Geoquímica, petrogénesis y geocronología del vulcanismo en el Complejo Volcánico Sierra de San Miguelito, Campo Volcánico de San Luis Potosí, México

Abstract

"La presente tesis doctoral describe las características geológicas, petrográficas, geoquímicas y geocronológicas de las rocas volcánicas del Complejo Volcánico Sierra de San Miguelito (CVSSM). El CVSSM se constituye principalmente por rocas volcánicas de composiciones máficas, intermedias y félsicas. Las rocas máficas del presentan texturas porfiríticas con matriz vítrea y un ensamblaje mineral principal compuesto por fenocristales de olivino, clinopiroxeno, ortopiroxeno, y plagioclasas, a su vez, estas rocas se caracterizan por contenidos de 38.12-51.48% de SiO2, 4.59-6.26% MgO y valores de #Mg [#Mg = 100 x (Mg2+/Mg2+ + Fe2+)] que varían entre 41.46 y 55.24. De igual forma, muestran un patrón con enriquecimiento de tierras raras ligeras (REE) y elementos traza menos incompatibles con anomalías negativas de Nb (0.64), Ta, Ba, y P. Las rocas intermedias muestran texturas porfiríticas con matriz vítrea y un ensamblaje mineral principal de fenocristales de clinopiroxeno, ortopiroxeno y plagioclasas. Algo destacable en estas rocas volcánicas, es la interacción entre fenocristales de plagioclasas con texturas de criba junto a plagioclasas con texturas típicas de estos minerales. Muestran contenidos de SiO2 de 57.46-62.24%, MgO de 2.81-5.71% y valores de #Mg [#Mg = 100 x (Mg2+/Mg2+ + Fe2+)] que varían entre 53.04 y 64.13. Presentan un patrón de tierras raras y elementos traza similares a las rocas máficas, con una presencia similar en anomalías de Nb (0.22-0.33), Ta, Ba, y P. Las rocas félsicas contienen texturas porfiríticas en una matriz vítrea con un ensamblaje mineral principal compuesto por fenocristales de cuarzo, feldespato, plagioclasas y ortopiroxenos. Los contenidos de SiO2 y Al2O3, son de 64.36-82.24%, 10.92-21.26%, respectivamente. Muestran patrones enriquecidos en tierras raras ligeras con una tendencia a la horizontal en tierras raras pesadas, a la vez, es una anomalía negativa pronunciada de Eu, lo cual se asocia a la fraccionación de feldespatos y palgioclasas lo cual coincide con la cantidad de feldespatos y plagioclasas notables en las rocas félsicas. A su vez, las rocas, muestran anomalías negativas de Nb (0.21-35.38), Ta, Ba y P. Las características isotópicas de las rocas máficas del CVSSM revelan que se generaron en el manto, lo cual a su vez es demostrable a partir de los valores positivos de ƐNd(t) (+5.2 - +0.9). Por otro lado, tanto las rocas intermedias, como las rocas félsicas muestran una evolución a partir de componentes corticales, lo cual se asocia a valores negativos de ƐNd(t) (-2.5 a -1.8). A partir de las nuevas dataciónes por medio del método de 40Ar/39Ar obtenidas para el presente trabajo, junto con la comparación de edades propuestas de trabajos previos, se observó que las rocas del CVSSM se generaron en tres distintos periodos de tiempo. El primer periodo se caracteriza por la formación de lavas félsicas de características efusivas, los cuales dieron lugar a estructuras dómicas. También dentro de este episodio se emplazaron distintos paquetes piroclásticos de distintos espesores, los cuales presentan una composición de igual forma félsica. El segundo periodo se describe como un episodio dominantemente explosivo, en donde, se generaron grandes paquetes piroclásticos de composición félsica junto con la erupción de flujos de lavas aisladas de una composición intermedia. Por último, el tercer periodo se caracteriza por la presencia aislada de flujos de lava masivos de composiciones máficas, principalmente asociados al sistema de fallas. Los modelos cuantitativos generados en el presente trabajo revelan que las rocas máficas evolucionaron por la fusión parcial de una fuente de manto aproximadamente a los 22–21 Ma, mientras que las rocas intermedias se generaron por fraccionamiento de una fuente máfica la cual presentó distintos niveles de asimilación cortical en un periodo de 32–28Ma. Por último, los modelos revelan que las rocas félsicas se generaron a partir de un proceso de fusión parcial de metasedimentos a niveles de corteza media y superior en un periodo de tiempo que abarca de los 34 a 32Ma."

"The present work describes the geological, petrographic, geochemistry and geochronological characteristics from the Sierra de San Miguelito Volcanic Complex (SSMVC) volcanic rocks. The SSMVC mainly of volcanic rocks of mafic, intermediate, and felsic. The mafic rocks display porphyritic textures with vitreous matrix, and a main mineral assemblage of phenocrysts of olivine, clinopyroxene and plagioclases, these rocks are characterized by the contents of 38.12-51.48% SiO2, 4.59-6.26% MgO and #Mg [#Mg = 100 x (Mg2+/Mg2+ + Fe2+)] values that range 41.46  55.24. The mafic rocks show light rare earth elements (LREE) and enrichment incompatible trace elements with small negative anomalies of Nb (0.64), Ta, Ba, and P. In the other hand, the intermediate volcanic rocks from SSMVC consist of phenocrysts of clinopyroxene, orthopyroxene and plagioclases with porphyritic textures with a vitreous matrix, these rocks display contents of SiO2 of 57.46-62.24%, MgO of 2.81-5.71% and #Mg [#Mg = 100 x (Mg2+/Mg2+ + Fe2+)] values that range 53.04 to 64.13. Intermediate rocks show LREE and trace elements patterns similar to the mafic volcanic rocks negative anomalies of Nb (0.22-0.33), Ta, Ba, and P. The felsic volcanic rocks of the SSMVC are characterized by porphyritic textures with a vitreous matrix, and a main mineral assemblage of quartz, alkali feldspar, plagioclases and orthopyroxene. The contents of SiO2, Al2O3, in these rocks are 64.36-82.24%, 10.92-21.26%, respectively. Felsic rocks display an enriched trend in LREE with negative anomalies of Eu, which are probably associated with the fractionation of feldspar. These rocks display negative anomalies of Nb (0.2135.38), Ta, Ba, and P. Isotopic characteristics of mafic volcanic rocks from the SSMVC reveals that these rocks were generated in the mantle, which is demonstrable from their positive values of ƐNd(t) (+5.2 - +0.9). In the other hand, the intermediate rocks and the felsic rocks display involvement of crustal components, as depicted by the negative values of ƐNd(t) (-2.5 to -1.8). iv New 40Ar/39Ar ages presented in this work, and in the compilation of previous ages from the area, three main magmatic episodes were defined as follows: (a) the first episode is mainly characterized by the eruption of felsic lavas of effusive characteristics, which formed domes structures and different pyroclastic deposits of felsic composition that were erupted; (b) the second episode is characterized by explosive eruption of pyroclastic deposits of a felsic composition, as well as, lava flows of intermediate composition in isolated area; (c) the third episode is defined by isolated lava flows of mafic compositions, that are located mainly in the edge of fault systems. Magmatic models generated during the present work reveals that mafic rocks evolved through a partial metling process of the mantle during 22–21 Ma. The intermediate rocks were generated by the fractionation of mafic sources, which presented different levels of crustal assimilation during 32–28 Ma. Finally, the magmatic models display that felsic rocks were generated by partial melting of metasediments at middle-upper continental crust levels during the period of 34 to 32 Ma."