Como consecuencia de la subducción de la placa de Nazca (“piso del océano Pacífico”) debajo de la de Sudamérica, a estas latitudes se generó una importante actividad volcánica, cuyos productos cubren el sureste de Mendoza, norte de Neuquén y oeste de La Pampa. Este amplio sector se conoce como provincia volcánica Payenia o geográficamente como Payunia (Figuras 1 y 2)

Figura 1. Esquema de la subducción en el borde occidental de Sudamérica a la latitud de La Pampa.

Figura 2. Ubicación de Payunia (rectángulo amarillo). 

Se indican los volcanes cordilleranos (Maipo, Tinguiririca, Quizapu, Peteroa), los mayores de Payunia (Nevado, Payun Matru, Payen Liso, Chachahuen, Auca Mahuida y Tromen) y los volcanes basálticos mencionados en el texto. De los volcanes Cerro Negro 1 (1), Cerro Negro 2 (2), Cerros de Diaz (3) y Agua Poca (4) se conoce su antigüedad. 

Esta provincia volcánica contiene rocas que se formaron desde hace 24 millones de años hasta unos 1000 años atrás y es la de mayor extensión y mayor concentración de pequeños volcanes denominados conos piroclásticos (más de 800) en Sudamérica. Durante diferentes épocas eruptivas en que la actividad ígnea se desarrolló, además de los conos piroclásticos, fueron formados varios volcanes de grandes dimensiones (ej. Payún Matrú 3691m s.n.m., Nevado 3980m s.n.m., de tamaño similar a los volcanes del arco andino y se extruyeron grandes volúmenes de lava basáltica, las que representan las principales unidades de rocas volcánicas del área.

En la provincia de La Pampa se han reconocido varios volcanes menores o conos piroclásticos: Agua Poca, Escorial (o Amarillo) y Del Nido en el departamento Puelén y, La Negra, Puntudo, Loma Jagüel de Moro, De Díaz (3 volcanes), Agua de Torres, Negro (2 volcanes) y Loma Chica sur en el departamento Chical Co.

Estos volcanes están formados mayoritariamente por piroclastos (trozos de lava solidificados) con distinto grado de soldamiento y, en menor medida, por coladas de lava de composición basáltica. El basalto es una roca volcánica máfica compuesta por minerales tales como plagioclasa, olivino y piroxeno. Generalmente forma grandes coladas de lava, por ejemplo en Hawai, Canarias, Islandia y en varios sectores de Patagonia. Las erupciones que lo generan suelen ser de baja peligrosidad y las coladas avanzan en promedio a menos de 20 km/h. Por el contrario, las erupciones que forman las rocas denominadas riolitas, y similares, son de extrema peligrosidad, debido a que el magma acumula presión debajo de la superficie y al salir lo hace violentamente, generando columnas de cenizas de gran altura y coladas piroclásticas de gran velocidad (incluso mayores a 100km/h).

Basándose en observaciones de volcanes activos en Hawaii e Islandia, es posible inferir una secuencia eruptiva de los volcanes de la zona oeste de La Pampa, descripta a continuación.

Fase eruptiva inicial: Comprende el conjunto de primeros pulsos; se infiere que existieron varios pulsos por las estratificaciones groseras de estos depósitos. Durante esta fase se depositaron aglomerados y brechas volcánicas de alto soldamiento. Para su formación podría postularse que la matriz cayó desde sectores medios de una fuente de lava de tipo hawaiana y los piroclastos incluidos en él, de sectores un poco más elevados, lo cual les permitió enfriarse más durante el vuelo e impidió que perdieran su forma al caer; de todos modos, los dos componentes pudieron soldarse fuertemente por haber caído simultáneamente. Este soldamiento indica alta temperatura, pero no lo suficientemente como para que los piroclastos pierdan su identidad.

Fase eruptiva media o principal: Está compuesta por el conjunto de pulsos responsables de los depósitos de mayor volumen, que conforman sucesiones de capas de aglomerados de bajo y alto soldamiento. Los niveles de bajo soldamiento habrían sido depositados a partir del sector externo de una fuente de lava hawaiana y los depósitos de alto soldamiento se habrían originado a partir de sectores medios de una fuente de lava.

Fase eruptiva final: Comprende el conjunto de pulsos finales que generó coladas de lava, depósitos de aglomerados y piroclastos aislados sin soldar. Esto podría deberse a que, hacia el final de la erupción, aumentó la relación magma/gas, con lo cual el ascenso y salida de magma fue menos explosivo generándose los depósitos nombrados.

Sobre las rocas que forman las elevaciones puede observarse la acción de la erosión con variable intensidad. En algunos casos los edificios volcánicos presentan un cráter perfectamente reconocible (Figura 3) y no se observan cárcavas o erosión radial. 

Otros volcanes tienen un cráter reconocible, pero en la zona basal se ha desarrollado, en forma incipiente, la clásica erosión radial conocida como erosión en sombrilla, producida fundamentalmente por acción de las lluvias (Figura 4). En cambio, en otros cerros, el efecto de los agentes erosivos es más notorio, no tienen cráter y presentan grandes zanjones o cárcavas (Figura 5). 

Figura 4. Imagen satelital (tomada de Google Maps) del  cerro Agua Poca donde se aprecia su cráter conservado. En la base se aprecian cárcavas producto de la erosión del agua.

Figura 5. Volcán Cerro Negro 1, donde no se observa el cráter 

Estos diferentes grados de erosión pueden ser utilizados para tener una idea de la antigüedad de las rocas que forman los cerros, es decir, cuánto tiempo hace que estos volcanes hacían erupción y la edad relativa entre ellos: se considera que el menos erosionado es el más joven. 

Se conoce la antigüedad de varios de los volcanes y sus lavas a partir de la realización de análisis químicos de isótopos de potasio (K) y argón (Ar) sobre muestras de las rocas que generaron. Estos centros eruptivos son: Cerro Negro 1 (4,71 millones de años), Cerro Negro 2 (3,41 millones de años), Cerros de Díaz (2,11 millones de años) y Agua Poca (600.000 años) (Figura 2). Para inferir la edad de los centros eruptivos que no tienen dataciones radimétricas, se utilizan criterios morfológicos, principalmente el grado de erosión, esto es, esencialmente, el nivel de destrucción de cada edificio volcánico. De esta manera, basándose en las edades disponibles y en los reconocimientos de campo, se puede establecer una cronología de las erupciones.

En la provincia de La Pampa también existen rocas que fueron formadas por volcanismo explosivo (ej. Lihué Calel) no tratadas aquí.

 Vale mencionar que todos los volcanes de la provincia de La Pampa se encuentran actualmente inactivos.