,
los valores de pendiente en esta zona son
bajos como consecuencia de que solo se
preserva la zona distal de este centro volcánica.
Los lineamientos muestran una
tendencia NNO-SSE y NO-SE.
El grado de preservación de las distintas
morfologías volcánicas que componen a
los dominios morfológicos del Complejo
Volcánico La Hoyada, constituye indicios
de una evolución de este sistema volcánico
de sur a norte.
El Complejo Volcánico La Hoyada presenta
datos geocronológicos 40Ar/39Ar
realizados por Montero López (2009) y
Montero López et al.(2010a, b) entre ca. 7
Ma - ca. 2,5 Ma. El área correspondiente
al dominio morfológico 1, presenta las
edades más antiguas (ca. 7 Ma - 5 Ma). La
zona norte del área en estudio (dominios
2-6) podría corresponder a una superposición
de al menos 5 estratovolcanes anidados
e interdigitados. Éstos podrían haber
funcionado simultáneamente y ser, todos
o parte de ellos, más jóvenes que 5 Ma.
El volcanismo moderno de esta zona de
la Puna Austral, representado por el desarrollo
del Complejo Volcánico Cerro
Blanco y la tectónica extensional de la región
perturbaron la geomorfología y preservación
de los geoformas volcánicas a
los distintos edificios que componen al
Complejo Volcánico La Hoyada.
CONCLUSIONES
En esta contribución se presenta la importancia
del análisis morfológico de
detalle para el reconocimiento e individualización
de estructuras volcánicas parcialmente
conservadas y la reconstrucción
de complejos volcánicos disturbados
en correlación con trabajos de campo y
datos geoquímicos.
El uso de modelos de elevación y sus análisis
permite la definición de la ocurrencia
y distribución espacial de los rasgos volcánicos.
El análisis morfológico desarrollado para
el Complejo Volcánico La Hoyada permite
inferir al menos 6 edificios volcánicos
individuales involucrados en la construcción
de este extenso complejo volcánico.
En el dominio morfológico 1 no fue posible
la identificación de rasgos volcánicos,
por lo que sería la zona más antigua
de este complejo. Hacia el norte, mediante
la metodología aplicada, se identificaron
formas volcánicas como domos y flujos
lávicos con distintas morfologías. El aumento
en el grado de preservación de los
rasgos volcánicos permite inferir una migración
de la actividad volcánica del Complejo
Volcánico La Hoyada de sur a norte.
La metodología propuesta en esta contribución,
complementado con estratigrafía
de detalle, geoquímica y geocronología
constituye una herramienta poderosa
para el estudio de complejos volcánicos
de larga duración.
AGRADECIMIENTOS
Se agradece a los geólogos Walter Báez, Agostina Chiodi, Francisco López, Gabriela Fuentes y Nestor Suzaño, además de a los estudiantes Ruben Filipovich, Blanca Alfaro y Ana Lucía Santillán, por el apoyo durante los trabajos de campo y las enriquecedoras discusiones. Estas tareas fueron financiadas gracias al Proyecto Nº1987/1 "Estratigrafáa volcánica, evolución magmática e historia eruptiva del Complejo Volcánico La Hoyada, Puna Austral, provincia de Catamarca" otorgado por el CIUNSa. El Proyecto AO SAOCOM Nº40 concedido por la Comisión Nacional de Actividades Espaciales proveyó los fondos necesarios para comprar la licencia del software ArcGis 10. Emilce Bustos agradece al CONICET la otorgación de becas para realizar los estudios de doctorado.
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Recibido: 3 de febrero, 2014
Aceptado: 30 de enero, 2015