Architecture and pyroclastic succession of a small Quaternary (?) maar in the Pali Aike Volcanic Field, Santa Cruz, Argentina

Abstract

An approximately 200 m long, 3 m thick continuous outcrop of a near vent crater rim tephra sequence from a young phreatomagmatic volcano of the Pali Aike Volcanic Field (Santa Cruz Province, Argentina) is one of the few outcrops where the eruptive sequence of the phreatomagmatic volcanoes of this field can be studied. Regardless of the large number of morphological features such as lake filled depressions, suggestive of the existence of maar volcanoes in the Pali Aike Volcanic Field, exposed tephra ring sequences are rare. The newly identified tephra ring section documents an eruption history of a maar that erupted through a “soft rock” environment and formed a shallow maar basin, currently filled with saline lake water. The tephra ring is rich in pre-volcanic sedimentary material. A fine grained tephra succession with abundant glassy pyroclasts indicates effective magma/water interaction and the presence of high energy bedforms suggests subsequent transportation and deposition from high energy base surges. Irregularly interbedded accidental lithic fragment rich beds suggest temporal collapse of the volcanic conduit of the active vent. The common appearance of cauliflower and breadcrust bombs together in the coarse grained tephra beds suggest that during magma/water interaction certain part of the uprising melt could have reached the surface without significant contact with the ground water.

Ein etwa 200 m langer und 3 m mächtiger Aufschluss in einem schlotnahen Kraterwall eines jungen Vulkans des Pali Aike Vulkanfeldes (Provinz Santa Cruz, Argentinien) ermöglicht – als einer der wenigen Aufschlüsse – die Untersuchung der eruptiven Sequenz der phreatomagmatischen Vulkane dieses Feldes. Ungeachtet der großen Zahl von morphologischen Merkmalen wie seegefüllte Senken, die auf Maarvulkanismus hindeuten, sind aufgeschlossene Tephraringsequenzen selten. Der neu gefundene Kraterrandanschnitt dokumentiert die Eruptionsgeschichte eines Maares, das durch ein unverfestigtes Nebengestein eruptierte. Diese Eruption formte ein flaches Maarbecken, das heute mit einem Salzsee gefüllt ist. Die Tephra ist reich an prävulkanischem sedimentärem Material. Eine feinkörnige Tephraabfolge mit vielen Glaspyroklasten spricht für einen effektiven Magma-Wasser-Kontakt, und das Vorhandensein von Hochenergie-Ablagerungsstrukturen legt einen abschließenden Transport und Ablagerung aus hochenergetischen „base surges“ nahe. Unregelmäßig eingeschaltete Schichten, die reich an Gesteinsfragmenten sind, zeigen den zeitweiligen Kollaps des Förderschlotes. Das häufige Vorkommen von Blumenkohl- und Brotkrustenbomben in den grobkörnigen Tephraschichten belegt, dass während der MagmaWasser-Interaktion bestimmte Teile der aufsteigenden Schmelze die Oberfläche ohne deutlichen Kontakt mit dem Grundwasser erreicht haben könnten.