파카나 칼데라
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1. 개요
파카나 칼데라는 칠레 안토파가스타 주에 위치한 안데스 산맥의 칼데라이다. 남북으로 60 x 35 km 크기로, 세계에서 가장 크고 잘 드러난 칼데라 중 하나이며, 약 400만 년 전 데이사이트질 아타나 점결암과 유문암질 토코나오 점결암의 대규모 분출로 형성되었다.
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| 파카나 칼데라 - [지명]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 위치 | 칠레 북부 |
| 좌표 | 북위 23° 13′ 11″ 서경 67° 27′ 58″ |
| 해발고도 | 4500m |
| 유형 | 칼데라 |
| 화산호/벨트 | 알티플라노-푸나 화산 복합체 |
| 마지막 분출 | 2백만 년 전 |
| 지질학적 정보 | |
| 부피 | 2500-3500 km³ |
| 분출물 부피 | 180 km³ |
2. 지리 및 구조
라 파카나는 칠레 안토파가스타 주의 안데스 산맥에 위치하며, 남회귀선 바로 북쪽, 칠레와 아르헨티나 사이의 하마 고개와 가깝다. 칠레와 볼리비아 국경은 칼데라 북쪽 지역을 통과한다. 이 지역은 대부분 사람이 살지 않으며, 소카이레, 탈라브레, 토코나오 같은 작은 정착촌이 아타카마 염호 근처에 있다. 칼데라는 1980년에서 1985년 사이 이 지역 지도 제작 과정에서 발견되었다.
페루-칠레 해구에서 나스카 판은 남아메리카 판 아래로 대략 7-9 cm/year의 속도로 섭입하며, 해구로부터 130-160 km 떨어진 곳에서 화산 활동을 일으킨다.
라 파카나는 중앙 화산대의 일부이며, 미오세 이후 여러 성층 화산과 이그님브라이트 형성 중심지가 분출했다. 중앙 화산대에서 가장 활발한 화산은 칠레의 라스카르이다.
라 파카나는 남북으로 길게 뻗은 60 x 35 km의 직경을 가진다. 이곳은 세계에서 가장 잘 드러나 있고 가장 큰 칼데라 중 하나이며, 수마트라의 토바 호 다음으로 큰 칼데라이다. 칼데라의 바닥은 해발 4200-4500 m이며, 중앙 융기와 칼데라 가장자리는 더 높아서 5200 m에 달한다. 칼데라 가장자리는 북쪽과 서쪽을 제외하고 잘 노출되어 있다. 칼데라 형성 후, 칼데라 내부의 퇴적물과 응회암은 350 km2의 각진 지역 위로 융기하여 코르돈 라 파카나로 알려진 1 km 높이의 재생 돔을 형성했다. 이 재생 돔은 수많은 단층에 의해 잘려 있으며, 정상에 발달이 미약한 그라벤이 특징이다. 재생 돔은 칼데라 전체 표면의 약 3분의 2를 차지하는 2-10 km 폭의 해자에 의해 칼데라 가장자리와 분리되어 있다. 해자는 침식으로 형성된 퇴적물, 충적, 증발암 및 호성 퇴적물로 채워져 있다.
칼데라 붕괴로 인해 오래된 화산 중심지가 잘려나가면서 세하 알타와 킬라파나 반암 퇴적물이 노출되었다. 칼데라 벽에서 노출된 다른 오래된 화산 중심지로는 동쪽 벽의 세로 아구아스 칼리엔테스 성층 화산과 서쪽 벽의 세로 히간테스가 있다. 화산 활동은 칼데라 내부와 재생 돔 가장자리에서 재개되어, 410만 년 전에서 적어도 160만 년 전에 용암 돔을 형성했다. 칼데라 내부의 성층 화산에는 세로스 데 과야케스 용암 돔과 관련된 원뿔과 화산 세로 인카구아시, 세로스 데 필리, 세로스 네그로스, 그리고 우아일리타스가 있다.
칼데라 내의 일부 현존하는 온천은 라 파카나와 관련된 지열 활동이 여전히 있음을 나타낼 수 있지만, 낮은 온도(섭씨 25 °C 미만)를 고려할 때 그다지 중요하지는 않다. 몇 개의 호수와 염호가 해자 내에 형성되었다. 칼데라 남쪽의 수역은 유사한 수위를 가지므로 지하수를 통해 연결되어 있는 것으로 보인다. 서쪽 칼데라 가장자리 자체가 지하수가 칼데라 밖으로 빠져나가는 것을 막는다. 리오 데 필리 및 리오 살라도와 같은 개울이 칼데라의 수문학을 완성한다.
중력 관측 결과, 큰 음의 이상(예상 질량보다 적은 지각의 이상)이 라 파카나 칼데라의 표면과 일치하며 그 경계를 넘어 확장된다. 이는 칼데라가 저밀도 물질로 채워진 결과일 수 있다. 양의 이상(지각에 예상보다 많은 질량이 있는 이상)은 칼데라 주변 지역에서 발견되며, 그 내부의 개별 구역을 점으로 나타낸다.
3. 지질
연구에 따르면 섭입은 2억 년 전 쥐라기부터 계속 진행되어 왔으며 2600만 년 전에 가속화되었다. 제3기 후기부터 마이오세까지 이어진 안산암질 화산 활동 이후, 약 2300만 년 전에 대규모의 이그넘브라이트 화산 활동이 시작되었으며 현재까지 계속되고 있다. 이는 남위 21° 북쪽에서 2300만~1800만 년 전의 옥사야 층과 1500만~1700만 년 전의 알토스 데 피카 층을 시작으로 했다. 이후 산 바르톨로와 실라페티 층군이 형성되었으며, 플라이스토세 초기에 종료되었다. 라 파카나의 화산 활동은 이 지역의 다른 지역보다 더 최근에 일어났으며, 라 파카나에서 노출되는 가장 오래된 화산암은 1100만 년에서 750만 년 사이이다. 대규모의 이그넘브라이트 활동은 200만 년 전까지 계속되었다.
3. 1. 지역적 배경
중앙 안데스 산맥은 주요 화산호의 동쪽에 위치한 인접한 알티플라노 내부에 있는 대규모 칼데라에서 분출된 광범위한 응회암의 장소이다. 이러한 칼데라의 대부분은 대규모 화산 복합체인 알티플라노-푸나 화산 복합체의 일부인데, 라 파카나는 알티플라노-푸나 화산 복합체의 가장 큰 칼데라이다. 응회암은 평균 해발 4000m에 위치한 지표면을 형성한다. 이러한 응회암 시트 위에 성층 화산이 발달했으며 오늘날 이 지역의 화산 활동을 가장 명확하게 나타내며, 일부는 해발 6000m를 초과한다. 지속적인 건조 기후는 화산 활동의 흔적을 오랜 기간 동안 인식할 수 있다는 것을 의미한다.
알티플라노-푸나 화산 복합체는 깊이 20km에서 대규모 지진파 속도 이상 현상에 의해 뒷받침되며, 이는 지구상에서 거의 용융된(10–20%) 암석으로 구성된 가장 큰 구조일 수 있다. 이 부분 용융대는 마그마가 하부 지각으로 주입되어 형성되었다. 1060만 년 전 주요 전복 에피소드는 지각 아나텍시스를 일으켰고 응회암 화산 활동의 시작을 알렸다. 이 용융대 내에서 형성된 마그마는 상부 지각으로 상승하여 8-4km 깊이 사이에서 분화되어 응회암을 형성하는 이차 마그마를 형성했다. 현재, 이 부분 용융대의 추정 경계는 아르헨티나, 볼리비아 및 칠레 사이의 삼각점 주변에 밀집된 음의 중력 이상 현상과 알티플라노-푸나 화산 복합체의 범위와 상당히 일치한다.
3. 2. 국지적 배경
라 파카나 지하의 지반은 오르도비스기 퇴적물, 데본기-페름기 석영암, 페름기 혼성 살타 지층 및 백악기-제3기 퇴적물로 형성되어 있다. 아르헨티나의 라 파카나 동쪽 가장자리에서는 훨씬 더 오래된 선캄브리아기 지반이 놓여 있다. 그러나 이 원래 지반의 대부분은 라 파카나 칼데라와 일치할 수 있는 중심부에서 나온 마이오세 화산암류로 덮여 있다. 이 오래된 화산암류 중 두 개는 팜파 무카르 및 안티구아 차칼리리 화산암류로 알려져 있다.
라 파카나는 세로 구아차 및 푸리코 복합체 칼데라와 함께 라 파카나 복합체를 형성한다. 구아차에서는 두 번의 주요 분출이 있었으며, 그 중 하나는 410만 년 전에 발생했다. 푸리코 복합체는 130만 년 전에 분출하기 시작했으며, 홀로세 동안 가장 젊은 분출이 발생하면서 라 파카나 복합체의 가장 젊은 중심지이다. 라 파카나의 서쪽과 남서쪽에는 아카마라치, 라스카르, 콜라치 및 코르돈 데 푼타스 네그라스와 같은 추가적인 화산 중심지가 있다.
단층의 다수가 라 파카나 지역을 가로지르며, 북-남 미스칸티 선상구조 및 소콤파, 키시퀴로 선상구조를 포함한다. 이 선상구조 또는 단층은 이 지역의 화산 활동과 지형에 영향을 미쳤으며, 화산과 통풍구는 이 선상구조를 따라 정렬되어 있다.
3. 3. 구성 성분
토코나오 및 아타나 점성암은 각각 유문암과 데사이트-유문데사이트로 구성된다. 이들은 칼륨이 풍부한 칼크-알칼리성 암석군을 형성한다. 두 점성암 모두 부석을 포함하며, 아타나 점성암에서는 세 가지 종류의 부석이 발견된다. 점성암 내의 반정은 주로 사장석으로 구성된다.
아타나 및 토코나오 점성암 모두 앨러나이트, 인회석, 흑운모, 녹렴석, 각섬석, 일메나이트, 자철석, 모나자이트, 사방휘석, 석영, 사장석, 티탄석 및 지르콘과 같은 광물을 포함한다. 이 모든 광물이 두 점성암 모두에서 발견되는 것은 아니며, 항상 같은 상(결정 또는 기질)에서 발견되는 것도 아니다.
라 파카나의 마그마는 맨틀 용융물이 지각 깊숙이 위치한 다양한 지각 영역과 상호 작용하여 생성된 것으로, 알티플라노-푸나 화산 복합체 아래 약 20 km 깊이에서 발견되는 부분 용융된 지대 내에서 형성된다.
다양한 지온계는 토코나오 점성암이 아타나 점성암보다 더 차가웠음을 나타낸다. 온도는 각각 730-750°C와 750-790°C로 추정된다. 토코나오 점성암이 형성된 깊이는 알려져 있지 않지만, 아타나 점성암은 7-8.5 km 깊이에서 형성되었다. 이러한 형성 깊이는 피쉬 캐년, 롱 밸리 및 옐로스톤과 같은 다른 마그마 시스템에 대해 추정된 깊이와 유사하다.
4. 분출 역사
라 파카나 칼데라는 데이사이트질 아타나 점결암과 유문암질 토코나오 점결암을 거의 연이어 분출했다. 두 점결암은 동일한 마그마 방의 다른 부분에서 기원했으며, 암석의 동위원소 비와 노두의 지리적 분포를 통해 라 파카나 칼데라에서 기원했음이 밝혀졌다. 아르헨티나 동부 산맥의 화산쇄설암 퇴적물도 라 파카나에서 기원했을 가능성이 있다.
토코나오 및 아타나 점결암 분출 이전에, 초기 활동으로 580만 ± 10만 년에서 570만 ± 40만 년 전에 푸이사 점결암과 칼데라 벽에 의해 잘린 성층 화산 및 반암이 생성되었다. 푸이사 점결암은 아타나 점결암과 유사하며, 토코나오 점결암과 마찬가지로 주로 칼데라 서쪽에 노출되어 있다.
400만 ± 90만 년에서 530만 ± 110만 년 사이에 일어난 첫 번째 대규모 분출은 토코나오 점결암을 형성했다. 토코나오 점결암은 주로 칼데라 서쪽에서 노출된다. 토코나오 점결암의 단위는 나중에야 라 파카나 동쪽에서 확인되었다. 이 점결암의 부피는 약 180km3이며 하부 비경화 단위와 상부 경화 단위로 구성된다. 튜브 부석은 하부 단위와 토코나오 점결암 아래에 배치된 10cm 미만의 플리니식 퇴적물에 포함되어 있다.
칼데라의 형성은 아타나 점결암의 분출과 일치했다. 지형이 침강할 때 분출이 계속 진행되어 라 파카나 북서쪽 부분에서 이전 표면 아래 2-3km 깊이까지 내려갔다. 아타나 점결암에 대해 얻은 연대는 380만 ± 10만 년에서 420만 ± 10만 년 사이로, 두 점결암 분출 사이에 일시 중단이 있었다는 징후가 없으므로 토코나오 점결암의 연대와 뚜렷하게 구별되지 않는다. 이 점결암은 토코나오 점결암보다 훨씬 크며, 부피는 2500-3500km3에 달하고 화산 폭발 지수는 8이다. 이로 인해 아타나 분출은 알려진 다섯 번째로 큰 폭발적인 분출이 되었고, 라 파카나는 슈퍼화산이 되었다. 아타나 점결암은 칼데라 내부에서 외부로 뻗어 30-40m 두께의 구조를 형성하는 유동 시트를 형성한다. 이 유동 시트는 원래 약 7700km2의 표면적을 덮었을 가능성이 있으며, 그중 일부는 나중에 침식되었다. 아타나 점결암은 상당히 용접되어 있고, 결정이 풍부하며, 암편이 적다. 그 아래에는 부석과 화산재 퇴적물이 있다. 부석은 또한 백색 유문암에서 회색 안산암에 이르기까지 점결암 내에서 파편 형태로 발견된다. 분출 후, 바람과 물에 의한 침식이 아타나 점결암에서 발생하여 계곡과 야당을 조각했다.
점결암의 얼굴은 칼데라 내부와 외부, 그리고 서부와 동부 노두 사이에 일부 차이가 있다. 이러한 차이는 점결암의 용접 정도, 탈유리화의 발생 여부, 절리 패턴과 관련이 있다. 실제로, 북부 아타나 점결암의 일부는 다른 얼굴과 조암학 때문에 실제로 아타나 점결암의 일부가 아닌 것으로 간주되었다. 이 분리된 점결암은 상부 및 하부 타라 점결암으로 명명되었으며, 이는 세로 구아차 칼데라에 의해 분출되었을 가능성이 있다. 타라 점결암은 라 파카나 칼데라의 일부를 채운다. 라 파카나 점결암의 총 부피는 칼데라의 부피와 충전 점결암에 대한 중력 정보를 바탕으로 약 3400-3500km3로 추정된다.
아타나와 토코나오 점결암의 기원에 대한 가장 유력한 이론은, 토코나오 마그마가 결정화가 진행 중인 대류 데이사이트 마그마에서 추출된 마그마 방 내의 결정 분별에 의해 형성되었다는 것이다. 이 휘발성 풍부하고 결정이 적은 추출된 마그마는 먼저 플리니식 분출로 분출되었다. 그런 다음 칼데라를 관통하는 단층을 따라 이동하는 것으로 보이는 지각 변동이 아타나 점결암의 상승과 분출을 촉진했다. 칼데라의 북쪽 및 서쪽 가장자리에서 두 개의 잠재적인 통풍구가 발견되었으며, 이곳에서 아타나 점결암 내에 각력암 퇴적물이 발생한다. 아타나 점결암을 생성한 마그마의 일부는 점결암 이후에 분출되었다. 칼데라 붕괴 이후에 형성된 용암 돔은 이 마그마에 의해 생성되었다. 이러한 범주의 종속적인 칼데라 후 화산 활동에는 코랄 데 코케나와 모로 네그로가 포함되며, 다른 칼데라 후 화산 중심은 다른 구성을 가지므로 아타나 마그마와 다른 원천에서 형성되었을 가능성이 있다.
점결암 분출은 칼데라 형성 이후에도 계속되었다. 필로 델가도 점결암은 플라이오세 동안 우알리타스 화산에서 분출되었다. 그 부피는 약 0.1km3이다. 240만 ± 40만 년 전, 팜파 차마카 점결암은 부활 돔과 칼데라 가장자리 사이의 해자를 채웠다. 팜파 차마카 또는 탈라브레 점결암은 현재 푼타스 네그라스 산맥 또는 아구아스 칼리엔테스 염호 아래에 묻힌 통풍구에서 분출되었으며, 부피는 약 0.5km3에 달했다. 349만 년 된 세로 구아차 칼데라의 타라 점결암은 라 파카나 북쪽 가장자리에 도달했다.
4. 1. 토코나오 이그님브라이트 분출
라 파카나 칼데라는 데이사이트질의 아타나 점결암과 유문암질의 토코나오 점결암을 거의 연이어 분출했다. 두 점결암은 동일한 마그마 방의 다른 부분에서 기원했으며, 암석의 동위원소 비와 노두의 지리적 분포를 통해 라 파카나 칼데라에서 기원했음이 밝혀졌다. 아르헨티나 동부 산맥의 화산쇄설암 퇴적물도 라 파카나에서 기원했을 가능성이 있다.400만 ± 90만 년에서 530만 ± 110만 년 사이에 일어난 첫 번째 대규모 분출은 토코나오 점결암을 형성했다. 이 점결암은 약 180km3의 부피를 가지며, 하부 비경화 단위와 상부 경화 단위로 구성된다. 튜브 부석은 하부 단위와 토코나오 점결암 아래에 10cm 미만의 플리니식 퇴적물에 포함되어 있다.
칼데라 형성은 380만 ± 10만 년에서 420만 ± 10만 년 사이에 분출된 아타나 점결암과 일치한다. 두 점결암 분출 사이에 일시 중단 징후가 없어 토코나오 점결암 연대와 뚜렷하게 구별되지 않는다. 아타나 점결암은 토코나오 점결암보다 훨씬 크며, 부피는 2500-3500km3에 달하고 화산 폭발 지수는 8이다. 이는 아타나 분출을 알려진 다섯 번째로 큰 폭발적인 분출로 만들었고, 라 파카나를 슈퍼화산으로 만들었다. 아타나 점결암은 칼데라 내부에서 외부로 뻗어 30-40m 두께의 유동 시트를 형성하며, 원래 약 7700km2의 표면적을 덮었을 것으로 추정된다. 상당히 용접되어 있고, 결정이 풍부하며, 암편이 적은 아타나 점결암 아래에는 부석과 화산재 퇴적물이 있다. 분출 후, 바람과 물에 의한 침식으로 아타나 점결암에 계곡과 야당이 생겼다.
토코나오 마그마는 결정화가 진행 중인 대류 데이사이트 마그마에서 추출된 마그마 방 내의 결정 분별에 의해 형성되었다는 이론이 유력하다. 휘발성이 풍부하고 결정이 적은 추출된 마그마는 먼저 플리니식 분출로 분출되었다. 이후 칼데라를 관통하는 단층을 따라 이동하는 지각 변동이 아타나 점결암의 상승과 분출을 촉진했다. 칼데라 붕괴 이후 형성된 용암 돔은 아타나 점결암을 생성한 마그마의 일부에 의해 생성되었다.
4. 2. 아타나 이그님브라이트 분출 및 칼데라 형성
라 파카나 칼데라는 데이사이트질 아타나 점결암과 유문암질 토코나오 점결암을 분출시켜 형성되었다. 이들은 조성 차이를 보이며 거의 연이어 분출되었다. 아타나 점결암은 한때 구아이티키나 점결암의 일부로 여겨졌으나 분리되었고, 푸리피카 점결암이 아타나와 연관될 수 있다. 라 파카나에서 분출된 일부 점결암은 세로 구아차에서 기원한 것으로 추정되기도 했다. 두 점결암은 동일한 마그마 방의 다른 부분에서 기원했으며, 암석의 동위원소 비와 노두의 지리적 분포를 통해 라 파카나 칼데라에서의 기원이 밝혀졌다. 아르헨티나 동부 산맥의 화산쇄설암 퇴적물은 라 파카나에서 기원했을 가능성이 있다.토코나오 및 아타나 점결암 분출 이전에, 초기 활동으로 5.8 ± 0.1 Ma에서 5.7 ± 0.4 Ma 사이에 푸이사 점결암과 칼데라 벽에 의해 잘린 성층 화산 및 반암이 생성되었다. 푸이사 점결암은 아타나 점결암과 유사하며, 주로 칼데라 서쪽에 노출되어 있다.
4.0 ± 0.9 Ma에서 5.3 ± 0.1 Ma 사이에 일어난 첫 번째 대규모 분출은 토코나오 점결암을 형성했다. 이 점결암은 주로 칼데라 서쪽에서 노출되며, 동쪽에서도 확인되었다. 부피는 약 180km3이며, 하부 비경화 단위와 상부 경화 단위로 구성된다. 튜브 부석은 하부 단위와 토코나오 점결암 아래 10cm 미만의 플리니식 퇴적물에 포함되어 있다.
칼데라 형성은 아타나 점결암 분출과 일치한다. 지형 침강과 함께 분출이 계속되어 라 파카나 북서쪽 부분은 이전 표면 아래 2-3km 깊이까지 내려갔다. 아타나 점결암 연대는 3.8 ± 0.1 Ma에서 4.2 ± 0.1 Ma 사이로, 두 점결암 분출 사이에 일시 중단 징후가 없어 토코나오 점결암 연대와 뚜렷하게 구별되지 않는다. 아타나 점결암은 토코나오 점결암보다 훨씬 크며, 부피는 2500-3500km3, 화산 폭발 지수는 8이다. 이는 아타나 분출을 알려진 다섯 번째로 큰 폭발적인 분출로 만들었고, 라 파카나를 슈퍼화산으로 만들었다. 아타나 점결암은 칼데라 내외부에 30-40m 두께의 유동 시트를 형성하며, 원래 약 7700km2의 표면적을 덮었을 것으로 추정되지만, 일부는 침식되었다. 상당히 용접되어 있고, 결정이 풍부하며, 암편이 적고, 그 아래에는 부석과 화산재 퇴적물이 있다. 부석은 백색 유문암에서 회색 안산암에 이르기까지 점결암 내 파편 형태로도 발견된다. 분출 후, 바람과 물에 의한 침식으로 계곡과 야당이 생겼다.
점결암의 얼굴은 칼데라 내외부, 서부와 동부 노두 사이에 차이를 보인다. 이는 용접 정도, 탈유리화 발생 여부, 절리 패턴과 관련 있다. 북부 아타나 점결암 일부는 다른 얼굴과 조암학 때문에 아타나 점결암의 일부가 아닌 것으로 간주되어 상부 및 하부 타라 점결암으로 명명되었으며, 세로 구아차 칼데라에서 분출되었을 가능성이 있다. 타라 점결암은 라 파카나 칼데라 일부를 채운다. 라 파카나 점결암 총 부피는 칼데라 부피와 충전 점결암에 대한 중력 정보를 바탕으로 약 3400-3500km3로 추정된다.
아타나와 토코나오 점결암 기원에 대한 유력한 이론은 토코나오 마그마가 결정화가 진행 중인 대류 데이사이트 마그마에서 추출된 마그마 방 내 결정 분별에 의해 형성되었다는 것이다. 휘발성 풍부하고 결정이 적은 추출된 마그마는 먼저 플리니식 분출로 분출되었다. 이후 칼데라를 관통하는 단층을 따라 이동하는 것으로 보이는 지각 변동이 아타나 점결암 상승과 분출을 촉진했다. 칼데라 북쪽 및 서쪽 가장자리에서 두 개의 잠재적인 통풍구가 발견되었으며, 이곳에서 아타나 점결암 내 각력암 퇴적물이 발생한다. 아타나 점결암을 생성한 마그마 일부는 점결암 이후에 분출되었고, 칼데라 붕괴 이후 형성된 용암 돔은 이 마그마에 의해 생성되었다. 코랄 데 코케나와 모로 네그로는 칼데라 후 화산 활동에 속하며, 다른 칼데라 후 화산 중심은 다른 구성을 가지므로 아타나 마그마와 다른 원천에서 형성되었을 가능성이 있다.
점결암 분출은 칼데라 형성 이후에도 계속되었다. 필로 델가도 점결암은 플라이오세 동안 우알리타스 화산에서 분출되었으며, 부피는 약 0.1km3이다. 2.4 ± 0.4 Ma 전, 팜파 차마카 점결암은 부활 돔과 칼데라 가장자리 사이 해자를 채웠다. 팜파 차마카 또는 탈라브레 점결암은 푼타스 네그라스 산맥 또는 아구아스 칼리엔테스 염호 아래 묻힌 통풍구에서 분출되었으며, 부피는 약 0.5km3이다. 3.49 Ma 된 세로 구아차 칼데라의 타라 점결암은 라 파카나 북쪽 가장자리에 도달했다.
4. 3. 칼데라 형성 이후의 화산 활동
라 파카나 칼데라는 데이사이트 성분의 아타나 점결암과 유문암 성분의 토코나오 점결암을 분출했으며, 이들은 거의 연이어 형성되었다. 두 점결암은 동일한 마그마 방의 다른 부분에서 기원했으며, 이는 암석의 동위원소 비와 노두의 지리적 분포를 통해 밝혀졌다. 아르헨티나 동부 산맥의 화산쇄설암 퇴적물은 라 파카나에서 기원했을 가능성이 있다.토코나오 및 아타나 점결암 분출 이전, 초기 활동으로 580만 ± 10만 년에서 570만 ± 40만 년 전에 푸이사 점결암이 생성되었다. 푸이사 점결암은 아타나 점결암과 유사하며, 주로 칼데라 서쪽에 노출되어 있다.
400만 ± 90만 년에서 530만 ± 110만 년 사이에 일어난 첫 번째 대규모 분출은 토코나오 점결암을 형성했다. 이 점결암은 약 180km3의 부피를 가지며, 하부 비경화 단위와 상부 경화 단위로 구성된다. 튜브 부석은 하부 단위와 토코나오 점결암 아래에 10cm 미만의 플리니식 퇴적물에 포함되어 있다.
칼데라 형성은 아타나 점결암 분출과 일치한다. 분출은 지형 침강과 함께 계속 진행되어, 라 파카나 북서쪽 부분에서 이전 표면 아래 2-3km 깊이까지 내려갔다. 아타나 점결암은 380만 ± 10만 년에서 420만 ± 10만 년 사이에 분출되었으며, 토코나오 점결암과 뚜렷하게 구별되지 않는다. 아타나 점결암은 토코나오 점결암보다 훨씬 크며, 부피는 2500-3500km3에 달하고 화산 폭발 지수는 8이다. 이는 아타나 분출을 알려진 다섯 번째로 큰 폭발적인 분출로 만들었고, 라 파카나를 슈퍼화산으로 규정한다. 아타나 점결암은 칼데라 내부에서 외부로 뻗어 30-40m 두께의 유동 시트를 형성하며, 원래 약 7700km2의 표면적을 덮었을 것으로 추정된다. 분출 후, 바람과 물에 의한 침식으로 아타나 점결암에 계곡과 야당이 형성되었다.
점결암의 외형은 칼데라 내부와 외부, 서부와 동부 노두 사이에 차이를 보인다. 이러한 차이는 용접 정도, 탈유리화 발생 여부, 절리 패턴과 관련이 있다. 북부 아타나 점결암의 일부는 다른 외형과 조암학 때문에 아타나 점결암이 아닌 것으로 간주되어 상부 및 하부 타라 점결암으로 명명되었으며, 이는 세로 구아차 칼데라에서 분출되었을 가능성이 있다.
토코나오 마그마는 결정화가 진행 중인 대류 데이사이트 마그마에서 추출된 마그마 방 내의 결정 분별에 의해 형성되었다는 이론이 유력하다. 이 휘발성 풍부하고 결정이 적은 추출된 마그마는 먼저 플리니식 분출로 분출되었다. 그 후, 칼데라를 관통하는 단층을 따라 이동하는 지각 변동이 아타나 점결암의 상승과 분출을 촉진했다. 칼데라 붕괴 이후 형성된 용암 돔은 아타나 점결암을 생성한 마그마의 일부에 의해 생성되었다.
점결암 분출은 칼데라 형성 이후에도 계속되었다. 필로 델가도 점결암은 플라이오세 동안 우알리타스 화산에서 분출되었으며, 부피는 약 0.1km3이다. 240만 ± 40만 년 전, 팜파 차마카 점결암은 부활 돔과 칼데라 가장자리 사이의 해자를 채웠다. 팜파 차마카 점결암은 현재 푼타스 네그라스 산맥 또는 아구아스 칼리엔테스 염호 아래에 묻힌 통풍구에서 분출되었으며, 부피는 약 0.5km3에 달했다.
5. 기후 및 생물상
라구나 레히아의 기상 기록에 따르면, 평균 기온은 1℃이고 평균 강수량은 150mm/year이다. 건조한 알티플라노에는 식생이 거의 없지만, 레아, 비쿠냐, 비즈카차와 같은 여러 동물 종이 발견된다. 오리, 거위, 플라밍고는 수역과 염생 습지에 자주 출몰한다.
6. 한국과의 관계
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