Stratigraphy of the crater and morphology of Cerro Machín volcano, Colombia
Published 2018-09-25
Keywords
- Pyroclastic density currents,
- pyroclastic surges,
- volcanic geomorphology,
- polygenetic volcano,
- tuff cone
How to Cite
Altmetrics
Abstract
The Cerro Machín Volcano (CMV) is located on the eastern flank of the Central Cordillera of Colombia, 17 km west of the city of Ibagué (Tolima). The CMV, a dacitic Holocene volcano, has evidence of multiple considerable eruptions (VEI 5). The inner walls of the crater display a sequence of dilute pyroclastic density currents (PDC) deposits, which contain characteristics of basal surge deposits. The presence of accidental lithics indicates that the basement of the volcano was involved in the magmatic fragmentation process. It is, thus possible to suggest that water-magma interaction played an important role in the dynamics of the last eruptive event, which formed the deposits that molded the crater. On the other hand, a morphological analysis revealed that the crater is 2.4
km in diameter, has an opening which faces the southwestern sector, and carries a dome of 490 m in height. Thus, it is interpreted that the growing dome destroyed the crater during its emplacement. Although the CMV is undoubtedly a polygenetic volcano (six eruptions in the last 5000 years), the sedimentological and morphological characteristics of the crater deposits suggest a monogenetic tuff cone structure. In conclusion, the CMV should
be defined as a “composite volcano with tuff cone morphology".
Downloads
References
Alcalá-Reygosa, J., Palacios, D., and Zamorano-Orozco, J.J. (2016). Geomorphology of the Ampato volcanic complex (Southern Perú). Journal of Maps, 12, 1160-1169.
Arcila, M., Muñoz, A., y De Vicente, G. (2002). Análisis sismotectónico de la convergencia Caribe, Nazca y Sudamérica. I Simposio Colombiano de Sismología. INGEOMINAS, Bogotá.
Blanco-Quintero, I.F., García-Casco, A., Toro, L.M., Moreno, M., Ruiz, E.C., Vinasco, C.J., Cardona, A., Lázaro, C., and Morata, D. (2014). Late Jurassic terrane collision in the northwestern margin of Gondwana (Cajamarca complex, eastern flank of the Central Cordillera, Colombia). International Geology Review, 56, 1852-1872. doi: 10.1080/00206814.2014.963710.
Bourdon, E., Eissen, J.P., Gutscher, M.A., Monzier, M., Hall, M., and Cotton, J. (2003). Magmatic response to early aseismic ridge subduction: The Ecuadorian margin case (South America). Earth and Planetary Science Letters, 205(3-4), 123-138. doi: 10.1016/S0012-821X(02)01024-5.
Branney, M.J., and Kokelaar, B.P. (2002). Pyroclastic density currents and the sedimentation of ignimbrites. London: Geological Society of London.
Brown, R.J., and Andrews, G.D.M. (2015). Deposits of pyroclastic density currents. In: H. Sigurdsson, B. Houghton, S.R. McNutt, H. Rymer, J. Stix (eds.). The Encyclopedia of Volcanoes (pp. 631-648). 2nd edition, Academic Press, Elsevier, USA.
Büttner, R., and Zimanowski, B. (1998). Physics of thermohydraulic explosions. Physical Review, 57(5), 5726-5729.
Cano-Cruz, M., y Carrasco-Núñez, G. (2008). Evolución de un cráter de explosión (maar) riolítico: Hoya de Estrada, campo volcánico Valle de Santiago, Guanajuato, México. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, 25(3), 549-564.
Cashman, K., Sturtevant, B., Papale, P., and Navon, O. (2000). Magmatic fragmentation. In: H. Sigurdsson, B. Houghton, S.R. McNutt, H. Rymer (eds.). The Encyclopedia of Volcanoes (pp. 459-471). 2nd edition, Academic, Elsevier, USA.
Cepeda, H., Cortés, G.P., Macías, J.L., Méndez, R.A., Monsalve, M.L., Rueda, H., y Siebe, C. (1999a). El Cerro Machín, un volcán holocénico explosivo
en el centro de Colombia. IV Reunión Técnica de la Comisión de Geofísica, Departamento de Geodesia y Topografía – UNT, Tucumán Argentina.
Cepeda, H., Muñoz, F., y Velásquez, E. (1999b). El volcán Cerro Machín: La prevención de desastres y el ordenamiento territorial. Bogotá, INGEOMINAS.
Cepeda, H., Murcia, L.A., Monsalve, M.L., Méndez, R.A., y Núñez, A. (1995). Volcán Cerro Machín, Departamento del Tolima, Colombia: Pasado, Presente y Futuro. INGEOMINAS, Popayán. Informe Interno.
CHEC. (1983). Investigación geotérmica Macizo Volcánico del Ruíz. CHEC S.A. Informe Final, 127p.
Cortés, G.P. (2001a). Estudio geológico de los depósitos del Lahar asociados a la actividad eruptiva del Volcán Cerro Machín. Colombia INGEOMINAS, Informe Interno, inédito, 96p.
Cortés, G.P. (2001b). Lahares asociados a la actividad eruptiva del Volcán Cerro Machín. VIII Congreso Colombiano de Geología. Manizales, Colombia.
De Silva, S., and Lindsay, J.M. (2015). Primary volcanic landforms. In: H. Sigurdsson, B. Houghton, S.R. McNutt, H. Rymer, J. Stix (eds.). The encyclopedia of volcanoes (pp. 273-297). 2nd edition, Lodon: Academic Press, Elsevier.
Diederix, H., Audemard, F., Osorio, J.A., Montes, N., Velandia, F., y Romero, J. (2006). Modelado morfotectónico de la falla transcurrente de Ibagué, Colombia. Revista de la Asociación Geológica Argentina, 61(4), 492-503.
Dóniz-Páez, F.J. (2005). Los campos volcánicos basálticos monogénicos de la isla de Tenerife (Canarias, España). Estudios Geográficos, 66(259), 461-480.
Dóniz-Páez, F.J., y Coello de la Plaza, J.E. (2004). Evolución geomorfológica del conjunto volcánico subhistórico de Montaña Cascajo (Dorsal deBilma-Abeque) en Tenerife. Investigaciones Geográficas, 35, 151-164. doi: 10.14198/INGEO2004.35.02.
Espinal, L.S. (1977). Formaciones vegetales de Colombia. Memoria explicativa sobre el mapa ecológico. Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Bogotá. 238p.
Fisher, R.V. (1984). Submarine volcaniclastic rocks. In: B.P. Kokelaar and M.F. Howells (ed.). Marginal basin geology: Volcanic and associated sedimentary and tectonic processes in modern and ancient arginal basins (pp. 5-27). London: Geological Society, Special Publications.
Fisher, R.V., and Schmincke, H.U. (1984). Pyroclastic rocks. Berlín: Springer Verlag.
Gardner, J.E., Thomas, R.M., Jaupart, C., and Tait, S. (1996). Fragmentation of magma during Plinian volcanic eruptions. Bulletin of Volcanology, 58(2-3), 144-162. doi: 10.1007/s004450050132.
Grosse, P., Euillades, P.A., Euillades, L.D., and van Wyk de Vries, B. (2014). A global database of composite volcano morphometry. Bulletin of Volcanology, 76, 784-800. doi: 10.1007/s00445-013-0784-4.
Grosse, P., van Wyk de Vries, B., Euillades, P.A., Kervyn, M., and Petrinovic, I.A. (2012). Systematic morphometric characterization of volcanic edifices using digital elevation models. Geomorphology, 136(1), 114-131. doi: 10.1016/j.geomorph.2011.06.001.
Grosse, P., van Wyk de Vries, B., Petrinovic, I.A., Euillades, P.A., and Alvarado, G. (2009). Morphometry and evolution of arc volcanoes. Geology, 37(7), 651-654. doi: 10.1130/G25734A.1.
Hiroi, Y., and Miyamoto, T. (2016). Relationship between eruptive style and vesicularity of juvenile clasts during eruptive episode A of Towada Volcano, Northeast Japan. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 325, 86-97. doi: 10.1016/j.jvolgeores.2016.06.009.
Houghton, B.F., and Wilson, C.J.N. (1989). A vesicularity index for pyroclastic deposits. Bulletin of Volcanology, 51(6), 451-462. doi:10.1007/BF01078811.
Hurtado, B., y Murcia, H. (2003). Caracterización del depósito de flujo de escombros de Chicoral, volcán Cerro Machín, Colombia. Tesis, Universidad de Caldas, Manizales, Colombia.
Ingram, R.L. (1954). Terminology for the thickness of stratification and parting units in sedimentary rocks. GSA Bulletin, 65(9), 937-938. doi:
10.1130/0016-7606(1954)65[937:TFTTOS]2.0.CO;2.
Karátson, D., Favalli, M., Tarquini, S., Fornaciai, A., and Wörner, G. (2010). The regular shape of stratovolcanoes: a DEM-based morphometrical approach. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 193(3-4), 171-181. doi: 10.1016/j.jvolgeores.2010.03.012.
Kereszturi, G., and Németh, K. (2012). Monogenetic basaltic volcanoes: genetic classification, growth, geomorphology and degradation. In: K. Németh (ed.). Updates in Volcanology, New Advances in Undertanding Volcanic Systems (pp. 3-89). Massey: INTECH Open Access Publisher.
Laeger, K., Halama, R., Hansteen, T., Savov, I.P., Murcia, H.F., Cortés, G.P., and Garbe-Schönberg, D. (2013). Crystallization conditions and petrogenesis of the lava dome from the ∼900 years BP eruption of Cerro Machín Volcano, Colombia. Journal of South American Earth Sciences, 48, 193-208. doi: 10.1016/j.jsames.2013.09.009.
Martínez, T., Valencia, R., Ceballos, H., Narváez, M., Pulgarín, A., Correa, T., Navarro, A., Murcia, A., Zuluaga, M., Rueda, G., y Pardo, V. (2014). Geología y estratigrafía del Complejo Volcánico Nevado del Ruiz. Informe final, Bogotá – Manizales – Popayán. Servicio Geológico Colombiano, 853p.
Méndez, R.A. (2001). Informe sobre la geología y estratigrafía de flujos piroclásticos asociados al Volcán Cerro Machín. INGEOMINAS, Informe Interno, inédito. Manizales.
Monsalve, H., y Mora, H. (2005). Esquema geodinámico regional para el noroccidente de Suramérica (modelo de subducción y desplazamientos relativos). Boletín de Geología, 27(44), 25-53.
Mosquera, D. (1978). Geología del cuadrángulo K-8. Manizales. INGEOMINAS, Informe 1763, Bogotá.
Murcia, H.F., Borrero, C.A., Pardo, N., Alvarado, G., Arnosio, M., y Scolamacchia, T. (2013). Depósitos volcaniclásticos: Términos y conceptos para una clasificación en español. Revista Geológica de América Central, 48, 15-39. doi: 10.15517/rgac.v0i48.12211.
Murcia, H.F., Hurtado, B.O., Cortés, G.P., Macías, J.L., y Cepeda, H. (2008). The ~2500 yr B.P. Chicoral non-cohesive debris flow from Cerro Machín Volcano, Colombia. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 171(3-4), 201-214. doi: 10.1016/j.jvolgeores.2007.11.016.
Murcia, H.F., Sheridan, M.F., Macias, J.L., and Cortés, G.P. (2010). TITAN2D simulations of pyroclastic flow at Cerro Machín Volcano, Colombia: Hazard implications. Journal of South American Earth Science, 29(2), 161-170. doi: 10.1016/j.jsames.2009.09.005.
Núñez, T.A., González, H., y Linares, E. (1979). Nuevas edades K/Ar de los esquistos verdes del Grupo Cajamarca. Publicaciones especiales de Geología. Universidad Nacional de Medellín, 23,18 p.
Obando, M.G., y Ramos, R.A. (2003). Evaluación de la amenaza por flujos piroclásticos en la localidad de Cajamarca (Tolima) ante una probable erupción del Volcán Cerro Machín. Tesis, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia.
Pardo, N., Avellán, D.R., Macías, J.L., Scolamacchia, T., and Rodríguez, D. (2008). The ∼ 1245 yr BP Asososca maar: New advances on recent volcanic stratigraphy of Managua (Nicaragua) and hazard implications. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 176(4), 493-512. doi:10.1016/j.jvolgeores.2008.04.020.
Rueda, H. (2000). Depósitos de caída asociados a la actividad del volcán Cerro Machín: caracterización y evaluación de su amenaza potencial. Tesis, Universidad de Caldas, Manizales, Colombia.
Rueda, H. (2005). Erupciones plinianas del Holoceno en el volcán Cerro Machín, Colombia. Estratigrafía, petrografía y dinámica eruptiva. MSc Tesis, Universidad Nacional Autónoma de México, México D.F.
Scolamacchia, T., Macías, J.L., Sheridan, M.F., and Hughes, S.R. (2005). Morphology of ash aggregates from wet pyroclastic surges of the 1982 eruption of El Chichón Volcano, Mexico. Bulletin of Volcanology, 68(2), 171-200. doi:10.1007/s00445-005-0430-x.
Trenkamp, R., Kellogg, J.N., Freymueller, J.T., and Mora, H. (2002). Wide plate margin deformation, southern Central America and northwestern South America, CASA GPS observations. Journal of South American Earth Sciences, 15(2), 157-171. doi: 10.1016/S0895-9811(02)00018-4.
Valentine, G.A., Graettinger, A.H., and Sonder, I. (2014). Explosion depths for phreatomagmatic eruptions. Geophysical Research Letters, 41(9), 3045-3051. doi: 10.1002/2014GL060096.
Van der Hilst, R., and Mann, P. (1994). Tectonic implications of tomographic images of subducted lithosphere beneath northwestern South America. Geology, 22, 451-454.
Villagómez, D., Spikings, R., Magna, T., Kammer, A., Winkler, W., and Beltrán, A. (2011). Geochronology, geochemistry and tectonic evolution of the Western and Central Cordilleras of Colombia. Lithos, 125(3-4), 875-896.
Wadell, H. (1933). Sphericity and roundness of rock particles. The Journal of Geology, 41(3), 310-331.
Wentworth, C.K., and Williams, H. (1932). The classification and terminology of the pyroclastic rocks. Bulletin of the National Research Council, 89, 19-53.
Wohletz, K.H. (1986). Explosive magma-water interactions: Thermodynamics, explosion mechanisms, and field studies. Bulletin of Volcanology, 48(5), 245-264. doi: 10.1007/BF01081754.
Wood, C.A. (1980). Morphometric evolution of cinder cones. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 7(3-4), 387-413.
Zimanowski, B., Büttner, R., Dellino, P., White, J., and Wohletz, K. (2015). Magma-water interaction and phreatomagmatic fragmentation. In: H. Sigurdsson, B. Houghton, S.R. McNutt, H. Rymer, J. Stix (eds.). The Encyclopedia of Volcanoes (pp. 631-648). 2nd edition, Academic Press, Elsevier, USA.