Estructura de velocidades del Complejo Volcánico Nevado del Huila, Colombia, mediante tomografía sísmica local

Abstract

En el presente trabajo se expone el primer modelo de velocidades 3D para el Complejo Volcánico Nevado del Huila (CVNH). Este volcán no había mostrado registros previos de actividad eruptiva antes de las erupciones freáticas y freatomagmáticas en 2007 y 2008. Según algunos informes, estas erupciones fueron acompañadas por dos lahares principales, que descargaron 10 y 77 millones de metros cúbicos de agua respectivamente, a las cuencas hídricas de la región. Además, se generó un cráter de 300 metros de ancho y 1000 metros de largo, en el que se emplazó un domo de lava con un volumen inicial de 3 millones de metros cúbicos. El modelo de velocidades se estimó mediante la aplicación de Tomografía Sísmica Local. En este proceso, se utilizaron 13.980 eventos volcánico-tectónicos, que representaron 99.505 tiempos de arribo para las ondas P y S, registrados por el Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Popayán (Colombia). Gracias a la buena cobertura de rayos sísmicos de acuerdo a las parejas fuente-receptor, se logró detectar una cámara magmática poco profunda a 3 km bajo el nivel del mar y a 7 km hacia el sur del cráter. Esta estructura presenta varias características que pueden permitirnos sugerir una interacción entre la actividad neotectónica de la falla de Calambayú y el emplazamiento de magma en esta cámara. La evidencia indica una alineación de soluciones hipocentrales a lo largo de la falla que conecta dos anomalías negativas de velocidad en la onda S. Nuestra hipótesis es que esta característica corresponde a una conexión vertical entre la intrusión de magma (anomalía inferior) y una posible fuente de fluidos meteóricos de superficie que se filtran a través de la falla (anomalía superior). Las secciones verticales muestran otra alineación hipocentral desde el pico central a 8 km de profundidad, lo que sugiere un conducto potencial a través del cual el magma fue expulsado a la superficie. A niveles profundos, los valores Vp/Vs permitieron definir una débil conexión entre el conducto y la cámara de magmática. De acuerdo con los tomogramas horizontales, no se puede descartar que el emplazamiento del magma esté interactuando con la falla de Calambayú, sino también con otras fallas locales como Inza, Moras West o Toéz.

Abstract: This work presents the first seismic 3D velocity model of the Nevado del Huila Volcanic Complex (NHVC). The volcanic-glacier complex is located in the Central Cordillera, Colombia. This volcano had not showed previous activity records before eruptions in February 2007, April 2007 and November 2008. According to some reports eruptions were accompanied by two major lahars, which discharged 10 and 77 millions of cubic meters of water respectively. Additionally, a crater of 300 meters wide and 1000 meters long was generated, in which a lava dome with an initial volume of 3 million cubic meters was emplaced. The velocity model was estimated by applying passive local earthquake tomography. We used 13.980 volcano-tectonic events, which represent 99.505 P and S wave-arrival times recorded by the Volcanological and Seismological Observatory of Popayán (Colombia). We considered observations from 2007 to 2016, a period that covers stages of activation (first registered to date) and relaxation of the volcano. Seismic ray´s coverage allowed to detect a shallow magmatic chamber at 3 km depth below sea level and 7 km south direction from the crater. This structure presents several features that may allow us to suggest an interaction between neotectonic activity of the Calambayú Fault and the magma emplacement. The evidence indicates an alignment of hypocenters solutions along the fault that connects two negative S velocity anomalies. We hypothesize this feature corresponds to a vertical connection between magma intrusion (lower anomaly) and a possible source of surface meteoric fluids that percolate through the fault (upper anomaly). Vertical sections show another hypocentral alignment from the central peak to 8-km-depth, suggesting a potential conduit through which the lava domes emerged to the surface. At deep levels, Vp/Vs values allow us to define a weak connection between the conduit and the magma chamber. According to the horizontal tomograms, we cannot discard that the magma emplacement is interacting with the Calambayú fault, but also with other local faults such as Inza, Moras West or Toéz.