ラ・パカナ
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パカナカルデラ
カルデラ内部から西端を眺める
最高点
標高4,500メートル（14,800フィート）
リストチリの火山一覧
座標南緯23度13分11秒 西経67度27分58秒 / 南緯23.21972度、西経67.46611度 / -23.21972; -67.46611[1]
地理
パカナカルデラはチリにあります
パカナカルデラ
パカナカルデラ
チリ北部
地質学
山型カルデラ
火山地帯アルティプラノ・プーナ火山群
最後の噴火200万年前

ラ・パカナは、チリ北部アントファガスタ州にある中新世のカルデラです。アンデス中央火山帯の一部であり、アルティプラノ・プーナ火山群の一部です。アルティプラノ・プーナ火山群は、主要なカルデラと珪長質イグニンブライト火山地帯から構成されています。この火山地帯は、チリ、ボリビア、アルゼンチンの3国を結ぶサパレリ三国国境付近の遠隔地に位置しています。

ラ・パカナは、他の地域の火山とともに、ペルー・チリ海溝におけるナスカプレートの南アメリカプレートへの沈み込みによって形成されました。ラ・パカナは、様々な古生代層と第三紀のイグニンブライトおよび火山によって形成された基盤岩に位置しています。ラ・パカナ周辺には複数の主要な断層が横切っており、火山活動に影響を与えています。

ラ・パカナは超巨大火山であり、巨大なアタナ・イグニンブライトの噴火を引き起こした。アタナ・イグニンブライトは体積が2,500～3,500立方キロメートル（600～840立方マイル）に達し、これまでに知られている爆発的噴火の中で5番目に大きな 噴火である。アタナ・イグニンブライトは380万年前（±10万年前）と420万年前（±10万年前）に、はるかに小規模な（体積180立方キロメートル（43立方マイル））トコナオ・イグニンブライトとほぼ同時に噴火した。プイサ・イグニンブライトは、アタナ/トコナオ・イグニンブライトよりも前にラ・パカナによって噴火され、フィロ・デルガードとパンパ・チャマカ/タラブレ・イグニンブライトはその後に噴火した。

地理と構造

ラ・パカナはチリのアントファガスタ州、アンデス山脈[ 1 ]の南回帰線[ 2 ]のすぐ北に位置し、チリとアルゼンチンの間のパソ・デ・ハマ[ 3 ]の近くに位置しています。チリとボリビアの国境はカルデラの北部を横切っています。[ 4 ]ラ・パカナの地域は大部分が無人です。[ 1 ]ソカイレ、タラブレ、トコナオ[ 5 ]などの小さな集落がアタカマ塩湖の近くにあり、山の斜面を流れ下る小川が流れています。[ 1 ]カルデラは1980年から1985年にかけてこの地域で行われた地図作成作業中に発見されました。[ 6 ]

ラ・パカナは中央火山帯[ 2 ]の一部であり、アンデス火山帯を構成する4つの火山帯の1つであり、現在火山活動は続いていないが、断層によって互いに隔てられている。[ 7 ]中央火山帯では、中新世以降、多くの成層火山と火砕流堆積岩形成中心が噴火しており、[ 8 ]そのうち約50が活火山と考えられている。[ 9 ]さらに、中央火山帯には約18の小規模な火山地帯がある。アンデスで史上最大の噴火は、1600年に中央火山帯のペルー、ワイナプティナで発生した。中央火山帯で最も活発な火山はチリのラスカルである。[ 7 ]

ラ・パカナは、直径60×35キロメートル（37マイル×22マイル）で、南北に長く伸びている。[ 10 ]これは、世界でも最も露出度が高く、最大のカルデラの1つである。[ 11 ]知られている最大のカルデラはスマトラ島のトバで、最大長は100キロメートル（62マイル）である。[ 12 ]ラ・パカナは単一のカルデラではない可能性があり、いくつかの再構築では、カルデラの北部が実際には独立した崩壊構造であることを示唆している。[ 13 ]カルデラの底は標高4,200〜4,500メートル（13,800〜14,800フィート）にあり、中央隆起部とカルデラ縁はさらに高く、5,200メートル（17,100フィート）に達する。カルデラの縁は、北側と西側を除いて露出しているが、北側と西側は後の火山活動によって埋もれている。[ 10 ] カルデラの形成後、カルデラ内の堆積物と[ 14 ]凝灰岩が350平方キロメートル（140平方マイル）の角度範囲にわたって隆起し[ 15 ] 、コルドン・ラ・パカナとして知られる高さ1キロメートル（0.62マイル）の復活ドームを形成した。[ 16 ]この復活ドームは、多数の断層によって切断されており、頂上には発達していない地溝がある。 [ 14 ]当初、現在のカルダー縁はカルデラリング断層とは一致しないと考えられていたが、[ 10 ]復活ドームの縁と一致することが判明した。しかし、その後の研究では、現在の地形的縁がカルデラの端であることが示唆されている。[ 17 ]再隆起ドームはカルデラ縁から2～10キロメートル（1.2～6.2マイル）の幅の堀で隔てられており、この堀はカルデラ全体の表面の約3分の2を占めているが[ 18 ]、カルデラの北側ではカルデラ崩壊の「ヒンジ」によって中断されており、落とし戸のような形になっている。[ 19 ]堀は浸食によって形成された堆積物と[ 20 ]湖沼から残された沖積堆積物、蒸発岩、湖沼堆積物で満たされている。[ 16 ]

グアヤケス火山群

カルデラの崩壊により、より古い火山中心地が削られ、セハ・アルタとキラパナの斑岩堆積物が露出しました。カルデラの壁に露出している他の古い火山中心地には、東壁のセロ・アグアス・カリエンテス成層火山と西壁のセロ・ヒガンテスがあります。[ 21 ]カルデラ内と再隆起したドームの縁で火山活動が再開し、410万年前から少なくとも160万年前の間に溶岩ドームが形成されました。 [ 15 ]これらの火山中心地には、コラル・デ・コケナ火口と東のモロ・ネグロ溶岩ドーム、西のセロ・ボラとプリフィカン、再隆起したドームの北のセロス・デ・グアヤケスが含まれます。カルデラの南壁にあるアレノソ、チャマカ、チバト・ムエルトの溶岩ドームは、もともと先カルデラと考えられていましたが、 [ 21 ]後にこれら3つのドームは後カルデラドームであると特定されました。[ 22 ]カルデラ内の成層火山には、セロス・デ・グアヤケス溶岩ドームに関連する円錐形の火山と、セロ・インカグアシ、セロス・デ・ピリ、セロス・ネグロス、ワイリタスの火山があります。[ 21 ]

カルデラ内に現存する温泉は、ラ・パカナに関連した地熱系がまだ存在していることを示している可能性があるが、温度が低いこと（25 °C（77 °F）未満）を考えると、それほど重要なものではない。[ 12 ]湧水によるチバト・ムエルト湖、トリンチェラ湖、オホス・デル・リオ・サラド湖などのいくつかの湖[ 12 ]や、アグアス・カリエンテス・ノルテ塩湖、アグアス・カリエンテス・スル塩湖、プイサ塩湖、キスキロ塩湖などの塩田が堀の中に形成されている[ 23 ] 。カルデラの南部の水域は、水位が近いことから、地下水を介してつながっていると思われる。西側のカルデラ縁自体が、カルデラからの地下水の排出を妨げている。[ 24 ]リオ・デ・ピリ川やリオ・サラド川などの川がカルデラの水文学を完成させている。[ 12 ]

ラ・パカナでは重力観測が実施されている。大きな負の異常（地殻の質量が予想より小さい異常）がラ・パカナ・カルデラの表面と一致し、カルデラの境界を越えて広がっている。これはカルデラが低密度物質で満たされていることによるものと考えられる。正の異常（地殻の質量が予想より大きい異常）はカルデラ周辺で発見され、カルデラ内部の点在する領域を特徴づけている。前者は高密度の基盤岩を表し、後者は個々の火口に関連する貫入岩である可能性がある。[ 13 ]

地質学

ペルー・チリ海溝では、ナスカプレートが南アメリカプレートの下に年間約7～9センチメートル（2.8～3.5インチ/年）の速度で沈み込み、[ 7 ]海溝から130～160キロメートル（81～99マイル）の距離で火山活動を引き起こしています。[ 8 ]

研究によれば、沈み込みは2億年前のジュラ紀から始まっているが、2600万年前に加速した。[ 25 ]後期第三紀から中新世にかけて安山岩質火山活動の段階を経て、[ 26 ]大規模なイグニンブライト火山活動が約2300万年前に始まり、現在も続いている。[ 27 ]これは南緯21度以北で、2300万～1800万年前のオクサヤ層と1500万～1700万年前のアルトス・デ・ピカ層から始まった。その後、サン・バルトロ層とシラペティ層が生成され、前期更新世に終わった。[ 26 ]ラ・パカナの火山活動は、この地域の他の場所よりも新しく、ラ・パカナで露出している最も古い火山岩は1100万～750万年前のものである。[ 8 ]大規模な火砕流活動は200万年前まで続いた。[ 13 ]

地域

中央アンデスには、主火山弧の東側、隣接するアルティプラーノ内にある大きなカルデラから噴出した広範囲にわたるイグニンブライトの産地があります。これらのカルデラの多くは、アルティプラーノ・プーナ火山群の一部です。この火山群は、面積7万平方キロメートル（27,000平方マイル）に約3万立方キロメートル（7,200立方マイル）のイグニンブライトを堆積した大規模な火山群です。ラ・パカナは、アルティプラーノ・プーナ火山群で最大のカルデラです。[ 11 ] [ 15 ]イグニンブライトは、平均標高4,000メートル（13,000フィート）の場所に表面を形成しています。[ 25 ]成層火山はこれらの溶結凝灰岩層の上に発達し、今日ではこの地域の火山活動の最も明確な表現を形成しており、[ 9 ]そのうちのいくつかは海抜6,000メートル（20,000フィート）の高さを超えています。[ 25 ]長期にわたる乾燥した気候は、火山活動の痕跡が長期間にわたって認識できることを意味しています。[ 26 ]

アルティプラノ-プーナ火山複合体は、深さ20キロメートル（12マイル）の大きな地震速度異常によって支えられており、これは地球上で最大の、ほぼ溶融した（10〜20％）岩石からなる構造である可能性があります。 [ 15 ]この部分溶融帯は、苦鉄質マグマが下部地殻に注入されて形成されました。1060万年前より前の大規模な転覆により地殻アナテクシスが発生し、イグニンブライト火山活動が始まりました。[ 28 ]この溶融帯で形成されたマグマは上部地殻に上昇し、深さ8〜4キロメートル（5.0〜2.5マイル）の間で分化して、イグニンブライトを形成する二次マグマを形成しました。[ 29 ]現在、この部分溶融帯の推定境界は、アルゼンチン、ボリビア、チリの三国間の三地点に集まる負の重力異常と、アルティプラノ・プーナ火山群の範囲とかなりよく一致している。[ 30 ]

地元

ラ・パカナの下にある基盤岩は、オルドビス紀の堆積物、デボン紀-ペルム紀の珪岩、同じくペルム紀の混合サルタ層、白亜紀-第三紀の堆積物でできています。[ 31 ]アルゼンチンのラ・パカナ東縁では、これらがさらに古い先カンブリア時代の基盤岩を覆っています。[ 8 ]しかし、この元々の基盤岩の大部分は、ラ・パカナカルデラと一致すると思われる中心から来た中新世のイグニンブライトで覆われています。 [ 31 ]これらの古いイグニンブライトのうちの2つは、パンパ・ムカルとアンティグア・チャカリリのイグニンブライトとして知られています。[ 32 ]

ラ・パカナは、セロ・グアチャおよびプリコ・コンプレックスのカルデラと共にラ・パカナ・コンプレックスを形成している。グアチャは2回の大噴火を経験しており、そのうち1回は410万年前に発生した。プリコ・コンプレックスの噴火は130万年前に始まった。これはラ・パカナ・コンプレックスの中で最も新しい中心であり、最も新しい噴火は完新世に発生した。[ 28 ]ラ・パカナの西側および南西側には、アカマラチ、ラスカル、コラチ、コルドン・デ・プンタス・ネグラスなどの火山中心がある。[ 5 ]

ラ・パカナ地域には、南北に走るミスカンティ線状地帯、ソコンパ線状地帯、キシキロ線状地帯など、数多くの断層が横切っています。これらの線状地帯や断層は、この地域の火山活動や地形に影響を与えており、火山や火口はこれらの線状地帯に沿って並んでいます。 [ 8 ]

構成

トコナオとアタナのイグニンブライトは、それぞれ流紋岩とデイサイト-流紋デイサイトによって形成されています。これらはカリウムに富む石灰アルカリ岩相を形成しています。どちらも軽石を含み、アタナのイグニンブライトには3種類の異なる軽石が含まれています。イグニンブライト中の斑晶は主に斜長石によって形成されています。[ 15 ]

アタナとトコナオのイグニンブライトには、褐簾石、リン灰石、黒雲母、緑簾石、角閃石、チタン鉄鉱、磁鉄鉱、モナザイト、斜方輝石、斜長石、石英、サニディン、チタン石、ジルコンといった鉱物が含まれています。これらの鉱物のすべてが両方のイグニンブライトに含まれているわけではなく、また必ずしも同じ相（結晶またはマトリックス）にあるわけでもありません。[ 15 ]

結局のところ、ラ・パカナのマグマは、アルティプラノ・プーナ火山群の地下約20キロメートル（12マイル）の深さで発見された部分溶融帯内の地殻深部の様々な地殻領域と相互作用したマントル溶融物の産物である。[ 15 ]

様々な地質温度計は、トコナオのイグニンブライトがアタナのイグニンブライトよりも低温であったことを示し、それぞれ730～750℃（1,350～1,380°F）、750～790℃（1,380～1,450°F）と推定されている。トコナオのイグニンブライトが形成された深度は不明であるが、アタナのイグニンブライトは7～8.5キロメートル（4.3～5.3マイル）の深度で形成されたと推定されている。この深度は、フィッシュキャニオン、ロングバレー、イエローストーンといった他のマグマ系で推定される深度とほぼ同等である。[ 15 ]

気候と生物相

アグアス・カリエンテス塩湖の気象記録は入手可能であり、年間平均気温1℃（34℉）、年間平均降水量150mm（5.9インチ）が記録されている。[ 33 ]

乾燥したアルティプラノには植生がほとんどありません。しかし、レア、ビクーニャ、ビスカチャなど、多くの動物種が生息しています。アヒル、ガチョウ、フラミンゴは水域や塩湖によく現れます。[ 1 ]

噴火の歴史

ラ・パカナは、組成が異なり、短期間にもう1つが堆積した2つのイグニンブライトを噴火した。デイサイト質のアタナイグニンブライトと流紋岩質のトコナオイグニンブライトである。[ 15 ]アタナイグニンブライトはかつてグアイティキナイグニンブライトの一部であると考えられていたが、後に分離した。 [ 2 ]一方、プリピカルイグニンブライトはアタナと相関している可能性がある。[ 14 ]また、ラ・パカナで噴火したイグニンブライトの一部は、もともとセロ・グアチャに起因するものであった。[ 11 ]両方のイグニンブライトは同じマグマだまりの異なる部分を起源とし、ラ・パカナカルデラにおけるその起源は、岩石の同位体比と露頭の地理的分布によって確立されている。[ 15 ] アルゼンチン東部コルディリェラ山脈の火砕堆積物はラ・パカナに起源を持つ可能性がある。 [ 34 ]

トコナオとアタナのイグニンブライトの噴火に先立ち、初期の活動により、580万年±10万年前から570万年±40万年前の間にプイサのイグニンブライト[ 8 ]と、カルデラの壁によって切り取られたいくつかの成層火山と斑岩が生成されました[ 21 ] 。プイサのイグニンブライトはアタナのイグニンブライトに似ており、トコナオのイグニンブライトと同様に、主にカルデラの西側に露出しています。[ 8 ]

最初の大噴火は400万年前±90万年前から530万年前±110万年前に発生し、トコナオ・イグニンブライトを形成した。[ 15 ]トコナオ・イグニンブライトは主にカルデラの西側に露出している。[ 8 ]後になって初めて、ラ・パカナの東側でトコナオのユニットが確認された。[ 35 ]このイグニンブライトの体積は約180立方キロメートル（43立方マイル）で、下部の非硬化サブユニットと上部の硬化サブユニットから構成されている。管状軽石は下部サブユニットと、トコナオ・イグニンブライトの下に堆積した厚さ10センチメートル（3.9インチ）未満のプリニー式堆積物に含まれている。[ 15 ]

カルデラの形成はアタナイグニンブライトの噴火と一致している。噴火がまだ進行中だったとき、ラ・パカナ北西部では地形が以前の地表から2～3キロメートル（1.2～1.9マイル）の深さまで沈下した[ 10 ] 。 [ 13 ]アタナイグニンブライトの年代は380万年前±0.1万年前から420万年前±0.1万年前の間であるが、2つのイグニンブライトの噴火の間に休止期間があったことを示す兆候がないため、トコナオイグニンブライトの年代と明確に区​​別することはできない。このイグニンブライトはトコナオのイグニンブライトよりもかなり大きく、[ 15 ]体積は2,500～3,500立方キロメートル（600～840立方マイル）[ 36 ]に達し、火山爆発指数は8です。これにより、アタナ噴火は知られている中で5番目に大きな爆発的噴火となり、ラ・パカナは超巨大火山となります。[ 13 ]アタナイグニンブライトは、カルデラの内側から外側まで30～40メートル（98～131フィート）の厚さの構造としてフローシートを形成します。[ 15 ]このフローシートは当初、おそらく約7,700平方キロメートル（3,000平方マイル）の表面積を覆っていましたが、その一部は後に浸食されました。[ 14 ] アタナ溶結凝灰岩は、結晶に富み、岩石質は乏しい、かなり溶結した岩石である。その下には軽石と灰の堆積物がある。 [ 15 ]軽石は、白色流紋岩から灰色安山岩に至るまで、溶結凝灰岩中に破片としても見られる。[ 37 ]噴火後、アタナ溶結凝灰岩は風水による浸食を受け、谷やヤルダンが刻まれた。[ 4 ]

カルデラの内外のイグニンブライトの相、および西側の露頭と東側の露頭の間には若干の相違点がある。これらの相違点は、イグニンブライトの溶結の程度、失透の有無、節理のパターンに関係する。[38] 実際、北部アタナイグニンブライトの一部は、相と岩石学の相違から、後に実際にはアタナイグニンブライトの一部ではないと判断された。[ 39 ]この別々のイグニンブライトは、おそらくセロ・グアチャカルデラで噴火した上部タライグニンブライトと下部タライグニンブライトと名付けられた。[ 40 ]タライグニンブライトはラ・パカナカルデラの一部を満たしている。[ 41 ]ラ・パカナのイグニンブライトの総体積は、カルデラと充填イグニンブライトの体積に関する重量測定情報に基づいて、約3,400～3,500立方キロメートル（820～840立方マイル）と推定されています。 [ 13 ]

アタナおよびトコナオのイグニンブライトの起源に関する最も可能性の高い理論は、マグマだまり内での結晶分別作用によって形成されたというものである。このマグマだまりでは、結晶化が進む対流するデイサイト質マグマからトコナオのマグマが抽出された。この揮発性物質に富み結晶に乏しい抽出マグマは、まずプリニー式噴火として噴出した。次に、カルデラを横切る断層に沿った動きと思われる地殻変動が、アタナイグニンブライトの上昇と噴火を促した。[ 15 ]カルデラの北縁と西縁で2つの潜在的な火口が見つかっており、アタナイグニンブライト内には角礫岩の堆積物が見られる。 [ 42 ]アタナイグニンブライトを生成したマグマの一部は、イグニンブライトの後に噴火した。カルデラの崩壊後に形成された溶岩ドームはこのマグマによって生成された。[ 15 ]このカテゴリーの依存型後カルデラ火山活動には、コラル・デ・コケナとモロ・ネグロが含まれます。他の後カルデラ火山中心地は異なる組成を持ち、おそらくアタナマグマとは異なる源から形成されました。[ 43 ]

カルデラの形成後も、火成岩の噴火が続いた。フィロ・デルガード火成岩は鮮新世のある時期にワイリタス火山から噴出した。[ 21 ]その体積は約0.1立方キロメートル（0.024立方マイル）である。[ 18 ] 240±40万年前、パンパ・チャマカ火成岩が再興したドームとカルデラ縁の間の堀を埋めた。[ 21 ]パンパ・チャマカまたはタラブレ[ 29 ]火成岩は、おそらく現在のコルドン・デ・プンタス・ネグラス[ 18 ]またはサラー・デ・アグアス・カリエンテス[ 44 ]の下に埋もれていた火口から噴出し、体積は約0.5立方キロメートル（0.12立方マイル）に達した。[ 18 ]セロ・グアチャカルデラの349万年前のタライグニンブライトがラパカナの北縁まで達した。[ 45 ]

参考文献

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出典

さらに読む

ウィキメディア・コモンズには、 モンヘス・デ・ラ・パカナに関連するメディアがあります。
ウィキメディア・コモンズには、プジサ湖に関連するメディアがあります。
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