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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).

-

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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.


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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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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.

- .

Las facies estn definidas por cambios en la granulometra y tipo decomponentes.


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Caractersticas de un de sito de



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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 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.

- - .

Se generan grandes volmenes de materiales volcaniclsticos en cortos

perodos de tiempo.

El volcanismo produce disminucin de la cobertura vegetal.

.

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).


76/81Ejemplo de modelos de facies en


77/81

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)