Piro Cla Sticas
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5/28/2018 Piro Cla Sticas
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ROCAS PIROCLSTICASROCAS PIROCLSTICAS
Y SEDIMENTACINY SEDIMENTACIN
EN AMBIENTES VOLCNICOSEN AMBIENTES VOLCNICOS
Luis A.Luis A. S allettiS alletti LeandroLeandro DDEliaElia
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Ambientes volcnicos sedimentacin
Cuando los sistemas magmticos alcanzan la superficie se manifiestan como
vo can smo. os en menos vo c n cos pro ucen un uer e mpac o en a
sedimentacin de las cuencas.
El tipo de cuenca (ej. rift, antepas, pull apart, etc.), las caractersticas delvolcanismo (ej. estilo eruptivo, composicin y volumen) y la proximidad al rea
fuente, van a determinar el impacto del volcanismo sobre el relleno En este
sentido, se encuentra una gama de posibilidades, desde sucesiones volcano-. - ,
con influencia menor del volcanismo (ej. ambiente fluvial sujeto a eventuales
cadas de cenizas).
Las erupciones volcnicas pueden producir grandes cantidades de rocas
coherentes (lavas) y clsticas - volcaniclsticas - que pueden ser
fragmentadas, transportadas y depositadas por una amplia variedad de
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Productos de la actividad volcnica
CONCEPTO DE
Rocas rocas volcnicas, volcaniclsticas y piroclsticas
. .
Las rocas piroclsticas secundarias o reelaboradas.
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Roca Volcaniclstica
Todo material volcnico clstico formado por algn proceso defragmentacin, dispersado por algn tipo de agente, depositado en algn
- volcnicos (Fisher, 1961).
Roca Piroclstica
volcnica (Teruggi, 1982).
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Tipos de rocas formadas ambientesTipos de rocas formadas ambientes
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explosivos
Erupciones magmticas
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rupc ones magm cas
En estas erupciones puede haber generacin de rocas piroclsticas y derocas volcnicas.
Durante las explosiones de las erupciones magmticas suelen ser expelidos
materiales procedentes de las cmaras magmticas (vidrio volcnico ycristales) y de los conductos volcnicos (generalmente litoclastos
volcnicos).
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Tipos de erupciones magmticas
HAWAIANAS (lvicas bsicas, bajo nivel de explosividad)
STROMBOLIANAS (lavas escasas, explosividad intermedia)
VULCANIANAS (volcane ,
aparatos volcnicos en los que alternan mantos lvicos ydiversos depsitos piroclsticos)
PLINIANAS
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magmticas
Efusivas:Hawaiana
Stromboliana
Vulcaniana
Pliniana
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explosivasexplosivas
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Erupcin pliniana del.
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Caracteres de
una explosinma mtica
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Monte Santa Elena (1980)
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Monte Santa
Elena (despusde la eru cinde 1980)
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Eru cin del Monte Santa Elena 1980
un antes yun espu s
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Erupcin del Monte Santa Elena 1980
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08:27 Vista antesdel sismo de
08:32:53.3 El bloque deslizado ha
Secuencia de Gary Rosenquist
magnitud 5,1
ocurrido a las08:32.
exponer el criptodomo magmtico.
Se acelera la expansin de gases
en el magma y se produce la
eyeccin de los primeros
materiales.
08:32:47.0 Primeroy segundo
08:33:03.7 Se expande e intensifica
deslizamientos en
bloque. Comienzo
del colapso del
flanco norte e iniciode las avalanchas
.
juvenil es expuylsado. La nube de
explosin lateral (flujo piroclstico)
adquiere elevada velocidad y por
tanto se desplaza por encima de laavalancha.
e e r os.
08:32:49.2 Dossegundos
despus contina
el deslizamiento y
se inician las
08:33:18.8 Menos de un minutodespus del inicio de la avalancha
de detritos, la explosin alcanza su
clmax. Se ensancha el crter por
deslizamientos de bloques en el
exp os ones
(vertical y lateral).
con ucto y os mater a es son
expelidos verticalmente. El frente
del flujo piroclstico supera
completamente la superficie de la
avalancha a 540 Km/h.
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Erupcin del Monte Santa Elena 1980
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ndices de
explosividad yma nitudes de
las erupciones.Su relacin conel volumen de
tefra ex elida
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Indice de Explosividad Volcnica (VEI)
VEI 0 1 2 3 4 5 6 7 9
generalNo explosiva
explosiva
explosivaExplosiva Explosiva Muy explosiva Muy explosiva Muy explosiva Muy explosiva
Volumen de
tefra (Km3) < 0,00001 > 0,00001 > 0,001 > 0,01 > 0,1 > 1 > 10 > 100 >1000
Alto de la
pluma
menos a 100
m100-1000 m 1-5 km 3-15 km 10 - 25 km > 25 km > 25 km > 25 km > 25 km
s o
eruptivoHawaiana
awa ana
EstrobolianaVulcaniana
u canana
PlinianaPliniana
n ana
UltraplinianaUltraliniana Ultraliniana
Frecuencia Diaria Diaria Semanal Anual Cada 10 aos cada 100 aos cada 100 aoscada 1000
aos> 10000
Nmero deerupciones 487 623 3176 733 119 19 5 2 0
Ejemplos Kilauea Estromboli Galeras 1992 Ruiz 1985 Galung 1982Santa Elena
1981Krakatoa 1883 Tambora 1815
Toba 75000
aos atrs
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Erupciones hidromagm ticas osurtseyanas
Efusiones en las que intervienen importantes volmenes de agua.
Las ms tpicas son las freticas en las que en la explosin no se
incorpora material magmtico activo. Los materiales expelidos son.
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hidromagmtica
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Componentes de las rocas
piroclsticasLos com onentes de estas rocas son: vitroclastos cristaloclastos
litoclastos.
Tipos genticos de componentes:
a) juveniles: son los procedentes de la cmara magmtica (vidrio
volcnico, cristales), b) ancestrales o cognados (comnmente
denominados accesorios): genticamente relacionados con los procesosvo c n cos, proce en e os con uc os vo c n cos por o genera ,
litoclastos); c) accidentales: procedentes del sustrato, pero que no
tienen relacin con los procesos volcnicos.
Variabilidad granulomtrica de los componentes. Los litoclastos son
predominantes en las fracciones ms gruesas, mientras que los
cristaloclastos y vitroclastos se concentran en las ms finas.
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Material de la cmara magmtica enfriado sbitamente y que por tanto notiene estado cristalino (microscpicamente es una sustancia istropa).
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El vidrio ms comn es el de composicin cida. Las trizas vtreas (shards)y las pumitas. Caracteres (ndice de refraccin, morfologas) y origen.
El vidrio bsico. Se lo conoce como sideromelano y tiene una composicin
basltica (oscuro, de alto ndice de refraccin). Constituye las escorias(grandes fragmentos vesiculares, bombas). El vidrio bsico de efusiones
baslticas es transportado como delicadas fibras denominadas lgrimas y
cabellos de Pele.
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Vitroclastos: pmez o pumita
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Vitroclastos:Trizas cuspadas
trizas vtreas
Trizas en plato
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El vidrio volcnico. Material muy
alterablea a era a e v r o se e e a su car c er amor o. s un ma er a con
una elevada entropa a causa de la carencia de estructura cristalina y la
distribucin desordenada de sus elementos constitutivos.
Su alteracin puede producirse a altas y bajas temperaturas.
,
devitrificacin y como resultado se genera un agregado microcristalino,
normalmente de composicin cuarzo-feldesptica.
La ms comn alteracin del vidrio a bajas temperaturas conduce a la
formacin de argilominerales y/o ceolitas. El producto ms caracterstico de
este fenmeno de alteracin del vidrio es la esmectita.
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Clasificacin de las rocas
todas las clasificaciones son fruto de la mente
humana, levantando lmites donde no existen en la
naturaleza, interrum iendo el continuo de las
propiedades de las rocas, siendo imperfectas y
arbitrarias.
Rocas piroclsticas
Procesos
volcnicos
Procesos
piroclsticos Hialoclastitas
Procesos
autoclsticos
Autobrechas (en lavas AA y
en bloque)
Procesos
superficiales
Procesos de
resedimentacin y
Rocas epiclsticas
volcanignicas
retrabajo
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Clasificacin ranulomtrica
< < 2-32 mm > 64 mm ,Polvo
(=limo)
Ceniza gruesa
(=arena)
Lapilli
(=grava fina)
Bloques y bombas
formadores de
aglomerados y cascajos
piroclsticos
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Los depsitos piroclsticos
LLUVIAS O CADAS DE TEFRA
FLUJOS PIROCLSTICOS
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Procesos de acumulacin de las rocas
p roc s cas
Depositacin de materiales originados por una erupcin volcnica con un tipo de
fragmentacin explosiva.
Clasificacin gentica en funcin del mecanismo de transporte:
Depsitos de cada piroclstica
Depsitos producidos por agentes superficiales:
Depsitos de flujos piroclsticos (ignimbritas)
Depsitos de corrientes piroclsticas (surges, oleadas)
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Depsitos piroclsticos de cada o lluvias
de tefra (Cas y Wright, 1987) Depsitos formados por decantacin suspensiva luego de que el material ha sido
eyectado explosivamente desde una boca eruptiva en una columna eruptivaascendente.
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Caractersticas de un depsito de
cada o de lluvia de tefra
Los fragmentos mayores son eyectados balsticamente, se depositan en zonas
proximales y se denominan clastos balsticos o eyectos y comprenden a bloques,bombas y lapillos.
La mayor parte del material es transportado por la pluma eruptiva. Lamovilizacin es altamente selectiva, especialmente por granulometra. Los polvosvolcnicos pueden desplazarse en suspensin por miles de kilmetros.
Diseo en planta de los depsitos, desde circular a elptico, segn la influenciade los vientos.
Se muestran con dis osicin mantiforme.
Presentan cambios de composicin en sentido areal y en sentido vertical. Ello esdebido a la estrecha relacin entre la granulometra y la composicin, y entre elproceso de vaciamiento de las cmaras magmticas y la composicin,
.
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cada o de lluvia de tefra
Los depsitos pueden ser subareos o subcueos.
Controlados por la gravedad y su depositacin es partcula a partcula.
Generalmente inconsolidados y presentan gradacin normal de componentes.
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Las facies estn definidas por cambios en la granulometra y tipo decomponentes.
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Caractersticas de un de sito de
cada o de lluvia de tefra
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accin de agentes superficiales
volcnicas
FLUJOS DENSOS O FLUJOS PIROCLSTICOS
FLUJOS INFLADOS, SURGES U OLEADAS PIROCLSTICAS
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(Cas y Wright, 1987)
Es un mecanismo caracterizado por alta concentracin de materiales
piroclsticos dispersados en gas (relacin partculas/gas > 1).
Posee alta fluidez exsolucin or la actividad de fluidos.
Est controlado por la gravedad.
El flujo es una corriente de densidad caliente, muchas veces incandescente.
colapso de la columna eruptiva. Tambin se pueden producir por derrames o
nubes ardientes o de cenizas, previas o sincrnicas a la generacin de la
columna eruptiva.
Su desplazamiento es rpido (ms de 200 km/h) y pueden recorrer distancias
de ms de 100 km. Ello depende del factor inercial y de la topografa.
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aractersticas enerales de los de sitos
de flujos piroclsticos
Se conocen como depsitos ignimbrticos. Presentan una composicin
preferentemente silcea.
Los de sitos resultantes son eneralmente masivos o obremente
estratificados.
La granulometra va desde piropseftica a piropsamtica. Poseen esqueleto
quebrantado, seleccin pobre (desviacin standard superior a 2) y noexperimentan mayores cambios de textura con la distancia.
La elevada temperatura (supera los 550 C) hace que con frecuencia se
presenten soldados, aunque tambin hay depsitos no soldados. Los depsitos
,obsidiana, as como disyuncin columnar hasta estructura en rampa.
La superposicin de depsitos de flujos incandescentes puede generar el
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I i b it ld d ld d
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Ignimbritas soldadas y no soldadas
gn m r a no so a a
I i b it l illti ld d
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Ignimbrita lapilltica no soldadas
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Flujos inflados (surges) u oleadas
piroclsticasPueden estar relacionados con los flu os densos. En eneral estos sur espreceden o son ulteriores al clmax de actividad de los flujos densos.
Por otra parte, son los tpicos depsitos de las explosiones hidromagmticas.
El material viaja en estado altamente fluido, favorecido por la presencia de una
elevada cantidad de agua y de vapor de agua. Las velocidades dedesplazamiento oscilan entre los 100 y los 200 km/h.
Los depsitos de surge (tambin denominados hialoclsticos) soncarac er s camen e no so a os y con uen gra o e se ecc n. agranulometra va desde piropseftica a piropsamtica (sta ltima es ms
frecuente). Las estructuras sedimentarias primarias reflejan el muy alto
r imen de los flu os estructuras monticulares ca as lanas , as como la
depositacin sbita de los materiales (estructuras de escape de fluidos enplatos).
C t ti d d it d
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Caractersticas de depsitos de surgesu u
Cubren la topografa con forma de manto, pero tienden a acumularse enepres ones con mayor espesor.
Formas de capa unidireccionales:
1. Estratificacin entrecruzada de bajo ngulo
2. Dunas
3. Dunas escalantes
4.Chute and pool
Presencia de conductos de desgasificacin
Enriquecidos en cristales y lticos
Las lminas se encuentran bien ordenadas
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Depsitos de oleada piroclstica o surge
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Depsitos de oleada piroclstica o surge
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entre flujos
surges
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Rocas volcaniclsticas secundarias -
ep c s cas vo can g n cas -retrabajadas y resedimentadas
Son el producto de la depositacin de materiales originados por la resedimentacin
o e re ra a o ragmen ac n por me eor zac n e ep s os y o ma er a es
piroclsticos primarios.
Al i ual ue los de sitos e iclsticos relacionados a cuencas sin o con oca
actividad volcnica, los depsitos volcaniclsticos secundarios (epiclsticos
volcanignicos) son generalmente transportados por flujos gravitacionales de
sedimentos (ej. depsito de flujo de detritos), corrientes cueas (ej. depsito de flujo
u o en con c ones e a o r g men e u o por m grac n e una o por eviento (depsitos de eolianitas).
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Tufolita: roca volcaniclstica secundaria producto del retrabajo o
reelaboracin de tefras y piroclastitas sin mezclas con otro tipo de detritos.Est enteramente constituida por material piroclstico primario que fue
. ,
y tufopelitas.
Tufita: roca volcaniclstica secundaria en la que adems de materialespiroclsticos retrabajados o reelaborados participan otros detritos
sedimentarios epiclsticos. Estas rocas de mezcla pueden subdividirse en
(ms del 50% de dicho material).
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Vinculacin entre rocas iroclsticas
secundarias y primarias
Existe una estrecha vinculacin entre las rocas piroclsticas primarias,tanto formadas por procesos de cada como de flujo piroclstico, con las rocasiroclsticas secundarias.
En los ambientes volcnicos es muy caracterstica la asociacin entre
depsitos secundarios y depsitos de flujos piroclsticos.
El retrabajamiento en las reas volcnicas puede producirse por unaamplia gama de agentes de transporte, desde corrientes de agua hasta flujosgravitacionales de sedimentos que poseen elevada viscosidad, gran velocidad
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Mecanismos de transporte tpicos de
depsitos volcaniclsticos secundarios
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D fi i i ti d L h
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Definicin prctica de Lahar
Actualmente se acepta el uso del vocablo lahar en referencia al procesoproceso y no al
depsito.depsito.
Se lo define como:Se lo define como: UN FLUJO ESCENCIALMENTE CONTEMPOR NEO A LAERUPCIN PRODUCTO DE ALGUN TIPO DE DESESTABILIZACIN DEMATERIAL PIROCLSTICO PREVIAMENTE DEPOSITADO
Ntese que un lahar posee un
rango de concentracin de
materiales que lo lleva a
como un flujo de detritos hasta
un flujo hiperconcentrado.
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Depsitoslahricos
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Princi ales causas ue eneran
lahares
Fusin de casquetes de nieve eterna o glaciares en las cumbres de volcanes(Nevado de Ruiz, 1985; Cotopaxi, 1867).
Lluvias infrecuentes en pendientes inestables.
Inestabilidad de taludes. Sismicidad asociada a la erupcin.
Flujo de detritos en Armero (Colombia)
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Flujo de detritos en Armero (Colombia)
Flujo de detritos en Armero (Colombia)
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Flujo de detritos en Armero (Colombia)
Flujo de detritos en el Volcn Casita,
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Nicara ua
Depsitos de avalancha de detritos
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Depsitos de avalancha de detritos
Estructuras monticulares (hummocky)
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Estructuras monticulares (hummocky)
D i l h d d i
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Depsitos avalanchas de detritos
Diferencias entre depsitos de avalanchas
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p
Avalanchas Lahares
Presencia de hummocks
Clastos con estructura en
Rara vez muestran hummocks
Depsitos masivos, gradados o con
Homogeneidad textural de los
clastos volcnicos
Es esores de decenas de metros
Polimcticos o monomcticos con
heterogeneidad textural de los clastos.
Generalmente oco es esor del
Clastos de decenas de metros de
dimetro
Depositacin por flujos granulares
orden de metros)
Depositados por flujos de detritos o
flujos hiperconcentrados
dilatantes
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La sedimentacin dentro de una cuenca resulta de la relacin entre la
acomo ac n, e apor e, e re ra a o y a asa e pro ucc n e organ smos.
Tasa de acomodacin (espacio disponible) = tectnica
asa e apor e = ec n ca + na ura eza e asamen o e roc + c ma +quimismo de las aguas
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La generacin de aparatos volcnicos influye sobre el relieve y el gradiente de
los ambientes sedimentarios.
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Se generan grandes volmenes de materiales volcaniclsticos en cortos
perodos de tiempo.
El volcanismo produce disminucin de la cobertura vegetal.
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Modelos de Facies en ambientes
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Modelos de Facies en ambientes
volcnicosLos modelos de facies estn relacionados con el tipo de ambiente volcnico y
la proximidad o lejana del centro efusivo.
a los aparatos volcnicos (ej. calderas o estratovolcanes). Aparecen
asociaciones constituidas por depsitos de flujo piroclstico, de cadas
proximales (depsitos de eyectos), y de lahares y avalanchas.
En zonas distales los modelos de facies pueden ser de ambientes
sedimentarios clsicos (fluviales, lacustres, etc.) pero con particularidades
. ,volcanismo puede modificar el patrn de canales o la tasa de agradacin en la
planicie de inundacin).
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76/81Ejemplo de modelos de facies en
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j p
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1. Datos relevantes sobre los procesos eruptivos
2. Descripcin del depsito
3. Caracterizacin de las facies y de las asociaciones de facies
Datos relevantes sobre los procesos
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Datos relevantes sobre los procesoserup vos
Observaciones de cam o:
1. Componentes del depsito2. Estructura volcnica
Observaciones posteriores:
1. Tipo de fragmentacin
2. Propiedades fsicas y qumicas del magma
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(a) Identificacin de los componentes
(b) Tamao y forma de los componentes
(c) Disposicin de los componentes
(d) Alteracin
Anlisis de facies
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1. Litologa
. s ruc ura ex erna: po, esca a y re ac ones geom r cas e ase y ec o
3. Ordenamiento vertical y fbrica de los distintos componentes
4. Estructuras sin-deposicionales y pos-deposicionales
. ,
6. Desarrollo areal y volumen
7. Definicin de facies
8. Definicin de asociaciones de facies de unidades de acumulacin
(DEli 2010)