Crustal structure of Isla Socorro, Revillagigedo Archipelago (eastern Pacific Ocean), derived from the complex interpretation of geological-geophysical data

Abstract

"Isla Socorro is an oceanic island located in the Eastern Pacific Ocean, at the junction of the Clarion Fracture Zone and Mathematician Ridge, approximately 600 km west of the Mexican coastline. Subaerial volcanism commenced ~540 ka and has continued to the present as demonstrated by the latest submarine eruption in 1993 and current fumarolic activity. The subaerial volcanic activity is predominantly silicic and has been attributed to a shallow magma chamber, most likely in the upper-oceanic crust or within the volcanic edifice. Practically little is known about the submarine portion of the island, but based on the oldest subaerial deposits, it is inferred to be composed mostly of basalt. In this study, the subsurface structure of Socorro was analyzed based on an integration of geological and geophysical data. The geophysical data consist of high-resolution airborne magnetic data as well as an integration of terrestrial gravity and high-resolution satellite gravity, which was processed and analyzed on the Geosoft software of Oasis Montaj. The study revealed important information about the composition, structure and origin of the volcanic edifice. The analysis and interpretation of the gravity and magnetic data indicate the existence of extensional systems associated to the principal tectonic structures of the Revillagigedo area. The horizontal gradient and Euler deconvolution of magnetic data reveal the presence of linear features interpreted as caldera structures. A low density and susceptibility body was identified through the 2D forward and 3D inverse modeling techniques, which can be associated to a high-temperature zone above the curie point, thus, we propose this body as the source of recent volcanic activity in subaerial Isla Socorro."

"Isla Socorro es un edificio volcánico que se encuentra en el Pacifico Oriental, justo en la intersección de la Fractura de Clarión y el Dorsal de los Matemáticos, aproximadamente a 600 km de la costa mexicana. El volcanismo superficial (por encima del nivel del mar) de Isla Socorro comenzó ~540 ka y el cual ha continuado hasta el presente, demostrado por la última erupción submarina en 1993. El volcanismo subaereo es particularmente silícico, el cual se atribuye a una cámara magmática somera, probablemente en la parte superior de la corteza oceánica o dentro del mismo edifico volcánico. De la parte submarina de la Isla Socorro se sabe muy poco en términos geológicos, pero basado en los depósitos superficiales más antiguos, se infiere que este compuesto de basaltos. En este estudio se analiza la estructura profunda de Isla Socorro, esto a partir de una integración geológicageofísica. La información geofísica consiste de datos aeromagneticos de alta resolución, así como de una integración de gravedad terrestre y gravedad satelital de alta resolución, los cuales fueron procesados e interpretados en el programa Geosoft de Oasis Montaj Inc. El análisis e interpretación de la información de gravedad y magnética revelan un sistema extensional el cual tiene relación con las estructuras tectónicas de la región. El gradiente horizontal y Deconvolucion de Euler de los datos magnéticos indican la presencia de estructuras radiales que sugieren la presencia de un nido de calderas. La modelación directa e indirecta permitió la caracterización de un cuerpo de baja densidad y susceptibilidad que se interpreta como la fuente del volcanismo asociado con los depósitos recientes de Isla Socorro."