Rare earth element geochemistry of the Late Quaternary tephra and volcano-clastic sediments from the Pachuca subbasin, north-eastern Basin of Mexico

• P. D. Roy ^[1] ; O. Morton-Bermea ^[1] ; E. HernándezÁlvarez ^[1] ; T. Pi ^[1] ; R. Lozano ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional Autónoma de México

     Universidad Nacional Autónoma de México

     México

     
• Localización: Geofísica internacional, ISSN 0016-7169, ISSN-e 2954-436X, Vol. 49, Nº. 1, 2010, págs. 3-15
• Idioma: inglés
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    Este estudio presenta el comportamiento geoquímico de las tierras raras (TR) en tefra y depósitos volcaniclásticos subyacentes del Cuaternario Tardío en la sub-cuenca de Pachuca, ubicada en la parte noreste de la Cuenca de México. Los contenidos totales de TR, así como los patrones normalizados de TR, índices de fraccionamiento de TR ligeras (La/Sm), pesadas (Gd/Yb), total (La/Yb) y anomalía de Eu son comparados con la mineralogía y el contenido de elementos mayores y trazas, con el propósito de encontrar los firmas geoquímicas de la fuente. Las tefras de composición basáltica y basáltica-andesítica, con plagioclasa, piroxeno y olivino, se caracterizan por bajos contenidos de TR, bajos índices de fraccionamiento de TR ligeras y pesadas, así como anomalía positiva de Eu. Los sedimentos subyacentes muestran dos diferentes comportamientos de TR e indican que la proveniencia varía entre rocas félsicas y máficas durante el Cuaternario Tardío. La composición geoquímica y los patrones normalizados de TR del grupo I (15-17 m, 4.6-9.6 m y 2-4.6 m) son comparables a los de las tefras y sugieren una fuente máfica. Además, se caracterizan por una ausencia de anomalía de Eu y bajo contenido en el total de TR, comparada con las muestras del grupo II. Los sedimentos del grupo II (9.6-15 m y 0-2 m) contienen abundante feldespato potásico y los datos geoquímicos muestran altas concentraciones en el total de TR, anomalía negativa de Eu y son enriquecidas en Zr, Y y Th. Esto último indica una contribución de minerales pesados, tales como alanita, monacita y zircón, típica de rocas félsicas.

  • English

    Chondrite normalized REE patterns, fractionations of light (La/Sm), heavy (Gd/Yb) and total (La/Yb) REE and Eu anomalies of the Late Quaternary multi-layer tephra fall deposits and overlying volcano-clastic sediments deposited in the Pachuca sub-basin (north-eastern Basin of Mexico) are studied to characterize their geochemical signatures. The REE geochemistry is compared with mineralogical abundances and multi-element concentrations to identify the possible source terrains contributing sediments into the basin. The basalt to basaltic-andesite tephra deposits have chemical compositions comparable to the rocks from Apan-Tezontepec volcanic field and consist of plagioclase, pyroxene and olivine. They are characterized by lower total REE abundances, lower light and heavy REE fractionations and a positive Eu anomaly. The overlying sediments show significantly different REE characteristics and can be divided into two different groups (i.e. I and II). The geochemical composition and REE patterns of group I (15-17 m, 4.6-9.6 m and 2-4.6 m depths) are comparable to the tephra deposits and suggest a mafic provenance. They are characterized by the absence of the Eu anomaly and lower total REE concentrations compared to group II. In group II (9.6-15 m and 0-2 m depths), higher total REE, a negative Eu anomaly, abundant K-feldspar and enriched Zr, Y and Th indicate felsic source terrains containing heavy minerals such as allanite, monazite and zircon.