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Structure of the plumbing system at Tungurahua volcano, Ecuador : insights from phase equilibrium experiments on july-august 2006 eruption products

Authors :
Michel Pichavant
Bruno Scaillet
Pablo Samaniego
Joan Andújar
Indira Molina
Caroline Martel
Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO)
Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Magma - UMR7327
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Laboratoire Magmas et Volcans (LMV)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Instituto Geofísico, Escuela Politécnica Nacional
Escuela Politécnica Nacional (EPN)
CNRS-INSU : ALEAS : The change in eruptive dynamics on arc volcanoes: the role of magma composition and structure of the plumbing system exemplified at Tungurahua volcano, Ecuador
ANR-11-EQPX-0036,PLANEX,Planète Expérimentation: simulation et analyse in-situ en conditions extrêmes(2011)
ANR-10-LABX-0100,VOLTAIRE,Geofluids and Volatil elements – Earth, Atmosphere, Interfaces – Resources and Environment(2010)
European Project: 282759,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2011,VUELCO(2011)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)
Source :
Journal of Petrology, Journal of Petrology, 2017, 58 (7), pp.1249-1278. ⟨10.1093/petrology/egx054⟩, Journal of Petrology, Oxford University Press (OUP), 2017, 58 (7), pp.1249-1278. ⟨10.1093/petrology/egx054⟩
Publication Year :
2017

Abstract

Understanding the plumbing system structure below volcanoes and the storage conditions (temperature, pressure, volatile content and oxygen fugacity) of erupted magmas is of paramount importance for eruption forecasting and understanding of the factors controlling eruptive dynamics. Phase equilibria experiments have been performed on a Tungurahua andesite (Ecuador) to shed light on the magmatic conditions that led to the July-August 2006 eruptions and the parameters that controlled the eruptive dynamics. Crystallization experiments were performed on a representative August 2006 mafic andesite product between 950 and 1025A degrees C, at 100, 200 and 400 MPa and NNO + 1 and NNO + 2 (where NNO is nickel-nickel oxide buffer), and water mole fractions in the fluid (XH2O) from 0 center dot 3 to 1 (water-saturation). Comparison of the natural phenocryst assemblage, proportions and phenocryst compositions with our experimental data indicates that the natural andesite experienced two levels of ponding prior to the eruption. During the first step, the magma was stored at 400 MPa (15-16 km), 1000A degrees C, and contained c. 6 wt % dissolved H2O. In the second step, the magma rose to a confining pressure of 200 MPa (8-10 km), where subsequent cooling (to 975A degrees C) and water-degassing of the magma led to the crystallization of reversely zoned rims on pre-existing phenocrysts. The combination of these processes induced oxidation of the system and overpressure of the reservoir, triggering the July 2006 eruption. The injection of a new, hot, volatile-rich andesitic magma from 15-16 km into the 200 MPa reservoir shortly before the eruption was responsible for the August 2006 explosive event. Our results highlight the complexity of the Tungurahua plumbing system in which different magmatic reservoirs can coexist and interact in time and are the main controlling factors of the eruptive dynamics.

Details

Language :
English
ISSN :
00223530 and 14602415
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Petrology, Journal of Petrology, 2017, 58 (7), pp.1249-1278. ⟨10.1093/petrology/egx054⟩, Journal of Petrology, Oxford University Press (OUP), 2017, 58 (7), pp.1249-1278. ⟨10.1093/petrology/egx054⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....0084d34c2346b94c7798d69a0e1ddbf1
Full Text :
https://doi.org/10.1093/petrology/egx054⟩