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Chronological and geomorphological approach to the Holocene tephras from Tafí and Santa María valleys, NW Argentina

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2020

María M. Sampietro-Vattuone*
Affiliation:
Laboratorio de Geoarqueología, Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo, Universidad Nacional de Tucumán, San Miguel de Tucumán, Tucumán, Argentina CONICET, Tucumán, Argentina
Walter A. Báez
Affiliation:
Cátedra de Petrología Ígnea y Metamórfica – Escuela de Geología – Facultad de Ciencias Naturales – Universidad Nacional de Salta, Salta, Argentina Instituto de Bio y Geociencias del NOA (IBIGEO) – CONICET, Salta, Argentina
José L. Peña-Monné
Affiliation:
Departamento de Geografía y Ordenación del Territorio and IUCA, Universidad de Zaragoza, Zaragoza, Spain
Alfonso Sola
Affiliation:
Cátedra de Petrología Ígnea y Metamórfica – Escuela de Geología – Facultad de Ciencias Naturales – Universidad Nacional de Salta, Salta, Argentina Instituto de Bio y Geociencias del NOA (IBIGEO) – CONICET, Salta, Argentina
*
*Corresponding author e-mail address: sampietro@tucbbs.com.ar (M.M. Sampietro-Vattuone).

Abstract

A comprehensive morphostratigraphic and chronological study of the complete set of Holocene tephras from Tafí and Santa María valleys (northwestern Argentina), including analyses of compositional characteristics, is presented. Five ash tephras are recognized: V0 (El Rincón), V1a (Carreras 1a ash), V1b (Carreras 1b ash), V2a (Carreras 2 ash), and V2b (El Paso 3 ash). Two of them (V1b and V2b) are described for the first time in the study area. The new 14C and accelerator mass spectrometry ages presented, along with the previously published information, allows for the establishment of a chronological framework. The V0 tephra was deposited in the Early Holocene (about 10,000 yr BP), V1a and V1b were deposited in the Middle Holocene (about 4200 and 3500 yr BP, respectively), and V2a and V2b were deposited in the Late Holocene (after about 800 yr BP). The mineralogical, textural, and geochemical characterizations of the five tephras suggest that their tephra provenance was mainly from the back-arc region. However, the determination of the exact source of each tephra requires more accurate high-resolution tephrochronological studies. At least five major eruptions affected the Tafí and Santa María valleys in the last 10,000 yr.

Type
Research Article
Copyright
Copyright © University of Washington. Published by Cambridge University Press, 2020

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References

REFERENCES

Báez, W., 2014. Estratigrafía volcánica, estilos eruptivos y evolución del Complejo Volcánico Cerro Blanco, Puna Austral. PhD dissertation, Universidad Nacional de Salta, Salta, Argentina.Google Scholar
Báez, W., Arnosio, M., Chiodi, A., Ortiz Yañes, A., Viramonte, J.G., Bustos, E., Giordano, G., López, J.F., 2015. Estratigrafía y evolución del Complejo Volcánico Cerro Blanco, Puna Austral, Argentina. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas 32, 2949.Google Scholar
Báez, W.A., Chiodi, A., Bustos, E., Arnosio, M., Viramonte, J.G., Giordano, G., Alfaro Ortega, B., 2017. Mecanismos de emplazamiento y detrucción de los domos lávicos asociados a la caldera del Cerro Blanco, Puna Austral. Revista de la Asociación geológica Argentina 74(2), 223238.Google Scholar
Bertin, D., Baez, W., Caffe, P., Elissondo, M., Lindsay, J., 2018. Active volcanoes of the Central Andes: an Argentinian perspective. Actas del XV Congreso Geológico Chileno. VOLC-1, 958.Google Scholar
Bossi, G.E., Georgieff, S.M., Gavriloff, I.J.C., Ibañez, L.M., Muruaga, C.M., 2001. Cenozoic evolution of the intramontane Santa Maria basin, Pampean Ranges, northwestern Argentina. Journal of South American Earth Science 14, 725734.10.1016/S0895-9811(01)00058-XCrossRefGoogle Scholar
Collantes, M.M., 2001. Paleogeomorfología y Geología del Cuaternario de la cuenca del río Tafí, Depto. Tafí del Valle, Prov. de Tucumán, Argentina. PhD dissertation, Universidad Nacional de Salta, Salta, Argentina.Google Scholar
Collantes, M.M., 2007. Evolución morfogenética y paleoambiental del valle de Tafí durante el Pleistoceno tardío y Holoceno. In: Arenas, P., Manasse, B., Noli, E. (Eds.), Paisajes y procesos sociales en Tafí del Valle. Magna Publicaciones, Tucumán, Argentina, pp. 261288.Google Scholar
Fernández-Turiel, J.L., Saavedra, J., Pérez-Torrado, F.J., Rodríguez-González, A., Alias, G., Rodríguez-Fernández, D., 2012. Los depósitos de ceniza volcánica del Pleistoceno Superior-Holoceno de la región de Tafí del Valle-Cafayate, noroeste de Argentina. Geo-Temas 13, CD 07-279 P.Google Scholar
Fernández-Turiel, J.L., Saavedra, J., Pérez-Torrado, F.J., Rodríguez-González, A., Carracedo, J.C., Lobo, A., Rejas, M., et al. , 2015. The ash deposits of the 4200 BP Cerro Blanco eruption: the largest Holocene eruption of the Central Andes. Geophysical Research Abstracts 17, 3392.Google Scholar
Fernández-Turiel, J.L., Saavedra, J., Perez-Torrado, F.J., Rodríguez-González, A., Carracedo, J.C., Osterrieth, M., Carrizo, J.I., Esteban, G., 2013. The largest Holocene eruption of the Central Andes found. American Geophysical Union, Fall Meeting 2013, abstract V13D-2639.Google Scholar
Fernández-Turiel, J.L., Perez-Torrado, F.J., Rodríguez González, A., Saavedra, J., Carracedo, J.C., Rejas, M., Lobo, A., et al. , 2019. The large eruption 4.2 ka cal BP in Cerro Blanco, Central Volcanic Zone, Andes: insights to the Holocene eruptive deposits in the Southern Puna and adjacent regions. Estudios Geológicos 75, e088.CrossRefGoogle Scholar
Folkes, C.B., de Silva, S.L., Wright, H.M., Cas, R.A., 2011. Geochemical homogeneity of a long-lived, large silicic system; evidence from the Cerro Galán caldera, NW Argentina. Bulletin of Volcanology 73, 14551486.10.1007/s00445-011-0511-yCrossRefGoogle Scholar
Forte, P., Dominguez, L., Bonadonna, C., Gregg, C.E., Bran, D., Bird, D., Castro, J.M., 2018. Ash resuspension related to the 2011–2012 Cordón Caulle eruption, Chile, in a rural community of Patagonia, Argentina. Journal of Volcanology and Geothermal Research 350, 1832.10.1016/j.jvolgeores.2017.11.021CrossRefGoogle Scholar
Froese, D.G., Zazula, G.D., Reyes, A.V., 2006. Seasonality of the late Pleistocene Dawson tephra and exceptional preservation of a buried riparian surface in central Yukon Territory, Canada. Quaternary Science Reviews 25, 15421551.10.1016/j.quascirev.2006.01.028CrossRefGoogle Scholar
Galván, A.F., 1981. Descripción geológica de la Hoja 10e, Cafayate, Provincias de Tucumán, Salta y Catamarca. Escala 1:200.000. Servicio Geológico Nacional, Boletín 177. Servicio Geológico Nacional, Buenos Aires, Argentina.Google Scholar
Gardeweg, M., Clavero, J., Mpodozis, C., Pérez, C., Villeneuve, M., 2000. El Macizo Tres Cruces: un complejo volcánico longevo y potencialmente activo en la Alta Cordillera de Copiapó, Chile. In: IX Congreso Geológico Chileno, Puerto Varas, Chile, pp. 291295.Google Scholar
Gardeweg, M.C., Sparks, R.S.J., Matthews, S.J., 1998. Evolution of Lascar Volcano, northern Chile. Journal of the Geological Society 155, 89104.10.1144/gsjgs.155.1.0089CrossRefGoogle Scholar
Garreaud, R.D., Vuille, M., Compagnucci, R., Marengo, J., 2009. Present-day South American climate. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 281, 180195.10.1016/j.palaeo.2007.10.032CrossRefGoogle Scholar
González, O.E., 1997. Geología de La Angostura, valle de Tafí, Tucuman. In: XIV Congreso Geológico Argentino, Salta, Argentina, pp. 283286.Google Scholar
Grosse, P., Guzmán, S., Petrinovic, I., 2017. Volcanes compuestos cenozoicos del Noroeste Argentino. In: Muruaga, C., Grosse, P. (Eds.), Ciencias de la Tierra y Recursos Naturales del NOA. Asociación Geológica Argentina, Tucumán, Argentina, pp. 484517.Google Scholar
Grosse, P., Orihashi, Y., Guzmán, S.R., Sumino, H., Nagao, K., 2018. Eruptive history of Incahuasi, Falso Azufre and El Cóndor Quaternary composite volcanoes, southern Central Andes. Bulletin of Volcanology 80, 44.10.1007/s00445-018-1221-5CrossRefGoogle Scholar
Guzmán, S., Grosse, P., Montero-López, C., Hongn, F., Pilger, R., Petrinovic, I., Seggiaro, R., Aramayo, A., 2014. Spatial–temporal distribution of explosive volcanism in the 25–28° S segment of the Andean Central Volcanic Zone. Tectonophysics 636, 170189.CrossRefGoogle Scholar
Hermanns, R.L., Folguera, A., Penna, I., Fauqué, L., Niedermann, S., 2011. Landslide dams in the Central Andes of Argentina (Northern Patagonia and the Argentine Northwest). In: Evans, S.G., Hermanns, R.L., Scarascia Mugnozza, G., Strom, A. (Eds.), Natural and Artificial Rockslide Dams. Lecture Notes in Earth Sciences, Vol. 133. Springer, Berlin, pp. 147176.10.1007/978-3-642-04764-0_5CrossRefGoogle Scholar
Hermanns, R.L., Niedermann, S., Villanueva García, A., Schellenberger, A., 2006. Rock avalanching in the NW Argentine Andes as result of complex interactions of lithologic, structural and topographic boundary conditions, climate change and active tectonics. In: Evans, S.G., Scarascia-Mugnozza, G., Strom, A., Hermanns, R.L. (Eds.), Massive Rock Slope Failure: New Models for Hazard Assessment. NATO Science Series. Kluwer, Dordrecht, the Netherlands, pp. 539569.Google Scholar
Hermanns, R.L., Schellenberger, A., 2008. Quaternary tephrochronology helps define conditioning factors and triggering mechanisms of rock avalanches in NW Argentina. Quaternary International 178, 261275.10.1016/j.quaint.2007.05.002CrossRefGoogle Scholar
Hermanns, R.L., Trauth, M.H., Niedermann, S., McWilliams, M., Strecker, M.R., 2000. Tephrochronologic constraints on temporal distribution of large landslides in Northwest Argentina. Journal of Geology 108, 3552.10.1086/314383CrossRefGoogle ScholarPubMed
Kay, S.M., Coira, B.L., 2009. Shallowing and steepening subduction zones, continental lithospheric loss, magmatism, and crustalflow under the Central Andean Altiplano-Puna Plateau. In: Kay, S.M., Ramos, V.A., Dickinson, W.R. (Eds.), Backbone of the Americas: Shallow Subduction, Plateau Uplift, and Ridge and Terrane Collision. Memoir 204. Geological Society of America, Boulder, CO, p. 229.10.1130/MEM204CrossRefGoogle Scholar
Knight, R.D., Kjarsgaard, B.A., Plourde, A.P., Moroz, M., 2013. Portable XRF Spectrometry of Reference Materials with Respect to Precision, Accuracy, Instrument Drift, Dwell Time Optimization, and Calibration. Geological Survey of Canada Open File 7358. Geological Survey of Canada, Ottawa.CrossRefGoogle Scholar
Le Bas, M.J., Le Maitre, R.W., Streckeisen, A., Zanettin, B., 1986. A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali–silica diagram. Journal of Petrology 27, 745750.10.1093/petrology/27.3.745CrossRefGoogle Scholar
Lowe, D.J., 2011. Tephrochronology and its application: a review. Quaternary Geochronology 6, 107153.CrossRefGoogle Scholar
Mamani, M., Wörner, G., Sempere, T., 2010. Geochemical variations in igneous rocks of the Central Andean orocline (13°S to 18°S): tracing crustal thickening and magma generation through time and space. Geological Society of America Bulletin 122, 162182.10.1130/B26538.1CrossRefGoogle Scholar
May, J.H., Zech, R., Schellenberger, A., Kull, C., Veit, H., 2011. Quaternary environmental and climate changes in the Central Andes. In: Salfity, J.A., Marquillas, R.A. (Eds.), Cenozoic Geology of the Central Andes of Argentina. SCS, Salta, Argentina, pp. 247263.Google Scholar
Peña Monné, J.L., 1997. Cartografía geomorfológica. Geoforma Ediciones, Logroño, Spain.Google Scholar
Peña-Monné, J.L., Sampietro-Vattuone, M.M., 2016a. Geomorphology of the alluvial fans in Colalao del Valle-Quilmes area (Santa María Valley, Tucumán Province, Argentina). Journal of Maps 12, 460465.10.1080/17445647.2016.1239230CrossRefGoogle Scholar
Peña Monné, J.L., Sampietro Vattuone, M.M., 2016b. La secuencia paleoambiental holocena de la vertiente oriental de Loma Pelada (valle de Tafí, Noroeste Argentino): cambios climáticos y acción humana. In: Sampietro Vattuone, M.M., Peña Monné, J.L. (Eds.), Geoarqueología de los Valles Calchaquíes. Laboratorio de Geoarqueología, Tucumán, Argentina, pp. 2363.Google Scholar
Peña Monné, J.L., Sampietro Vattuone, M.M., 2018a. Evolución geomorfológica de los conos aluviales de los ríos Pichao y Managua (valle de Santa María, prov. De Tucumán, Argentina). In: Blanco, R., Castillo, F., Costa, M., Horacio, J., Valcárcel, M. (Eds.), Xeomorfoloxía e paisaxes xeográficas: catro décadas de investigación e ensino. Homenaxe a Augusto Pérez Alberti. Universidad de Santiago de Compostela, Santiago de Compostela, Spain, pp. 429447.Google Scholar
Peña-Monné, J.L., Sampietro-Vattuone, M.M., 2018b. Fluvial and aeolian dynamics of the Santa María River in the Cafayate depression (Salta Province, NW Argentina). Journal of Maps 14, 567575.10.1080/17445647.2018.1511484CrossRefGoogle Scholar
Peña Monné, J.L., Sampietro Vattuone, M.M., 2018c. Paleoambientes holocenos del valle de Tafí (Noroeste Argentino) a partir de registros morfosedimentarios y geoarqueológicos. Boletín Geológico Minero 129, 671691.Google Scholar
Peña-Monné, J.L., Sancho-Marcén, C., Sampietro-Vattuone, M.M., Rivelli, F., Rhodes, E.J., Osacar-Soriano, M.C., Rubio-Fernández, V., García-Giménez, R., 2015. Environmental change over the last millennium recorded in the Cafayate Dune field (NW Argentina). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 438, 352363.CrossRefGoogle Scholar
Peña Monné, J.L., Sancho Marcén, C., Sampietro Vattuone, M.M., Rivelli, F., Rhodes, E., Osácar Soriano, M.C., Rubio Fernández, V., García Giménez, R., 2016. Geomorfología y cambios ambientales en la depresión de Cafayate (Prov. de Salta, Noroeste Argentino). In: Sampietro Vattuone, M.M., Peña Monné, J.L. (Eds.), Geoarqueología de los Valles Calchaquíes. Laboratorio de Geoarqueología, Tucumán, Argentina, pp. 213242.Google Scholar
Perea, M.C., 1995. Mapa de vegetación del Valle de Santa María, sector oriental (Tucumán, Argentina). Lilloa 38, 213235.Google Scholar
Petrinovic, I.A., Grosse, P., Guzman, S., Caffe, P.J., 2017. Evolución del volcanismo cenozoico en la Puna argentina. In: Muruaga, C., Grosse, P. (Eds.), Ciencias de la Tierra y Recursos Naturales del NOA. Asociación Geológica Argentina, Tucumán, Argentina, pp. 469483.Google Scholar
Ruiz Huidobro, O.J., 1972. Descripción Geológica de la hoja 11e, Santa María, Provincias de Catamarca y Tucumán. Servicio Nacional Minero Geológico, Boletín 134. Servicio Nacional Minero Geológico, Buenos Aires, Argentina.Google Scholar
Sampietro Vattuone, M.M., Neder, L., 2011. Quaternary landscape evolution and human occupation in Northwest Argentina. Geological Society of London 352, 3747.CrossRefGoogle Scholar
Sampietro-Vattuone, M.M., Peña-Monné, J.L., 2016. Geomorphological dynamic changes during the Holocene through ephemeral stream analyses from Northwest Argentina. Catena 147, 663677.CrossRefGoogle Scholar
Sampietro Vattuone, M.M., Peña Monné, J.L., Báez, W., Ortíz, P., Aguirre, M.G., 2016. Unidades morfosedimentarias holocenas en la quebrada de La Angostura (valle de Tafí, Noroeste de Argentina). In: Sampietro Vattuone, M.M., Peña Monné, J.L. (Eds.), Geoarqueología de los Valles Calchaquíes. Laboratorio de Geoarqueología, Tucumán, Argentina, pp. 322.Google Scholar
Sampietro Vattuone, M.M., Peña Monné, J.L., Maldonado, M.G., Sancho Marcén, C., Báez, W., Sola, A., 2018a. Cambios ambientales durante el Holoceno superior registrados en secuencias morfosedimentarias fluvio-eólicas del valle de Santa María (Noroeste Argentino). Boletín Geológico Minero 129, 647669.CrossRefGoogle Scholar
Sampietro Vattuone, M.M., Peña-Monné, J.L., Roldán, J., Maldonado, M.G., Lefebvre, M.G., Vattuone, M.A., 2018b. Human-driven geomorphological processes and soil degradation in Northwest Argentina: a geoarchaeological view. Land Degradation & Development 29, 38523865.CrossRefGoogle Scholar
Sampietro-Vattuone, M.M., Peña-Monné, J.L., 2019. Geomorphology of Tafí valley (Tucumán Province, Northwest Argentina). Journal of Maps 15(2), 177184.CrossRefGoogle Scholar
Sampietro Vattuone, M.M., Sola, A., Báez, W., Peña Monné, J.L., 2017. Aplicación de la correlación geoquímica de niveles cineríticos en la reconstrucción de las secuencias morfosedimentarias holocenas del valle de Tafí. In: Muruaga, C., Grosse, P. (Eds.), Ciencias de la Tierra y Recursos Naturales del NOA. Asociación Geológica Argentina, Tucumán, Argentina, pp. 6772.Google Scholar
Sayago, J.M., Collantes, M.M., 1991. Evolución paleogeomorfológica del valle de Tafí (Tucumán, Argentina) durante el Cuaternario Superior. Bamberger Geographische Schriften 11, 109124.Google Scholar
Sayago, J.M., Collantes, M.M., Niz, A., 2012. El umbral de resiliencia del paisaje en el proceso de desertificación de los valles preandinos de Catamarca (Argentina). Acta Geológica Lilloana 24, 6279.Google Scholar
Sayago, J.M., Powell, J., Collantes, M.M., Neder, L., 1998. EI Cuaternario. In: Gianfrancisco, M., Puchulu, M.E., Durango de Cabrera, J., Aceñolaza, G.F. (Eds.), Geología de Tucumán. Colegio Graduados Ciencias Geológicas de Tucumán, Tucumán, Argentina, pp. 111128.Google Scholar
Siebert, L., Simkin, T., Kimberley, P., 2010. Volcanoes of the World, third ed.University of California Press.Google Scholar
Sola, A.M., Báez, W., Bustos, E., Hernandez, R., Sampietro Vattuone, M.M., Peña Monné, J.L., Becchio, R.A., 2016. Cluster analysis using portable X ray fluorescence (pXRF) data: a fast and powerful method for regional correlation of ash fall deposits. In: Cities on Volcanoes 9, Puerto Varas, Chile, p. 1.Google Scholar
Strecker, M.R., 1987. Late Cenozoic Landscape Development, the Santa María Valley, Northwest Argentina. PhD dissertation, Cornell University, Ithaca, NY.Google Scholar
Toselli, A.J., Rossi de Toselli, J.N., Rapela, C.W., 1978. El basamento metamórfico de la Sierra de Quilmes, República Argentina. Revista de la Asociación Geológica Argentina 33, 105121.Google Scholar
Trauth, M.H., Alonso, R.A., Haselton, K.R., Hermanns, R.L., Strecker, M.R., 2000. Climate change and mass movements in the NW Argentine Andes. Earth and Planetary Science Letters 179, 243256.CrossRefGoogle Scholar
Wilson, T.M., Cole, J.W., Stewart, C., Cronin, S.J., Johnston, D.M., 2011. Ash storms: impacts of wind-remobilised volcanic ash on rural communities and agriculture following the 1991 Hudson eruption, southern Patagonia, Chile. Bulletin of Volcanology 73, 223239.CrossRefGoogle Scholar
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