Geochronological, morphometric and geochemical constraints on the Pampas Onduladas long basaltic flow (Payún Matrú Volcanic Field, Mendoza, Argentina)

Abstract

The Pampas Onduladas flow in southern Mendoza, Argentina, is one of the four longest Quaternary basaltic flows on Earth. Such flows (> 100 km) are relatively rare on Earth as they require special conditions in order to travel long distances and there are no recent analogues. Favourable conditions include: a gentle topographic slope, an insulation process to preserve the melt at high temperature, and a large volume of lava with relatively low viscosity. This study investigates the rheological and geochemical characteristics of the ~ 170 km long Pampas Onduladas flow, assessing conditions that facilitated its exceptional length. The study also reports the first geochronological results for the Pampas Onduladas flow. 40Ar/39Ar step-heating analyses of groundmass reveal an eruption age of 373 ± 10 ka (2σ), making the Pampas Onduladas flow the oldest Quaternary long flow. The methods used to assess the rheological properties include the application of several GIS tools to a digital elevation model (DEM) to determine the length, width, thickness, volume and topographic slope of the flow as well as algorithms to determine its density, viscosity and temperature. The slope of the Pampas Onduladas flow determined from the initial part of the flow on the eastern side of La Carbonilla Fracture to its end point in the province of La Pampa is 0.84% (0.29°), the steepest substrate amongst long Quaternary flows. The rheological properties, such as density viscosity and temperature from the Pampas Onduladas flow are similar to values reported for other long Quaternary flows. However, the minimum volume calculated is relatively low for its length compared with other long Quaternary flows. Therefore, the extension of the Pampas Onduladas flow was probably controlled by a steep slope, combined with an insulating mechanism, which helped in providing optimal conditions for a travel length of almost 170 km.

Holocene-Neogene volcanism in northeastern Australia: Chronology and eruption history

“…The Undara hawaiite is the longest recorded Cenozoic flow in Australia, and one of the longest on the planet -it surpasses Hawaiian or Icelandic flows , is of similar length to the Pampas Onduladas flow in Argentina (Espanon et al, 2014), and is only exceeded by lavas in the Columbia River Flood Basalts . The Undara vent is 1020 m above sea level and is the highest point of the McBride province (Fig.…”

Volcanología y geocronología de extensos flujos basálticos neógeno cuaternarios del sureste de Payenia, centro-oeste de Argentina

“…2) y que culminó su recorrido en un sector denominado Punta de la Barda, situado a los 37°8' S y 67°14' O. El flujo lávico Pampa de Los Carrizales fue datado mediante el método K-Ar en 0,40±0,10 Ma (Melchor y Casadío, 1999). En la presente investigación se obtuvo una nueva edad para la colada adyacente denominada Pampas Onduladas de 0,307±0,020 Ma, similar a las obtenidas por Espanon et al (2014a) de 0,373±0,010 Ma y por May et al (2018) de 0,384±0,050 Ma mediante las metodologías 40 Ar/ 39 Ar e isótopos 3 He c y 21 Ne c , respectivamente. La efusión de los dos flujos precedió la formación de la caldera del Payún Matru ocurrida entre los 0,148 y 0,082 Ma (Germa et al, 2010;Hernando et al, 2014).…”

“…Bertotto et al (2006b) determinaron nuevas edades K-Ar en cuatro centros eruptivos de Mendoza y La Pampa, con valores que varían entre 0,64 y 14,8 Ma. Pasquaré et al (2008) y Espanon et al (2014a) estudiaron la colada Pampas Onduladas la cual se extiende desde el campo volcánico Payún Matru hasta el valle del río Salado en La Pampa y la propusieron como el flujo cuaternario continental más largo del planeta. Además, Espanon et al (2014a) determinaron una edad 40 Ar/ 39 Ar de 0,37±0,01 Ma para la colada Pampas Onduladas.…”

“…Pasquaré et al (2008) y Espanon et al (2014a) estudiaron la colada Pampas Onduladas la cual se extiende desde el campo volcánico Payún Matru hasta el valle del río Salado en La Pampa y la propusieron como el flujo cuaternario continental más largo del planeta. Además, Espanon et al (2014a) determinaron una edad 40 Ar/ 39 Ar de 0,37±0,01 Ma para la colada Pampas Onduladas. Gudnason et al (2012) obtuvieron edades 40 Ar/ 39 Ar para varios de los centros eruptivos y coladas lávicas ubicados en los campos volcánicos Payún Matru, Llancanelo, Nevado, Río Colorado, Chachahuén y sectores aledaños, comprendidas entre los 20,7 y 0,06 Ma.…”

Emplacement history and inflation evidence of a long basaltic lava flow located in Southern Payenia Volcanic Province, Argentina

“…This volcanic field records the largest volcanic activity of Payenia. The age of the flow is of 373 ± 10 ka as indicated by 40 Ar/ 39 Ar analysis of Espanon et al (2014). Pasquarè et al (2008) proposed an inflation mechanism emplacement for Pampas Onduladas lava flow, inferred from its structural and morphological features.…”