Estratigrafía y vulcanología de la Toba Xoxoctic (Pleistoceno superior), caldera de Los Humeros, Puebla

Abstract

"Un paso fundamental en el entendimiento de la evolución de las calderas es, entre otros, la definición estratigráfica y de historia eruptiva del sistema. El Complejo Volcánico de Los Humeros se ubica en el sector oriental del Cinturón Volcánico Mexicano y tiene un diámetro aproximado de 21 x 15 km. Su evolución incluye una etapa pre-caldera, 2 etapas caldéricas y una etapa post-caldérica. Esta última, a la cual pertenece la Toba Xoxoctic (28 a 60 ka), incluye una fase resurgente, erupciones de borde una fase bimodal del Pleistoceno superior al Holoceno. La Toba Xoxoctic es un depósito de caída que incluye una delgada ignimbrita intra-Pliniana, varía en composición de basalto-andesítica a dacítica. Tiene un espesor de entre 9 a 11 m en su localidad tipo. Se ha sub-dividido en 4 unidades. De la base a la cima, comprende la unidad XA, distintiva por la estratificación paralela de lapilli fino de pómez. Le sobreyace la unidad XB, una pequeña capa de lapilli de pómez con gradación normal. La capa XC, una toba masiva rica en lapilli acrecional. A la cima, la potente capa XD, en su mayoría compuesta por lapilli grueso de pómez, con presencia de vidrio y pómez bandeada. El análisis granulométrico muestra para las capas inferiores una distribución normal rica en finos. Para la capa superior (XD) una distribución exponencial, típica de erupciones Plinianas en facies proximales. Los componentes destacan la presencia de 2 tipos de pómez en la capa A, la variación del contenido de líticos y la aparición de pómez bandeada en la capa XD. La composición química de pómez en roca total a través de la secuencia estratigráfica varía presentado por lo menos 2 firmas geoquímicas, una con oscilaciones entre 55 y 57 wt% de SiO2; y otra con un rango de entre 59 y 65 wt% de SiO2. Las isopacas e isopletas muestran, para las capas inferiores una distribución compleja hacia el sur. La capa XD tiene una clara distribución SO y SE. El volumen de las capas base fue 0.78 km3 y 1.40 km3 para la cima XD; mientras que se obtuvieron valores V.E.I. de 4 y de 5, respectivamente. El miembro Xoxoctic es resultado de una secuencia de explosiones subpliniana-plinianas de carácter pulsatorio y un segundo periodo pliniano, ambos con hidrovulcanismo. La Toba Xoxoctic representa uno de los últimos episodios explosivos félsicos en la historia eruptiva de Los Humeros y el primero bimodal de la fase resurgente, y con su estudio, se logra un paso más en el conocimiento de la evolución del sistema magmático de este gran volcán."

"Defining the stratigraphic and eruptive history is a fundamental step in the understanding of caldera-type volcanoes and the evolution of their system. The Los Humeros Volcanic Complex is located in the eastern sector of the Mexican Volcanic Belt and has a diameter of ~21 x 15 km. Its evolution includes a pre- caldera stage, 2 middle calderic stages and a post-caldera stage. The Xoxoctic Tuff (28 to 60 ka.) belongs To this last, wich comprises a resurgent phase, edge eruptions and a bimodal phase from the Pleistocene superior to the Holocene. The Xoxoctic Tuff is a fall deposit that includes a thin intra-Plinian ignimbrite, with a rhyolitic, dacitic and andesitic composition. It has a maximum thickness between 9 to 11 m. It has been subdivided into 4 units. From the base to the top, it comprises the XA unit, distinctive for the parallel stratification of fine pumice lapilli. The XB unit, a small layer of pumice lapilli with normal gradation, is above it. . The latter has an abrupt contact with the XC layer, a massive tuff rich in accretional lapilli (possible hidromagmatic stage). At the top the biggest, XD layer, mostly composed of thick pumice lapilli, with presence of glass and banded pumice. The granulometric analysis shows for the lower layers a normal distribution rich in fines. For the upper layer (XD) an exponential distribution, typical of Plinian eruptions in proximal facies. The components include the presence of 2 types of pumice in layer A, the variation in lithic content and the appearance of banded pumice and glass in layer XD. The chemical composition of pumice in whole rock through the stratigraphic sequence presented at least 2 geochemical signatures, one with oscillations between 55 and 57% by weight of SiO2; and another with a range of between 59 and 65% by weight of SiO2. The isopacs and isoplets determined, for the lower layers a complex distribution towards the south. The XD layer has a clear SO and SE distribution. The volume of the base layers was 0.78 km3 and 1.40 km3 for the top XD; while V.E.I. values were obtained of 4 and 5, respectively. The Xoxoctic member is the result of a sequence of pulsatory subplinian-Plinian explosions and a second Plinian period, both with hydro- volcanism. The Xoxoctic member represents one of the last explosive episodes in the eruptive history of Los Humeros and the first bimodal of the resurgent phase, and with its study, a further step is achieved in the knowledge of the evolution of the magmatic system of this great volcano."