Very long pahoehoe inflated basaltic lava flows in the Payenia volcanic province (Mendoza and la Pampa, Argentina)

Abstract

En este trabajo se presentan y describen flujos de lava extremadamente largos. Estos flujos se originaron en el complejo volcánico fisural Payen, dentro de la provincia volcánica Payenia en el retroarco andino. Los flujos de lava fueron emitidos durante el Cuaternario tardío desde el sector superior de un volcán en escudo, el que constituyó el primer centro volcánico de este complejo. Uno de estos flujos presenta forma de lengua y tiene una longitud de 181 km, constituyendo el flujo de lava cuaternario conocido, más largo sobre la Tierra. Este flujo alcanzó el valle del río Salado en La Pampa y mantuvo una forma angosta y recta sin ningún control topográfico, hasta su porción más distal sobre una planicie aluvial. La roca que forma esta colada es una hawaita con un bajo contenido de fenocristales de olivino y plagioclasa. Los patrones de elementos traza son típicos de basaltos alcalino-sódicos de intraplaca, sin embargo el patrón de elementos traza incompatibles y las relaciones de isótopos de Sr y Nd, sugieren un marco transicional al orogénico. El flujo estudiado fluyó siguiendo un mecanismo térmicamente eficiente denominado inflation, como demuestran las asociaciones de sus rasgos morfológicos, estructurales y texturales. Las causas principales de este sistema de transporte extremadamente largo pueden ser una temperatura de 1.130º-1160ºC y viscosidad de 3-73 Pa*s (calculadas a partir de los datos petroquímicos), junto con una muy baja velocidad de enfriamiento y una tasa de efusión grande y sostenida en el tiempo. La gran longitud y la falta parcial de control topográfico del flujo pueden aportar nuevos conocimientos acerca de la física de los grandes flujos inflados, los que constituyen las más extensas provincias volcánicas de la Tierra y probablemente también la de otros planetas terrestres.

Extremely long basaltic lava flows are here presented and described. The flows originated from the great, polygenetic, fissural Payen Volcanic Complex, in the Andean back-arc volcanic province of Payenia in Argentina. The lava flows outpoured during the Late Quaternary from the summit rift of a shield volcano representing the first volcanic centre of this complex. One of these flows presents an individual tongue-like shape with a length of 181 km and therefore is the longest known individual Quaternary lava flow on Earth. Leaving the flanks of the volcano this flow reached the Salado river valley at La Pampa and, in its distal portion, maintained its narrow and straight shape without any topographic control over a flat alluvial plain. It has a hawaiite composition with low phenocryst content of prevailing olivine and minor plagioclase. Rare Earth element patterns are typical of Na-alkaline basalts, but incompatible trace element patterns and Sr -Nd isotope ratios, suggest a geodynamic setting transitional to the orogenic one. The flow advanced following the thermally efficient "inflation" mechanism, as demonstrated by a peculiar association of well developed morphological, structural and textural features. The temperature of 1130-1160°C and the viscosity of 3-73 Pa*s, calculated by petrochemical data, may be considered, together with a very low cooling rate and a sustained and long lasting effusion rate, the main causes of the extremely long transport system of this flow. Both the extreme length of the flow and the partial lack of topographic control may provide new constraints on the physics of large inflated flows, which constitute the largest volcanic provinces on Earth and probably also on the terrestrial planets.