Nuevo procedimiento para analizar crystal size distributions y cálculo de T y PH20 en sistemas magmáticos a través de un modelo acoplado de parámetros cinéticos de cristalización con la composición de plagioclasa. Aplicaciones en el volcán Villarica (Chile) y en el volcán Lassen Peak (EEUU)

Abstract

El presente trabajo presenta un nuevo método para desarrollar Crystal Size Distributions (CSD), un tipo de análisis textural cuantitativo que compara la densidad de población de cristales respecto a su tamaño. Basado en la modelación de la curva de distribución acumulada del tamaño de cristales a través de una función error, se obtienen CSD los que permiten calcular tasas de crecimiento y nucleación de distribución gaussiana asimétrica con respecto al tiempo. Este procedimiento fue aplicado en una muestra de la erupción de 1971 del volcán Villarrica entregando el tamaño límite que distingue microlitos de fenocristales y mostrando un fuerte incremento de las tasas de crecimientos y nucleación de cristales en 2 y 8 órdenes de magnitud, respectivamente, producto del ascenso de magma y cristalización en superficie. Este procedimiento también fue aplicado en cuarzo-monzodioritas del Plutón La Gloria, entregando una distribución sigmoidal de la fracción volumétrica de cristales con respecto al tiempo la que puede ser dividida en 3 etapas diferentes: una primera que muestra un muy bajo incrementos de la fracción volumétrica, la cual coincide con el pico de la tasa de crecimiento, una segunda que muestra un alto incremento de la fracción volumétrica, la cual coincide con el pico de la tasa de nucleación y una tercera que muestra una segunda disminución debido al bajo volumen disponible para nuclear nuevos cristales y recrecer antiguos. A pesar de los aportes que genera este nuevo método, el CSD seguiría siendo insuficiente para identificar distintos procesos magmáticos tales como ascenso de magma respecto a cristalización en superficie o mezcla de magmas, calentamientos o sistemas multireservorios. Es por esto que se acoplan los parámetros cinéticos de cristalización calculados a partir de CSD con la composición de plagioclasas ya que ambos dependen tanto de la temperatura como de la presión de agua. El modelo de acoplamiento es aplicado a la erupción de 1915 del Volcán Lassen Peak. Se registran dos procesos de calentamiento previo a la erupción, el segundo producto de mezcla de magmas dacíticos y andesíticos. Se registran condiciones estables del reservorio dacítico a presión de agua de 200 MPa, 830 ºC generando plagioclasas de contenido de anortita alrededor de 0.37 con lo que se infiere una cota mínima de profundidad del reservorio de 7 km. Posterior al calentamiento se registra una etapa de devolatilización a una temperatura estable de 940 ºC y el ascenso de magma el cual ocurriría en 18 horas.