Geología y geoquímica de las lavas pleistocénicas del estratovolcán Telapón, Sierra Nevada, México

• Autores: Gloria P. García Tovar, Raymundo Martínez Serrano
• Localización: Revista mexicana de ciencias geológicas, ISSN-e 2007-2902, ISSN 1026-8774, Vol. 28, Nº. 2, 2011, págs. 301-322
• Idioma: español
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    The Telapón stratovolcano belongs to the northern part of the Sierra Nevada, in the central-eastern part of the Trans-Mexican Volcanic Belt. Geologic, stratigraphic, and geochemical studies as well as K-Ar age determinations were carried out in this volcano formed by dome structures, lava fl ows and pyroclastic deposits. The lithology was grouped into two volcanic events: an andesitic-dacitic Lower Volcanic Event that was emplaced between 1.03 ± 0.02 and ca.0.65 Ma, and a dacitic-rhyolitic Upper Volcanic Event emplaced between ca.0.65 Ma to ca.35,000 years ago. The summit of the volcano (4,060 m a.s.l.) is occupied by a 274, 000 years old (K-Ar date) dacitic lava fl ow. Block and ash fl ow pyroclastic deposits and pumice fall deposits ca. 35,000 years old crop out on its fl anks. The new K-Ar ages indicate that the volcanic activity of the Telapón volcano was coeval to the activity in the Sierra Nevada.

    Phenocrystals of the porphyritic lava fl ows show evidence of disequilibrium and magma-mixing.

    The SiO2 vs. alkalis diagram shows that most rocks are classifi ed as basaltic andesite, andesite, dacite and rhyolite (53 � 78 wt. % of SiO2), following a calc-alkaline trend. The trace element patterns are similar for all samples indicating a common magmatic source. These patterns display enrichment in the large-ion lithophile elements (LILE: Cs, Rb, Ba and K) and Pb relative to the high-fi eld-strength elements (HFSE:

    Nb, Ta). Chondrite-normalized REE patterns display light rare earth elements enrichment (La-Sm) with respect to the heavy rare earth elements (Eu-Lu), which have fl at patterns. These chemical characteristics are typical of subduction-related volcanic arcs, where the LIL elements could be provided by dehydration of the subducted plate into a depleted mantle.

    Crystal fractionation processes from a parental basaltic andesite magma can explain the lithological and geochemical variations of the volcanic rocks. However, magma mixing and assimilation processes modifi ed the magma composition. The fractional crystallization and probable crustal assimilation seem to be more important in the Telapón stratovolcano compared with the southern part of the Sierra Nevada.

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    El estratovolcán Telapón se ubica en la parte norte de la Sierra Nevada, dentro de las porciones centro-oriental de la Faja Volcánica Transmexicana. Estudios geológicos, estratigráfi cos y cinco fechamientos K-Ar, así como análisis geoquímicos desarrollados en esta estructura volcánica permitieron identifi car diversos domos, fl ujos de lava y depósitos piroclásticos, cuya distribución se presenta en un mapa geológico. Las diferentes rocas se agruparon en dos eventos principales: Evento Volcánico Inferior de andesitas � dacitas, ocurrido entre 1.03 ± 0.02 y ca.0.65 Ma, y Evento Volcánico Superior de dacita � riolita emplazado entre ca.0.65 Ma y ca.35,000 años. La cima del estratovolcán (4,060 m s.n.m.) es ocupada por el último evento lávico dacítico, emplazado hace 274,000 años, mientras que los fl ancos de esta estructura son ocupados por potentes depósitos piroclásticos dacítico-riolíticos producidos por fl ujos piroclásticos de bloques y cenizass, así como por eventos plinianos que ocurrieron alrededor de los 35,000 años. De acuerdo con las nuevas edades obtenidas del Telapón, se puede asegurar que su actividad volcánica es contemporánea con la registrada en las estructuras volcánicas Iztaccíhuatl y Popocatépetl de la Sierra Nevada.

    En las lavas predominan las texturas porfídicas, con fenocristales que presentan evidencias de desequilibrio magmático y mezcla de magmas. En el diagrama SiO2 vs. álcalis, las rocas se clasifi caron como andesita basáltica, andesita, dacita y riolita (53�73 % en peso de SiO2); todas presentan una afi nidad calcoalcalina. Los patrones de comportamiento de los elementos traza para todas las rocas son muy similares e indican una fuente magmática común. Se observa un enriquecimiento de los elementos tipo LIL o litófi los de radio iónico grande (Cs, Rb, Ba y K) y el Pb, con respecto a los elementos de alto potencial iónico o HFS (Nb, Ta). Los patrones de los elementos de las Tierras Raras REE, normalizados con respecto a condrita, muestran un enriquecimiento de las REE ligeras (La-Sm) respecto a las REE pesadas, con un comportamiento plano subhorizontal para estas últimas (Eu-Lu). Estos patrones son característicos de magmas asociados a procesos de subducción en arcos volcánicos, en los que los elementos LIL son aportados por la deshidratación de la placa en subducción hacia un manto empobrecido que sufrió fusión parcial.

    La composición litológica y geoquímica de las rocas analizadas puede ser explicada principalmente por procesos de cristalización fraccionada a partir de magmas cuya composición es de andesita basáltica.

    Sin embargo, existieron otros procesos como mezcla de magmas y asimilación cortical que modifi caron en diferente grado la composición de las rocas volcánicas fi nales. Estos procesos de cristalización fraccionada y posible asimilación cortical son más marcados en la parte norte de la Sierra Nevada en comparación con su parte sur.