Resumen de Geochemistry of the Amazcala Caldera, Querétaro, Mexico: An unusual peralkaline center in the central Mexican Volcanic Belt

Gerardo de Jesús Aguirre Díaz, Ofelia Morton Bermea

• español

  La caldera de Amazcala está ubicada a 30 km al NE de la Ciudad de Querétaro, México, en el sector central del Cinturón Volcánico Mexicano. Mide 14 x 11 km y estuvo activa entre 7.3 y 6.6 Ma. El primer evento de la caldera fue la erupción de la Pómez Ezequiel Montes, que consiste en una secuencia de depósitos de caída de lapilli grueso a fino de pómez gris con amplia distribución y espesores de < 1 a ~ 43 m. La ignimbrita Colón fue el siguiente evento en la evolución de la caldera y consiste sobre todo en depósitos de corrientes piroclásticas de densidad intercaladas con depósitos de caída de lapilli de pómez y de corrientes piroclásticas de densidad diluidos menores. Varios domos riolíticos forman el anillo de la caldera, algunos de ellos asociados a depósitos de caída de lapilli gruesos de pómez y de corrientes piroclásticas de densidad menores. Los domos del anillo aún conservan obsidiana afírica, roca que se denominó como Obsidiana de Domo del Anillo. El último evento de la caldera está representado por un gran domo de riolita intra-caldera de 4 x 2 km, pero sin obsidiana preservada. Todos los productos de la caldera son riolitas hiperalcalinas con características químicas de comenditas. Fue necesario realizar una corrección de Na2 O y K2 O por la hidratación secundaria en el vidrio de los depósitos de pómez. Esta corrección podría aplicarse en depósitos volcánicos similares, alterados o devitrificados de otros lugares.

  Al2 O3 , K2 O, Fe2 O3 , y la mayoría de los REE (excepto La, Ce) e Y permanecen prácticamente sin cambio desde la primera unidad de la caldera (Pómez Ezequiel Montes) hasta la última unidad analizada (Domos de Obsidiana del Anillo), y Ba, Sr, La, P2 O5 se empobrecen notoriamente de Pómez Ezequiel Montes a Domos de Obsidiana del Anillo, es decir, de antes del colapso caldérico a después del colapso.

  Comparando las unidades de Amazcala con lavas máficas del área, ya sean pre-caldera o post-caldera, HFSE, REE y Th están marcadamente enriquecidos en los productos de Amazcala. En contraste, Ba, Sr, P2 O5 y TiO2 están fuertemente empobrecidos en las unidades de Amazcala con respecto a las rocas máficas. Estos datos sugieren un eficiente proceso de cristalización fraccionada de un posible magma parental máfico. Todos los productos de la caldera están enriquecidos en HFSE, LILE y REE, en particular Nb, Th, Zr y REE, sugiriendo una incorporación de magma proveniente del manto fértil durante un pulso de extensión intra-arco en el sector central del Cinturón Volcánico Mexicano. Las comenditas de la caldera de Amazcala poseen una firma química similar a la de comenditas de otras calderas en regímenes tectónicos extensionales en el Cinturón Volcánico Mexicano, y con comenditas de rift continentales como las del Rift de Kenia en África.

• English

  The Amazcala caldera is 30 km northeast of Queretaro City, Mexico, in the central sector of the Mexican Volcanic Belt. It is 14 x 11 km in size and was active from 7.3 to 6.6 Ma. The first caldera event was the Ezequiel Montes Pumice, which was a widespread grey pumice-fall sequence of coarse to fine lapilli, with thicknesses from <1 to ~ 43 m. Colón ignimbrite was next in the evolution of the caldera and consisted mostly of dense pyroclastic density current deposits interbedded with pumice-fall lapilli and minor dilute pyroclastic density current deposits. Several rhyolitic domes form the rim of the caldera, some of which have associated pumice fall and pyroclastic density current deposits. The rim domes still preserve aphyric obsidian, named as Rim Dome Obsidian. A 4 x 2 km intra-caldera lava dome represents the last caldera event, but lacks preserved obsidian. All caldera products are peralkaline rhyolites with chemical characteristics of comendites. A correction of Na2 O and K2 O was necessary because of secondary hydration of glasses in pumice deposits. This correction process could also be applied in similar weathered or devitrified volcanic deposits at other localities. Al2 O3 , K2 O, Fe2 O3 , and most REE (except La, Ce) and Y remain practically unchanged from the earliest caldera unit (Ezequiel Montes Pumice) to the last analyzed caldera unit (Rhyolitic Dome Obsidian), and Ba, Sr, La, P2 O5 markedly decrease from Ezequiel Montes Pumice to Rhyolitic Dome Obsidia, whereas HFSE Th, Nb, Zr, and TiO2 slightly increase from Ezequiel Montes Pumice to Rhyolitic Dome Obsidian; that is, from pre-caldera collapse to post-caldera collapse.

  Comparing Amazcala units with calc-alkaline mafic lavas of the area, either pre- or post-caldera, HFSE, REE, and Th are markedly enriched in the Amazcala caldera products. In contrast, Ba, Sr, P2 O5 , and TiO2 are strongly depleted in the Amazcala units with respect to the mafic rocks. These data suggest a very efficient fractional crystallization process of possible parental mafic magmas. All caldera products are enriched in HFSE, LILE and REE, in particular Nb, Th, Zr and REE, suggesting an input from the fertile mantle during a pulse of continental intra-arc extension in the central sector of the Mexican Volcanic Belt. Amazcala caldera comendites have similar chemical signatures than other caldera comendites at extensional settings within the western sector of the Mexican Volcanic Belt, and with comendites within continental rifts, such as the Kenya rift in Africa.