Ở rãnh Peru-Chile, mảng Nazca di chuyển xuống dưới mảng Nam Mỹ với tốc độ 7–9 xentimét trên năm (2,8–3,5 in/năm),[6] dẫn đến hoạt động núi lửa ở khoảng cách 130–160 km (81-99 dặm) từ rãnh.[7]

Nghiên cứu chỉ ra rằng sự hút chìm đã được bắt đầu từ kỷ Jura 200 triệu năm trước nhưng đã được đẩy nhanh 26 triệu năm trước.[23] Sau một giai đoạn phun trào núi lửa andesit kéo dài từ cuối phân đại Đệ Tam đến thế Trung Tân,[24] vụ phun trào núi lửa có tính chất quy mô lớn bắt đầu từ 23 triệu năm trước và vẫn đang tiếp diễn.[25] Nó bắt đầu ở phía bắc của vĩ độ 21 ° N với sự hình thành Oxaya từ 23-18 triệu năm tuổi và hình thành Altos de Pica 15-17 triệu năm tuổi. Sau đó các nhóm San Bartolo và Silapeti được tạo ra, kết thúc ở Thế Canh Tân.[24] Hoạt động núi lửa ở La Pacana gần đây hơn so với các nơi khác trong khu vực, với những tảng đá núi lửa lâu đời nhất ở La Pacana nằm trong khoảng từ 11 đến 7,5 triệu năm tuổi.[7] Hoạt động ignimbritic quy mô lớn vẫn tiếp tục cho đến 2 triệu năm trước.[12]

Khu vực

Vùng Andes trung tâm là nơi xảy ra các vụ nổ lớn đã được phun trào từ những miệng núi lửa lớn thường nằm trong vùng Altiplano liền kề, phía đông của đường cung núi lửa chính. Nhiều trong số những hõm chảo này là một phần của phức hợp núi lửa Altiplano-Puna, một phức hợp núi lửa lớn có diện tích bề mặt 70.000 kilômét vuông (27.000 dặm vuông Anh) với khoảng 30.000 kilômét khối (7.200 cu mi) của các hạt ignimbrites. La Pacana là hõm chảo lớn nhất của phức hợp núi lửa Altiplano-Puna.[10][14] Ignimbrit tạo thành một bề mặt nằm ở độ cao trung bình 4.000 mét (13.000 ft).[23]. Các núi lửa dạng tầng phát triển trên đỉnh của ignimbrit này và ngày nay hình thành biểu hiện rõ nhất về hoạt động núi lửa trong khu vực,[8] với một số chúng vượt quá độ cao 6.000 mét (20.000 ft) so với mực nước biển.[23] Khí hậu khô kéo dài có nghĩa là các dấu vết của hoạt động núi lửa có thể được nhận ra qua thời gian dài.[24]

Khu phức hợp núi lửa Altiplano-Puna được củng cố bởi một sự dị thường sóng địa chấn lớn ở độ sâu 20 kilômét (12 dặm), có thể là cấu trúc lớn nhất gồm đá gần nóng chảy (10-20%) trên trái đất.[14] Vùng tan chảy từng phần được hình thành bằng cách tiêm các mắc ma mafic vào lớp vỏ dưới; một đợt lớn đảo lộn trước 10,6 triệu năm trước đã tạo ra lớp vỏ anatexis và bắt đầu sự hình thành núi lửa lửa ignimbritic.[26] Các mắc ma hình thành trong vùng nóng chảy này đã tăng lên lớp vỏ trên và phân biệt giữa độ sâu 8–4 kilômét (5,0–2,5 dặm) để hình thành mắc ma thứ cấp hình thành từ ignimbrit.[27] Hiện tại, suy luận ban đầu của khu vực nóng chảy một phần này khá trùng hợp với sự dị thường về thăm dò trọng lực tiêu cực xung quanh ba vị trí giữa Argentina, Bolivia và Chile và với phạm vi của phức hợp núi lửa Altiplano-Puna.[28]

Móng của La Pacana được hình thành bởi các trầm tích từ kỷ Ordovic, Devon-Permian quartzit, sự hình thành hệ địa chất Salta cũng từ kỷ Permi và trầm tích của kỷ Creta-Tertiary.[29] Ở rìa phía đông của La Pacana ở Argentina, nó che phủ một tầng hầm thời kỳ Tiền Cambri.[7] Phần lớn tầng hầm ban đầu này được bao phủ bởi ignimbrit thế Miocen từ các trung tâm có thể trùng với hõm chảo La Pacana.[29] Hai trong số những ignimbrit lớn tuổi này được biết đến với cái tên Pampa Múcar và Antigua Chacaliri ignimbrit.[30]

La Pacana cùng với những hõm chảo Cerro Guacha và Purico Complex tạo thành Khu phức hợp La Pacana. Guacha trải qua hai vụ phun trào lớn, trong đó một vụ phun trào đã xảy ra cách đây 4,1 triệu năm. Khu phức hợp Purico bắt đầu phun trào cách đây 1,3 triệu năm; đây là trung tâm trẻ nhất của Khu phức hợp La Pacana với những vụ phun trào nhỏ nhất xảy ra trong thế Toàn Tân.[26] Các trung tâm núi lửa khác ở phía tây và tây nam của La Pacana là Acamarachi, Láscar, Colachi và Cordón de Puntas Negras.[4]

Một số đứt gãy xuyên qua khu vực tại La Pacana, bao gồm đường phân cách Miscanti Bắc-Nam và các tuyến Socompa và Quisiquiro. Những tuyến hoặc đứt gãy này đã ảnh hưởng đến núi lửa và địa mạo trong khu vực, với các ngọn núi lửa và lỗ thông hơi dọc theo những tuyến này.[7]

Thành phần

Toconao và Atana ignimbrit được hình thành bởi rhyolit và dacit-rhyodacit. Chúng tạo thành một bộ giàu calci-kiềm có kali. Cả hai đều có chứa đá bọt, ba loại khác nhau được tìm thấy trong Atana ignimbrite. Phenocrysts trong chất ignimbrit chủ yếu được hình thành bởi plagioclase.[14]

Cả Atana lẫn Toconao ignimbrit bao gồm các khoáng chất như allanit, apatit, biotit, epidot, hornblend, ilmenit, magnetit, monazit, pyroxen, plagioclase, thạch anh, sanidin, titanit và zircon. Không phải tất cả các khoáng chất này đều được tìm thấy trong cả hai loại ignimbrite, và không phải luôn luôn trong cùng một pha (tinh thể hoặc ma trận).[14]

Cuối cùng, các mắc ma ở La Pacana là các sản phẩm của các lớp phủ tan chảy, tương tác với các vùng vỏ khác nhau sâu trong lớp vỏ, trong vùng bị nóng chảy một phần đã được tìm thấy ở độ sâu 20 kilômét (12 dặm) dưới phức hợp núi lửa Altiplano-Puna.[14]

Nhiều máy đo địa nhiệt cho thấy rằng Toconao ignimbrit lạnh hơn so với Atana ignimbrit; nhiệt độ đã được ước tính là 730–750 °C (1.350–1.380 °F) và 750–790 °C (1.380–1.450 °F) tương ứng. Trong khi chiều sâu mà Toconao ignimbrit hình thành không rõ, Atana ignimbrite hình thành ở độ sâu 7–8,5 kilômét (4,3–5,3 dặm). Độ sâu đào tạo này tương đương với độ sâu ước tính của các hệ thống mắc ma khác như Fish Canyon, Long Valley và Yellowstone.[14]