New insights into the magmatic-hydrothermal system and volatile budget of Lastarria volcano, Chile: Integrated results from the 2014 IAVCEI CCVG 12th Volcanic Gas Workshop

Abstract

Recent geophysical evidence for large-scale regional crustal inflation and localized crustal magma intrusion has made Lastarria volcano (northern Chile) the target of numerous geological, geophysical, and geochemical studies. The chemical composition of volcanic gases sampled during discrete campaigns from Lastarria volcano indicated a well-developed hydrothermal system from direct fumarole samples in A.D. 2006, 2008, and 2009, and shallow magma degassing using measurements from in situ plume sampling techniques in 2012. It is unclear if the differences in measured gas compositions and resulting interpretations were due to artifacts of the different sampling methods employed, short-term excursions from baseline due to localized changes in stress, or a systematic change in Lastarria’s magmatic-hydrothermal system between 2009 and 2012. Integrated results from a two-day volcanic gas sampling and measurement campaign during the 2014 International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth’s Interior (IAVCEI) Commission on the Chemistry of Volcanic Gases (CCVG) 12th Gas Workshop are used here to compare and evaluate current gas sampling and measurement techniques, refine the existing subsurface models for Lastarria volcano, and provide new constraints on its magmatic-hydrothermal system and total degassing budget. While compositional differences among sampling methods are present, distinct compositional changes are observed, which if representative of long-term trends, indicate a change in Lastarria’s overall magmatic-hydrothermal system. The composition of volcanic gases measured in 2014 contained high proportions of relatively magma- and water-soluble gases consistent with degassing of shallow magma, and in agreement with the 2012 gas composition. When compared with gas compositions measured in 2006–2009, higher relative H2O/CO2 ratios combined with lower relative CO2/St and H2O/St and stable HCl/St ratios (where St is total S [SO2 + H2S]) are observed in 2012 and 2014.

Las recientes pruebas geofísicas de una inflación regional a gran escala de la corteza terrestre y de una intrusión localizada de magma en la corteza han convertido al volcán Lastarria (norte de Chile) en objeto de numerosos estudios geológicos, geofísicos y geoquímicos. La composición química de los gases volcánicos muestreados durante campañas discretas en el volcán Lastarria indicó un sistema hidrotermal bien desarrollado a partir de muestras directas de fumarolas en los años 2006, 2008 y 2009, y una desgasificación magmática superficial utilizando mediciones de técnicas de muestreo de plumas in situ en 2012. No está claro si las diferencias en las composiciones de los gases medidos y las interpretaciones resultantes se debieron a artefactos de los diferentes métodos de muestreo empleados, a desviaciones a corto plazo de la línea de base debido a cambios localizados en la tensión, o a un cambio sistemático en el sistema magmático-hidrotermal de Lastarria entre 2009 y 2012. Los resultados integrados de una campaña de dos días de muestreo y medición de gases volcánicos durante el 12.º Taller sobre Gases de la Comisión de Química de los Gases Volcánicos de la Asociación Internacional de Vulcanología y Química del Interior de la Tierra (IAVCEI) de 2014 (CCVG) de la Asociación Internacional de Vulcanología y Química del Interior de la Tierra (IAVCEI) en 2014, se utilizan aquí para comparar y evaluar las técnicas actuales de muestreo y medición de gases, perfeccionar los modelos subterráneos existentes para el volcán Lastarria y proporcionar nuevas restricciones sobre su sistema magmático-hidrotermal y el balance total de desgasificación. Si bien existen diferencias de composición entre los métodos de muestreo, se observan cambios de composición distintos que, si son representativos de las tendencias a largo plazo.