MONITOREO GEOQUÍMICO EN EL MONITOREO GEOQUÍMICO EN EL VOLCÁN UBINASVOLCÁN UBINAS

Vicentina CruzVicentina Cruz11, Steven Clegg, Steven Clegg22

4.4. Instituto Geologico Minero y MetalurgicoInstituto Geologico Minero y Metalurgico5.5. Department of Geology, University of Hawaii at HiloDepartment of Geology, University of Hawaii at Hilo

Recarga de aguameteorica

Zona de calor

Fuentes termales

Fuentes termales

Inflitración de agua meteorica

Precipitaciones

Fumarolas

Zona de condensación

de gas

Reservoriomagmático

sistemahidrotermal

Fluidos magmáticos (CO2, H2O..)

CO2 SO2

¿POR QUE ESTUDIAR LOS GASES VOLCANICOS? Información

valiosa del interior del

volcán

EJEMPLO:

>CO2: Indica que el magma esta ascendiendo pero no cerca de la superficie

>SO2: Indica que el magma se encuentra superficial y podría estar cerca de una erupción.

•Para tener éxito en el monitoreo de un volcán se requiere tanta información como sea posible para reducir errores en la interpretación del comportamiento eruptivo del volcán con éxito.

•Sísmica + Deformación + Geoquímica de gases y aguas .

UBICACION DE LA ZONA DE ESTUDIO

100 km

NAZCA PLATE

SOUTH AMERICAN PLATE

SOLIMANA

COROPUNASABANCAYA

AMPATO

CHACHANI

MISTI

La JoyaOmate

Calacoa

Aplao

CAMANA

MOLLENDO

AREQUIPA

MOQUEGUA

ILO

TACNA

ARICA

Barroso

Capillune

PUNO

JULIACATiticaca Lake

UBINAS

HUAYNAPUTINA

TUTUPACA

TICSANI

YUCAMANE

PURUPURUNI

CALIENTES

CASIRI

TACORA

CHILE

SOUTHERN PERU

BOLIVIA

TAAPATA

PARINACOTA

LAUCA

GUALLATIRI

ARINTICA

PUQUINTICA

ISLUGA

4.6 cm/Year

5.1 cm/Year

Fosa Perú-Chile

Oco

ña river

Maje

s riv

er

Vitor river C

hili

riv

er

Tambo river

Locum

ba riv

er

Sam

a ri

ver

Cap

lina

rive

r

74°W 73°

73°

72°

72°

71°

71°

70°

70°

18°18°

17°

16°

15°

19°S19°S

69°W

69°W

South AmericanPer

ú

ANTARTIC PLATE

ZVS

ZVC

ZVN

NA

ZC

A P

LA

TE

COCOSPLATE

AFRICANPLATE

10°

70°

SO

UT

H A

ME

RIC

AN

PLA

TE

Towns and villages Pleistocene-halocene volcanoes Hystorically active volcanoes

ESPECTROMETRO DE CORRELACION UV “FLYSPEC”

El FLYSPEC ha sido empleado en diversos sistemas volcánicos como el de Masaya (Nicaragua), Po´as (Costa Rica), Stromboli, Etna y Vulcano (Italia), Villarrica (Chile) y Kilauea (EE.UU.) (HORTON et al., 2006).

FLYSPEC: $15,000.00 COSPEC: $ 80,000.00

CARACTERÍSTICAS DEL FLYSPEC- Ligero

- Económico

- Fácil de operar

- Medidas de SO2 en tiempo real

- Calibración a condiciones atmosféricas variables (tiene

células de calibración)

- Fácil de manejar los datos

- Resistente

- GPS integrado (hace un vector de corrección para calcular el flujo

de gas)

¿COMO TRABAJA EL FLYSPEC?

ESPECTROSCOPIA DE ABSORCION ULTRAVIOLETA

La concentración es directamente proporcional a la absorbancia

Ley de Lambert Beer:

A = ειC A = Absorbancia

ε = Constante de proporcionalidad (absortivida) ι = Distancia que la luz atravieza por el cuerpo C = Concentracion

λπε k4=

La luz ultravioleta pasa a través de la pluma volcánica, el SO2 absorbe la energía UV a una longitud de onda especifica. La cantidad de UV absorbido es directamente proporcional a la concentración del gas.

MEDICION DE SO2 EN UN

VOLCAN CON EL FLYSPEC

VOLCAN UBINAS

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661 721

Series1

UBINAS VOLCANO Sulfur Dioxide Measurements 11JAN06

(stationary mode)

CONCENTRACION DE SO2

ENERO: 1000 ppm

MAYO: 1200 ppm

Cálculos realizados con el software Flyspec Fluxcalc

MEDICION DE CO2 EN LA CALDERA DEL VOLCAN UBINAS

Sistema de

muestreo de gas CO2

1 7 5 0

1 6 5 0

1 5 5 0 1 3 5 0

1 1 5 0

1 0 5 0

8 5 07 5 0

5 0

1 5 0

2 5 0

3 5 0

2 9 7 2 9 8

8 1 9 2

8 1 9 3

01 0 0

2 0 0

3 0 0

4 0 05 0 0

6 0 0

8 0 09 0 0

1 0 0 0

1 3 0 0

1 4 0 01 4 5 01 5 0 0

1 6 0 0

1 7 0 01 8 0 0

1 8 5 01 9 0 0

7 0 0

1 1 0 0

F u m a r o l a s

F a l l a

1 2 0 0

P u n t o d e m u e s t r e o d e C O 2

F u m a r o l a s

L e y e n d a

0

500

1000

1500

2000

2500

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000Metros

CO

2 pp

m

Concentraciones de CO2 (ppm) en el gas del suelo muestreado en la caldera del volcán Ubinas.

Falla N30ºO (Rivera 1997)

(Gonzales, 2001)

MONITOREO DE FUENTES TERMALES

2 7 0 0 0 0 2 7 5 0 0 0 2 8 0 0 0 0 2 8 5 0 0 0 2 9 0 0 0 0 2 9 5 0 0 0 3 0 0 0 0 0 3 0 5 0 0 0 3 1 0 0 0 0 3 1 5 0 0 0

817

5000

818

0000

8185

000

8190

000

8195

000

820

0000

1 0

1 2

1 4

1 6

1 8

2 0

2 2

2 4

2 6

2 8

3 0

3 2

3 4

3 6

3 8

4 0

4 2

M a t a l a q u e

Y a l a g u aQ u i s c a n i

V i z c a c h a n i

L l o q u e

M o c h e

F t e . U b i n a s T e r m a l U b i n a s F r i a

H u a r i n a

L a g u n a S a l i n a s

V . U b i n a s

P U E B L OU B I N A S

S a l i n a s H u i t o

M a r i p o s aC h i r i b i y a

L a g u n a P i s c o c o c h a

S a n t a R o s a d e P a r a

L u c c o

M a t a l a q u e

I s p a y P u q u i o C h i f l o n

V o l c a n c i t o

L o j e n I , I I

P a r a

° C

Mapa mostrando la distribución de temperatura de fuentes de agua termal y fría en °C alrededor del volcán Ubinas

0 2 5 5 0

H C O 3

0

2 5

5 0

Na+

k

I S

M

H

L PL JL J 2V O L

M R

C H IU TU T A

U F

C H I R

S H

S R P

L U C

5 0

2 5

0

Ca+

Mg

5 0 2 5 0C l + S O 4

Caracterización geoquímica de las aguas

usando:

1. Diagrama de Langelier

2. Diagrama Piper-Hill- Langeleir

3. Diagrama ternarioC l

S O 4 H C O 3

8 0 °

0 2 5 5 0 7 5 1 0 0

U b i n a s T e r m a l U b i n a s F r í a

me z c l a

de a

g u a Cl - S O

4 / co n d e n s a d o s

v o l cá n i c

o s

a g u a s d i l u í d a s Cl - H

CO

3

a g u a s p r o f u n d a s

( n e u t r a l ) Cl

a g u a c a l e n t a d a p o r v a p o r /v a p o r c o n d e n s a d o s

1

3

2

C l

S O 4 H C O 3

Ag u a s C

l - SO

4 / Co n d e n s a d o s

me z c l a

d a s

/V

o l ca n i c

o s Ag u a s C

l - HC

O3 d i l u i d a s

Ag u a s C

l p r o f u n d a s

A g u a C a l e n t a d a p o r v a p o r / c o n d e n s a d o s d e v a p o r

0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0

1 0 0

8 0

6 0

4 0

2 0

01 0 0

8 0

6 0

4 0

2 0

0 Siguiendo el diagrama ternario Cl - SO4 - HCO3. Las aguas se dividen en 2 grupos:

- Aguas cloruradas profundas (Laguna Salinas, Baños Lloque, Baños del Cura y Puente Hujo)

- Aguas mezcladas Cl-SO4 (cloruro sulfatadas) /Condensados volcánicos las cuales pertenecen todas las demás muestras.

(Giggenbach,1988; Nicholson, 1993)

1 1 0

1 2 0

1 3 0

1 4 0

1 5 0

HC

O3-(

ppm

)

2 8 0

3 0 0

3 2 0

Cl-

(pp

m)

9 6 0

1 0 0 0

1 0 4 0

SO

42-(p

pm

)

M A R - 0 6 A B R - 0 6 M A Y - 0 6 J U N - 0 6 J U L - 0 6 A G O - 0 6

Fuente Ubinas Termal

2 2 0

2 3 0

2 4 0

2 5 0

2 6 0

Ca2

+(p

pm

)

9 2

9 4

9 6

9 8

1 0 0

Mg

2+(p

pm

)

2 6 0

2 8 0

3 0 0

3 2 0

3 4 0

Na

+(p

pm

)

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

K+

(pp

m)

F E B - 0 6 M A R - 0 6 A B R - 0 6 M A Y - 0 6 J U N - 0 6 J U L - 0 6 A G O - 0 6

4 0

8 0

1 2 0H

CO

3-(p

pm

)2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

Cl-

(pp

m)

1 5 0

2 0 0

2 5 0

3 0 0

3 5 0

4 0 0

SO

42-(p

pm

)

M A R - 0 6 A B R - 0 6 M A Y - 0 6 J U N - 0 6 J U L - 0 6 A G O - 0 6

Fuente Ubinas

Fría

0

1 0 0 0

2 0 0 0

3 0 0 0

4 0 0 0

5 0 0 0

Alt

ura

de

la P

lum

a (m

)

A B R - 0 6 M A Y - 0 6 J U N - 0 6 J U L - 0 6 A G O - 0 6

E x p l o s i ó n2 0 / 0 4 / 0 6

E x p l o s i ó n0 7 / 0 5 / 0 6

E x p l o s i ó n2 2 / 0 5 / 0 6

E x p l o s i ó n2 9 / 0 5 / 0 6

E x p l o s i ó n2 / 0 6 / 0 6

E x p l o s i ó n1 2 / 0 8 / 0 6

E x p l o s i ó n1 8 / 0 6 / 0 6

E x p l o s i ó n2 3 / 0 6 / 0 6

E x p l o s i ó n1 9 / 0 7 / 0 6

E x p l o s i ó n2 2 / 0 7 / 0 6

E x p l o s i ó n 1 7 , 2 4 , 2 6 y 3 1

d e A g o s t o

S E T - 0 6 O C T - 0 6

E m i s i ó n d e g a s e s

Fenomenología

Instituto Geológico Minero y Metalúrgico

0

1 0 0 0

2 0 0 0

3 0 0 0

4 0 0 0

5 0 0 0

Alt

ura

de

plu

ma

(m

)

2 8

3 2

3 6

4 0

4 4

Te

mp

era

tura

(°C

)

A n o m a l í a c o n s i d e r a b l e

A n o m a l í a m o d e r a d a

A n o m a l í a d e b í l

s i n a n o m a l í a

s i n d a t o s

v o l c á n U b i n a sr e p o r t e d e l

s a t e l i t e G O E S

v o l c á n U b i n a so b s e r v a c i ó n

v i s u a l

F u e n t e U b i n a s T e r m a l m e d i c i ó n c o n d a t a l o g g e r

M a y o J u n i oA b r i l J u l i o A g o s t o

2 8

3 2

3 6

4 0

4 4

Tem

pe

ratu

ra o

C

data

logg

er m

alog

rado

con

vapo

r de

agua

A b r i l M a y o J u n i o J u l i o A g o s t o S e t i e m b r e O c t u b r e

Monitoreo de temperatura en la Fuente Ubinas Termal

parámetros de anomalía térmica (GOES), fenomenología y Temperatura de la fuente

CONCLUSION

El monitoreo de las emisiones gaseosas es muy importante para entender el comportamiento de los volcanes activos en el sur del Perú.

Un espectrómetro de correlación UV como el Flyspec es un instrumento ideal para el monitoreo de SO2 volcánico. Por su tamaño pequeño, fácil de usar y rápido de analizar.

Durante la crisis del volcán Ubinas, se ha observado anomalías en el sistema hidrotermal del volcán, el cual se vio reflejada por:

El Incremento de la actividad fumarólica, con presencia de cenizas, gases, variación en los parámetro fisicoquímicos (temperatura, aniones, cationes) en las fuentes termales, particularmente las que están localizadas en dirección al fallamiento 40°N-50°O.

Caldera volcán Ubinas 2006

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION