Pablo Samaniego1,2Claude Robin2

Michel Monzier2Jean-Philippe Eissen1,3

Patricia Mothes1Minard L. Hal11

EL COMPLEJO VOLCÁNICOCAYAMBE: SíNTESIS GEOLÓGICA,ACTIVIDAD HOLOCÉNICA yEVALUACiÓN DE LOS PELIGROSVOLCÁNICOS

...1 Instituto Geofísico/

Departamento de Geofísica.Escuela Politécruca Nacional,Quito.

2 IRD. UR Processus et AléasVo1caniques. LaboratoireMagmas et Vo1cans, UniversitéBlaise Paseal; 5, me Kessler,63038 Clennont-Ferrand,France.

3 IRD, casilla 17-12-857, Quito,Ecuador,

A

ResumenEl complejo volcánico Cayambe está constituido por tres edificios: a) un antiguo edi-

ficio efusivo, el "Viejo Cayambe"; b) el volcán joven o "Nevado Cayambe" caracte-

rizado por una historia mucho más compleja y dinamismos eruptivos más explosi-vos; y e) un cono satélite construido en el extremo oriental del complejo, el "Conode La Virgen". La actividad reciente del Nevado Cayambe (últimos 4 000, aBP) ha

presentado tres ciclos de actividad de 300, 600 Y 900 años de duración, separados

por períodos de calma de 600 y 1 000 años respectivamente. El último período erup-tivo, iniciado hace 1 100 años, se ha caracterizado por el crecimiento de domas de

lava, la generación de flujos piroclásticos de colapso de domo, la producción de la-

hares asociados a la fusión del casquete glaciar y una limitada distribución de piro-

clastos. Una sfntesis de estos datos nos permite proponer un primer mapa de peligros

volcánicos asociados a este volcán.

AbstraetThe Cayambe volcanic complex is comprised of three edifices: a) an old effusive edi-fice, the 'Viejo Cayambe"¡ b) the young volcano "Nevado Cayambe", characterizedby a complex history and explosive eruptive dynamics; and c) a satellite cone cons-tructed on the extreme east end of the complex, "Cono de la Virgen". The recent ac-tivity of Nevado Cayambe (last 4 000 years) has presented three cycles of activity at300, 600 and 900 years of duration, separated by calm periods of 600 and 1 000years respectively. The last eruptive period, which begin about 1 100 years BP is cha-racterized by the growth of lava domes, the generation of pyroclastic flows from do-me collapse, the production of lahars associated with the fusion of the glacial cap andthe limited distribution of tephra falls. A synthesis of these data permits us to propa-se a preliminary hazard map concerned with the volcanic hazards associated withthis volcano.

Pabl o.Saman iego@ird.fr

INTRODUCCiÓN

El Complejo Volcánico Cayambe (CVC) se encuentra ubicado en la parteNorte de la Cordillera Real de los Andes Ecuatorianos, a 60 km al NE de laciudad de Quito y a solo 15 km al E de la ciudad de Cayambe ( - 20 000 ba-

bitantes). Previo a los trabajos de Han y Motbes (1994) se consideraba a este gran

editicio volcánico como inactivo, sin embargo estos autores reportanseis caídas deceoizarelacionadascon la actividad holocénka de esteedificio. Estudios tefro-cro-nológicosmásrecientes(Samaniego,1996y Samaoiego,el al., 1998), asícomo uoreconocimiento geológico general de este complejo volcánico (Samaniego,2001)han permitido cooocer su historia geológica. Estas evidencias, junto coa la intensaactividad sísmica que caracteriza este edificio (Guillier el al., 1999), nos permitenatirmar que se trata de un volcán activo con una importante actividad en los últi-mos miles de años. Sobre la base de esta información, en este artículo trataremosde presentar una evaluación de los peligros volcánicos asociados con este volcán.

36 SECCIÓN 1: FENÓMENOS VOLCÁNICOS Y TEFROESTRATIGRAFÍA

'11

~ CLV: lavas andesíticas- NCAY-SS: lavas (coladas y domos) andesíticasy daclticas (dacitas dominantes) y depósitos de

flujos piroclásticos asociadosti:;] NCAY-MS: lavas (coladas y domos) andesiticas

y dac!ticas (dacitas dominantes) y depósitos defluJos plroclasticos asociados

O NCAY-ANG:lavas y brechas daciticas- VCAY:lavas andesiticas (raramente daciticas) 00005'5

o

Nevado Cayambe: Nevado Cayambe: Cono deCumbre principal Cumbre secundaria la Virgen

cF~~~~e~~r~~:~~~~O~er:~i~~::W:\ii4I mI5iiI f::~:'{CLV~~::i

Ea(b)

<4Ka

-<: 14 Ka

Depósito de avalancha del río San Pedro.> Colapso sectorial hacia el N: C3

~Depósito de avalancha del río Guachala

-> Colapso sectorialhacia el W:C2

<0,15 Ma?

Conodel 1~~0~~Angureal

I

NCAY-ANGI

>0,165Ma Viejo Cayambe

Caldera de colapso: C t

0,25:!: 0,05 Ma

ElDacitas terminales y depósitos

piroclásticos del rio GuachaláVCAY

<0,5Ma

Figura 1, a) Mapa estructural del Com-plejo Volcánico Cayambe (CVC). b) Es-tratigrafía simplificada del Cve.

INVESTIGACIONES EN GEOCIENCIAS. VOLUMEN 1 .2004

EL COMPLEJO VOLCÁNICO CAYAMBE: SíNTESIS GEOLÓGICA, ACTIVIDAD HOLOCÉNICA y EVALUACIÓN DE LOS PELIGROS

ESTRATIGRAFíA DELCOMPLEJO VOLCÁNICO CAYAMBE

El Complejo Volcánico Cayambe (CVC) presenta una. .base aproximadamente rectangular (24 km E-W por18 km N-S), ubicada a una altura de 2800-3000 msnm(metros sobre el nivel del mar) en la parte. occidental y:3400-3800 msnm en la parte oriental. La parte superiordel complejo, alargada en dirección E-W, está constitui-da por una cumbre principal (5 790 m) y una cumbre se-cundaria (5 487 m) ubicada a 1.5 km al E de la prime-ra. Sobre los 4800 msnm, el complejo está cubierto porun importante casquete glacial que cubre un área deaproximadamente 22 km1 Y que alcanza un espesor de30-50 m en la cumbre. De este casquete glaciar descien-den grandes lenguas glaciares hasta los 4400 m en elflanco oriental, mientras que en el flanco occidental,más seco, los glaciares llegan hasta una altura de 4600-4800 m. El complejo volcánico Cayambe, está formadopor tres edificios sucesivos (figura 1).

El "Viejo Cayambe" (VCA Y) es un edificio lávico,bastante erosionado, ubicado en la parte occidental delcomplejo volcánico y que se construyó durante el Pleis-toceno (0.5-0.25 Ma, Barberi el al., 1988; Samaniego,2001). Considerando la inclinación de los flujos de lavaque constituyen los remanentes de este edificio, se pue-de inferir que la parte central del mismo se ubicó apro-ximadamente en la parte central del complejo y que al-canzó una altura de 4 300-4 400 msnm. El reconocimien-to de importantes secuencias pumíticas en la parte SWdel complejo (río Guachalá) y a la forma arqueada delvalle del río Blanco, sugieren que la evolución de esteedificio terminó con la formación de una caldera de co-lapso asociada a una importante actividad piroclástica.Las rocas de este edificio constituyen una serie andesíti-ca de medio-K (57-73 wt% Si01), siendo las dacitas ylas riolitas escasas y restringidas exclusivamente a la eta-pa terminal de este edificio. La mineralogía característi-ca del VCAY incluye la presencia de plagioclasa, orto-piroxeno, clinopiroxeno y óxidos de Fe-Ti.

El edificio actual o "Nevado Cayambe" (NCA Y) esun estratovolcán compuesto, construido sobre los rema-nentes orientales del volcán de base durante el Pleistoce-no superior y el Holoceno. Las correlaciones estratigrá-ficas con una capa guía regional (la caída de lapilli y ce-niza denominada "Pifo" por Hall y Mothes, 1997) nospermiten determinar que la edad de este edificio es infe-rior a 0.165 Ma. Petrográficamente las rocas de este edi-ficio constituyen también una serie calco-alcalina de me-dio-K (58-69 wt% Si01), siendo en este caso las dacitasmás abundantes que las andesitas. La mineralogía carac-terística de las lavas del NCA Y está constituida por lapresencia de plagioclasa, anfibol, ortopiroxeno, c1inopi-roxeno y óxidos de Fe-Ti. El NCAY está constituido portres editicios sucesivos:

37

. El cono del Angureal (NCAY-ANG) es el edificioque marca la transición entre el volcán de base y elvolcán reciente. Se trata de un edificio bastante ero-sionado, cortado por el profundo valle del río Blan-co. La reconstrucción de este editicio basada en la in-clinación de los flujos de lava del mismo implica quesu cumbre se ubicó aproximadamente a 3 km al oes-te de la cumbre actual y su altura fue de alrededor de5200 m. La estructura en forma de herradura abier-ta hacia el occidente ubicada en la cabecera del ríoBlanco sugiere la ocurrencia de una colapso sectorial,el cual debió afectar las secuencias volcánicas de es-te cono y del editicio subyacente (VCA Y).. El edificio que forma la cumbre principal del comple-jo (NCA Y-MS) es un edificio complejo, coronadopor un complejo de damos somitales. Este edificio hapresentado diferentes fases de construcción (flujos ydomas de lava) y de destrucción del edificio (erupcio-nes ignimbríticas y colapsos sectoriales). En particu-lar se debe señalar la ocurrencia de dos colapsos sec-toriales que afecraron los flancos W y N. El colapsodel flanco occidental se evidencia por la estructura enherradura de la cabecera del río Blanco y los depósi-tos de avalancha que afloran en el río Blanco, Grano-bles y Guachalá; mientras que los productos del co-lapso del flanco norte, constituyen el depósito de ava-lancha del río San Pedro (figura lb).. La cumbre secundaria del complejo (NCA Y-SS) fueconstruida sobre el t1anco occidental del NCA Y-MS.Este edificio se encuentra exento de erosión glacial,lo cual sugiere una edad holocénica (post-glacial).

Finalmente, en el extremo oriental del complejo seencuentra un pequeño edificio satélite, el uCono de laVirgen" (CLV), igualmente de edad holocénica y carac-terizado por la generación de importantes coladas de la-va dirigidas hacia el oriente. Estas rocas son andesitas ri-cas en K (59-60 wt% Si02) diferentes del resto de rocasdel complejo.

ACTIVIDAD RECIENTE DEL COMPLEJO

L a actividad reciente del complejo fue responsabledela construcción de la cumbre secundaria (NCA Y-SS)

y del complejo de domas somitales ubicado en las doscumbres del mismo. Dicha actividad ha presentado demanera general un estilo eruptivo peleano caracterizadopor la extrusión de domas y flujos de lava, el colapso ex-plosivo de los mismos con la consiguiente formación deflujos piroc1ásticos y la caída de piroc1astos. A esto sedebe sumar la generación de t1ujos de escombros.

Flujos piroclásticos

En los flancos N y NE del complejo se han recono-cido al menos cuatro unidades de flujos piroc1ásticos (fi-gura la). Las tres unidades más antiguas reconocidas en

38 SECCiÓN 1; FENÓMENOS VOLCÁNICOS Y TEFROESTRATIGRAFíA

estos flancos (FP1-3) son grandes depósitos de bloques yceniza (block.and-ashflolV deposits) asociados con flujospiroclásticos de colapso de domo, mientras que la unidadmás joven (FP4) es una secuencia de oleadas piroclásti-cas (surges).. El depósito más antiguo (FP1) se encuentra rellenan-

do el valle del río San JerónÍIno y esta asociado al co-lapso de un domo de la cumbre secundaria (5 487 m).El espesor de esta unidad, en la parta baja de dichovalle, es de 20-40 m y su volumen estimado es de 0.3-0.4 km3. Este depósito está constituido por bloques deroca densa de composición dacítica (63-66 wt%Si02). Según su posición estratigráfica, el grado deerosión y la cantidad de cobertura vegetal que presen-ta cada una de estas unidades (FP 1-3). este depósitoes claramente más antiguo que los depósitos denomi-nados FP2 y FP3, ubicados más al occidente.. La secuencia denominada FP2 consiste de al menos

15 a 20 unidades de flujos piroclásticos de bloques yceniza. Esta secuencia se originó en un centro de emi-sión denominado domo TarugoCorral (4 553 m) ubi-cado en el flanco NE de la cumbre máxima del com-plejo. Actualmente se encuentra rellenando el valledel río Arturo, alcanzando una distancia de 7-8 km Yun espesor máximo de 80-100 m, 10 cual implica unvolumen aproximado de 0.3-0.5 km3. Los bloques deestos depósitos son igualmente densos pero muestranfrecuentemente texturas bandeadas entre un polo an-desítico (61 wt% SiOl) y un polo dacítico (65 wt%Si02). La mayor parte de esta secuencia fue deposita-da en intervalos de tiempo cortos, razón por la cualno se observan niveles de suelo entre los diferentesdepósitos. Sin embargo en la parte proximal de la se-cuencia, en las cercanías del domo TarugoCorral, sepuede apreciar que la mayor parte de la secuencia (30-40 m) está sobreyacida por un nivel de suelo que con-tiene una capa de ceniza fina de color amarillo rica enbiotita, interpretada como proveniente de la erupciónde 800 yBP (years Before Present: años antes del pre-sente) del volcán Quilotoa (Mothes y Hall, 1998).. El depósito denominado FP3 constituye un único

evento que actualmente se encuentra rellenando losvalles de los ríos San Pedro y Azuela. El represa-miento de este último por estos productos pirocIásti-cos dio lugar a la formación de la laguna de San Mar-cos. Este depósito se puede mapear por 6-7 km delongitud desde e] río Azuela hasta una cicatriz bajo ]acumbre principal (NCA Y-MS). El volumen de estedepósito es de 0.3-0.4 km3. Así, se considera que es-te depósito se originó por e] colapso de un domo ex-truido en ]a parte superior del flanco norte del com-plejo. Al igual que e] depósito anterior, los bloques deesta unidad presentan una importante heterogeneidadpetrográfica, que varía entre las andesitas y las dací-

INVESTIGACIONES EN GEOCIENCIAS'

VOLUMEN 1 .2004

tas (62-66 wt% Si02). Adicionalmente, en este depó-sito se observan bloques menos densos y bombas "encoliflor" lo que sugiere una mayor explosividad (i.emayor contenido de gases y/o freato-magmatismo).. Los depósitos denominados FP4, aparentemente rela-cionados con el mismo centro eruptivo que el flujoprecedente, constituyen un evento inmediatamenteposterior al evento FP3. Estos depósitos se encuen-tran cubriendo un área restringida en el flanco N, so-bre los 4200 msnm y presentan un espesor de -10m. Esta secuencia está constituida por niveles fina-mente estratificados de ceniza y lapilli, y se encuen-tra sobreyaciendo un suelo con abundante materialcarbonizado. Una datación l4C de este material diouna edad de 360 :!:.70 yBP.

. Finalmente, en el flanco SE del complejo se observanpequeños depósitos de flujos de colapso de domo «

0.1 km3), cuyos bloques son densos y de composi-ción generalmente andesítica (62-63 wt% Si02). Es-tos depósitos se encuentran cubiertos por una serie decaídas de ceniza y ]api1li, ]0 cual sugiere que se tratade eventos más antiguos que los precedentes (FPl-4).Por su ubicación bajo la cumbre secundaria, estos de-pósitos están asociados al colapso de los damos de di-cha cumbre.

DEPÓSITOS DECAíDA

En los flancos superiores del complejo (por sobre los3 800 msnm) se pueden observar importantes se-

cuencias de suelos y caídas de ceniza y lapi1li, testigos dela actividad Holocénica (post-glacial) del volcán. La ba-se de este estudio constituye una sección realizada en unaturbera del flanco SW del volcán, ubicada a 4 300 msnm(figura 2). Dicha información fue completada y correla-cionada con la obtenida en otras secciones estratigráficasrealizadas en los flancos N y S de] complejo. En la sec-ción de la turbera se pudieron identificar 23 niveles deceniza y lapilli, intercalados con niveles de turba. Adi-cionalmente se realizaron seis dataciones l4C que permi-tieron conocer la taza de formaciónde turba y a partir deesta información se pudo establecer una escala de tiem-po que permitió asignar una edad aproximadaa cada unode los niveles de turba (Le. a cada evento eruptivo regis-trado en la sección).

La interpretación de estos resultados (Samaníego etal., 1998) muestra que la actividad Holocénica del Ne-vado Cayambe estuvo limitada a los últimos 4 000 añosy que se repartió en tres períodos de 300, 800 y 900 añosde duración, separados por períodos de reposo de 600 y1000 años respectivamente. Sobre la base de correlacio-nes petrográficas entre los niveles de ceniza y los depó-sitos piroc1ásticos del flanco N y NE, se ha interpretadoque dichos depósitos pertenecen al último período erup-tivo iniciado hace 1 100 yBP. Así, las edades estimadas

EL COMPLEJO VOLCÁNICO CAy

AMBE: SíNTESIS GEOLÓGICA, ACTIVIDAD HOLOCENICAy EVALUACIÓN DE LOS PELIGROS 39

para cada evento son -1070 yBP para la unidad FP1,910-650 yBP para la secuencia FP2, y 380-360 yBP pa-ra las unidades FP3 y FP4.

Finalmente, la actividad reciente del Nevado Cayam-be aun no habría terminado como lo atestigua un repor-te encontrado en la correspondencia del Barón Alexan-der van I-Iumboldt (Ascásubi, 1802), que describe uneerupción en los años 1785-1786. Según este reporte, laerupción se habría producido en la parte oriental delcomplejo (la relación no es clara al respecto), y se des-cribe como una erupción subglaciar que habría produci-do importantes emisiones de ceniza (se habla de 13 mmen el pueblo de Cayambe) y que habría terminado conuna flujo de lava o un labar en 1786. Una colada de la-va viscosa, de aspecto joven, ubicado en el flanco NEdel complejo a solo 700 m bajo la cumbre secundaria po-dría corresponder al flujo descrito en la relación ante-riormente citada.

Flujos de lodo y escombros (Iahares)

En la parte occidental del complejo volcánico se hanreconocido varias unidades de flujos de lodo relacionadoscon la actividad reciente del volcán. Estos depósitos se en-cuentran en el abanico formado por el río Blanco y sobreel cual se encuentra construida la ciudad de Cayambe. Elespesor de estos depósitos en la planicie de Cayambe va-ría entre 0.5 y 1.5 m. La presencia de abundante materialantrópico (cerámica y obsidiana tallada) sugiere una edadinferior a 800 yBP (1. Stephen Athens, como pers, 2001).Esta afirmaciónserá confirmada con una datación 14Cdematerialorgánico relacionado con la cerámica encontradaen esta unidad. De todas formas, parece que estos eventoslal1áricos estuvieron relacionados con los impnrtanteseventos piroc1ásticos que caracterizan el último ciclo erup-tivo del volcán « 1 100yBP).

Los depósitos de flujos de lodo recientes encnntradnsen la planicie de Cayambe se encuentran cubriendn par-cialmente un depósito lahárico más antiguo, evento quedebió ocurrir durante la primera mitad de editicación delNCAY-MS (>20 k")'BP). Este depósito se encuentra re-llenando la planicie de Cayambe y aflora en los valles delos ríos Blanco, Granobles y Guachalá, en donde presen-ta espesores de hasta 15 m. Este depósito presenta blo-ques angulares y fracturamiento radial y una matriz co-hesiva arenosa/arcillosa, lo que implica que tuvo su ori-gen por el colapso del flanco occidental del complejovolcánico. Un porcentaje importante de los bloques (has-ta 20%) presentan una importante alteración hidroter-mal, indicando el estado del edificio volcánico previo alevento de colapso.

EVALUACiÓN DELOS PELIGROS VOlCÁNICOS

LOsestudios geológicos llevados a cabo en este volcán(Samaniego, 1996; Samaniego, 2001) muestran que

los fenómenos volcánicos más frecuentes en este volcánhan sido los flujos piroc1ásticos de colapso de domas, losflujos de lodo y escombros (labares) asociados a la fu-sión del casquete glaciar y las caídas de lapilli y ceniza.Las avalanchas de escombros (y los labares asociados) apesar de ser eventos extremadamente raros en la historiade un volcán serán también considerados pues represen-tan eventos muy peligrosos y de una gran magnitud.

Flujos piroclásticos

Los flancos en los cuales han sido extruidos los do-mas de lava han sido los flancos N y E del NCAY, porlo cual se considera que estos flancos son los más pro-pensos a presentar este tipo de actividad extrusiva y lossubsecuentes flujos piroclásticos que siguen a la activi-dad extrusiva. Estas áreas son generalmente zonas des-habitadas por lo que el riesgo asociado con este fenóme-no es bajo. Sin embargo, los recientes trabajos de capta-ción del proyecto de agua "Tabacundo", ubicados en laparte norte del volcán (trasvase Laguna de San Marcos-río La Chimba) se encuentran en la zona de mayor peli-gro por este tipo de fenómeno. Finalmente, se debe con-siderar la posibilidad de extrusión de un domo en la par-te somital del volcán, en cuyo caso se podrían generar!lujos piroc1ásticos que descenderían por el flanco N pe-ro también por elllanco W (en particular por el valle delrío Blanco), en cuyo caso el riesgo para las zonas altasde la ciudad de Cayambe y en particular el cauce del rínBlanco es mayor.

Para delimitar las áreas afectadas por !1ujos piroclás-ticos utilizamos la técnica denominada "cono de ener-gía" (Malin y Sheridan, 1982), ampliamente utilizada enla elaboración de mapas de peligros volcánicos alrededordel mundo. Este método considera que el alcance hori-znntal (L) alcanzado por un llujo es función de la dife-rencia de alturas (1-1)entre el punto de generación del !lu-jo y el punto de depositación. Así, el ángulo (arctagI-I/L) del denominado cono de energía corresponde a unamedida de la movilidad del !1ujo. Dado que todos los de-pósitos de !1ujos piroc1ásticos reconocidos correspondena flujos de colapso de domo, se ha considerado como al-tura del colapso (1-1)la altura de la cumbre principal, loque correspondería a un colapso de domo en la parte so-mital del volcán (cumbre principal o cumbre secunda-ria). Por orro lado, utilizando los depósitos piroclásticosmapeados se ha podidn determinar la relación I-I/L paracada evento, que corresponde a un ángulo del cnno deenergía de 8° a 14°, con un valor promedio de 12°, elcual es propio de !1ujos piroc1ásticos de este tipo (Cran-dell, el al., 1984).

250

260

270

280yBPcm

-1300

-1400

-1500

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40 SECCiÓN 1: FENÓMENOS VOLCÁt'ICOS y TEFROESTRATIGRAFfA

CAY 34o

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CAY 47

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----- Ceniza

Ceniza y lapilli

Turba-

~

=.= Muestras datadas

Figura 2. Sección estratigráfica concerniente a la actividad del Nevado Cayambe en los últimos 4000 años.

~-

Con estos parámetros definimos la zona roja de la fi-gura 3 que corresponde a la zona de máximo peligro port1ujos piroclásticos. Una subdivisión de esta área (zonaamarilla. figura 3) corresponde al área en la cual se hanencontrado depósitos recientes de t1ujos piroclásticos ypor lo cual la probabilidad de ocurrencia de este fenóme'no se considera mayor. Dado que un evento de este tipoa ocurrido en promedio una vez cada dos siglos (cfr. fi-gura 2), se debe considerar que la probabilidad de ocu-rrencia de un fenómeno de este tipo es alra. Finalmente,la zona en color rosa (figura 3) corresponde a un evento

INVESTIGACIONES EN GEOCIENCIAS .VOLUMEN 1 .2004

más explosivo, en conducto abierto con la generación deuna columna sostenida y el colapso de la misma paraproducir t1ujos piroclásticos de pómez y ceniza. Para es-to se consideró que el colapso de la columna eruptivaocurra a 500 m sobre la cumbre (con un ángulo del co-no de energía de igualmente 12°). Si suponemos que noha ocurrido una erupción de este tipo durante el Holoce-no. la probabilidad de ocurreñcia de un fenómeno de es-te tipo es muy baja.

EL COMPLFJO VOLCÁNICO CAy

AMBE: SÍNTESIS GEOLÓGICA, ACTIVIDAD HOLOCENICA y EVALUACIÓN DE LOS PELIGROS 41

Flujos de lodo y escombros (Iahares)

Dado el inmenso casquete de hielo y nieve que cubreel volcán (área de alrededor de 22 km' Y un espesor má-ximo en la cumbre de 30-50 m), la extrusión de materialincandescente (flujos o domas de lava, flujos piroclásti-cos) produciría la fusión de dicha cobertura glaciar y lageneración de importantes flujos de lodo y escombros.La distribución de dichos labares estará controlada por laubicación del venta activo, sin embargo se estima que losdrenajes más afectados por este tipo de fenómeno seríanaquellos ubicados en los flancos N y E, tributarios delrío Azuela y en menor medida los drenajes del flancoSE, tributarios del río Huataringo. Estos dos ríos, cuyacont1uenciase encuentra en el extremo oriental del com-plejo, forman en la parte distal el sistema de drenaje delos rios Salado-Quijos-Coca. En esta zona se deberíanesperar, en caso de una erupción del Nevado Cayambe,crecidas de varios metros sobre el rtivel normal del río.Se debe notar que el Oleoducto Trans-Ecuatoriano (SO-TE), así como el nuevo Oleoducto de Crudos Pesados(OCP) siguen dichos drenajes por lo que podrían serafectados por labares provertientes del Nevado Cayam-be.

En lo que se refiere a los drenajes de la mitad occi-dental del complejo, se debe considerar como potencial-mente peligrosos a aquellos drenajes que nacen directa-mente del casquete glaciar, pues una erupción en la cum-bre podría generar labares que se dirigirían hacia estossectores. En particular, se debe considerar el río Blancoque desciende directamente de la cumbre del volcán, yque atraviesa la ciudad de Cayambe; y en menor medidalos ríos Monjas y Guachalá en la parte SW y La Chim-ba en la parte NW del complejo.

En la figura 3 se ha representado en gris oscuro laszonas potencialmente afectadas por flujos de lodo simi-lares a los ocurridos en la historia reciente del volcán.Para la planicie de Cayambe, dicho límite corresponde alúltimo evento lahárico encontrado en esta zona. El colorgris claro corresponde a un evento de mucho mayor vo-lumen, como el ocurrido durante la primera etapa mitadde edil1cación del NCAY-MS (>20 ky BP).

Caídas de piroclastos

Dado el dinamismo eruptivo que ha caracterizado alNCAy durante el Holoceno (actividad peleana con la ex-trusión y el subsiguiente colapso de domas de lava), ladistribución de cenizas ha sido limitada a la parte supe-rior del volcán (hasta los 3 800 msnm), en donde se pue-den esperar espesores de hasta 25 cm de ceniza y lapilli.Considerando que los vientos en la Cordillera Real tie-nen un rumbo general E-W, lo que implica que la disper-sión de cenizas será principalmente hacia el W y NW delvolcán. Es de notar que una perforación en los sedimen-tos de la Laguna Negra (volcán Mojanda) y en el lagoSan Pablo se observan espesores inferiores a 5 cm para

los niveles de ceniza asignados provisionalmente a erup-ciones del Nevado Cayambe (Athens, 1998). Se debenotar además que los niveles inferiores del lago San Pa-blo (> 4600 yBP) asignados al Nevado Cayambe segu-ramente provienen de otra fuente diferente al NevadoCayambe pues la actividad Holocénica de este volcán seinició hace 4000 años y porque los espesores observa-dos (> 25 cm) sugieren una fuente más cercana puesson incompatibles con los espesores observados en lascercanías del volcán,

El dinamismo eruptivo presentado por el volcán en losúltimos milenios sugiere que, a pesar del volumen del ma-terial extruido, la distribución de piroc1astos ha sido limi-tada, como lo testifican las secciones levantadasen los al-rededores del volcán. Así, la isópaca de 25 cm cubre unárea limitada a pocos kilómetros de la cumbre (2-5 km)mostraodo una elongación hacia la dirección W o NW(dirección de vientos dominantes). La isópaca de 5 cm de-beria cubrir un área mucho mayor, extendiéndose hastaOtavalo a 40 kilómetros de la cumbre y posiblemente bas-ta el sector de la represa "Salve Faccba" ubicada entreOyacachi y Papallacta, donde se encuentra capas de ceni-za dadtica probablemente relacionada con el Nevado Ca-yambe. A pesar que se esperan espesores poco importan-tes en las inmediaciones del volcán, se debe recordarqueunos pocos centímetros de ceniza y/o lapilli pueden cau-sar severos daños a los cultivos y al ganado. (P. Motilesy M. L. Hall, datos no publicados, 2002.)

Avalanchas de escombros

Las fuertes pendientes y el gran desnivel que presen-ta el volcán con relación a las zonas circundantes (enparticular con respecto a la planicie de Cayambe) hacenque un colapso sectorial del edificio volcánico sea unaposibilidad a ser tomada en cueota. Durante la historiageológica del complejo, eventos de este tipo han ocurri-do al menos dos veces en la historia del NCA Y-MS,afectando los flancos N y W del edificio. De particularimportanciaes el colapso que afectó el flanco occidentaldel NCA Y-MS, vestigio del cual es la cicatriz en formade herradura existente en la cabecera del río Blanco ylos depósitos laháricos y/o de avalancha de escombrosque se encuentran cubriendo la planicie de Cayambe, ac-tUalasentamiento de la ciudad del mismo nombre.

Para delimitar el área afectada por un colapso secto-rial, hemos considerado un evento que afecté al flancoN y un evento que afecte al llanco W. La relación H/Lutilizada (0.11) constituye el promedio de eventos de es-te tipo (Siebert el al., 1987). En la figura 3, los límitespara este tipo de fenómeno (y para los "blast" general-mente asociados con las avalanchas de escombros) apa-recencomo una linea gruesaentrecortada.Se debe re-cordar sin embargo que la probabilidad de ocurrencia deun fenómeno de este tipo es muy baja (2 veces cada 0.1-0.2 Ma).

42 SECCiÓN 1: FENÓMENOS VOlCÁNICOS Y TEFROESTRATlGRAFÍA

0.10'

0.05'

0"00'

78"lO'W

;LUJOS PIROCLÁSTICOS

li:IiiiiiI Zona de mayor pdigro: Esta zona podría seralcrlada por tlujos piroclásticos y/o laham;en caso de que ocurra una erupciónmoderada a gr.mdc (VEI -1-3). La lonaamarilla fue afectada por flujos piroclásticCKdurante el Holoccno. La zona rojacOlTesponde a la lona que potencialmentepuede ser afectada por un flujo pirochislico

en el futuro. la probabilidad de ocum:nciade una crup,ión de este lipo se mide encicntosdc:años(l erupo:ióncadasiglo).

1::.'" :1 Zona de menor peligro: Esta zona podría serafectada por nUJos pmx]ásticos y/o [ahar...sen caso de que oculTa una erupción demucho ma~.or tamaño (VEI >c 4). Laprobabilidad de ocuITCncia de una cTU[}Ciónde este tipo tipo se mide en mi!';>s de anos(menos de una erupción cada 10000 años).

INVESTIGACIONES EN GEOCIENCIAS. VOLUMEN 1 . 2004

0.10'

0.05'

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78.05' 77"55' 77.50'

FLUJOS DE LODO Y ESCOMBROS (LAHARES)

~ Zona de mayor peligro: Esta lona tiene unaalta probabilidad de s.:r afectada por IluJosde lodo y escrombros. en caso de que ocurrauna erupción moderada a grande (VEI = 1-3).

CJ Zona de menor peligro: Esta zona presentauna probabilidad baja de ser ali:1;tada porflujo, de Iodo y es.:rornbros, pue, seriaafeelada ,olarnente en caso de una erupciónde ~'f3n tamaño (\'EI >= 4).

Figura 3. Mapa de peligros volcáni.cos asociados con el Nevado Ca.yambe. NdE. Este mapa lo puederevisar a color en las páginas finalesde este boletín.

CAÍDA DE PIROCLASTOS

1iIt" El área encerrada por C1;tacurva podría ser

I afectada por un espesor igualo superior a 2S,. cm.

-El área encerrada por esta eUr"l'a podría ser,afectada por un espesor igualo superiora S

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un evento de este tipo es muy baja

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EL COMPLEJO VOLCÁNICO CAYAMBE: SÍNTESIS GEOLÓGICA, ACTIVIDAD HOLOCENICA y EVALUACiÓN DE LOS PELIGROS 43

CONCLUSIONES

El nevado Cayambe ha presentado una importante ac-tividad en los últimos 4000 años. Esta actividad ha

estado caracterizada por la extrusión de domas o flujosde lava, su colapso y la formación de flujos piroclásti-cos, la geoeración de lahares asociados a la fusión delcasquete glaciar y una limitada distribución de piroclas-tos. Dado que el tiempo promedio entre las erupcionesdel último período eruptivo es de 200 años y que la úl-tima erupción del volcán ocurrió en 1785-1786 AD, sedebe considerar que la probabilidad de que ocurra unaerupción de este volcán en las próximas décadas es alta.Como lo muestra claramente el Mapa de Peligros, losflancos N y E constituyen las zonas de mayor peligro(afectadas por flujos piroclásticos y flujos de lodo). Encuanto al flanco W y en particular a la planicie de Ca-yambe podrían ser alcanzada por flujos piroclásticos y/oflujos de lodo si ocurriese una erupción grande en lacumbre. Dado el carácter activo de este volcán y la pe-ligrosidad asociada con una futura erupción, el Departa-mentode Geofísicade la EscuelaPolitécnicaNacionalmantiene desde 1987 un monitoreo permanente de esteedificio, que permitirá determinar una posible reactiva-ción del mismo.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen al Dr. Tom Pierson (USGS) ya todos los participantes del Taller sobre Peligros volcá-nicos asociados con el agua: Avalanchas de escombros,Lahares y Crecientes" por las estimulantes discusionessobre los depósitos laháricos de la planicie de Cayambe.Este trabajo fue financiado parcialmente por el IRD (Ins-titut de recherche pour le Développement) y por FUN-DACYT (Fundación para la ciencia y la tecnología).

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