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K-Ar AND GEOLOGIC DATA BEARING ON THE AGE AND EVOLUTION OF THE TRANS-MEXICAN VOLCANIC BELT
K-Ar AND GEOLOGIC DATA BEARING ON THE AGE AND EVOLUTION OF THE TRANS-MEXICAN VOLCANIC BELT
Autor
Nixon, G. T.; Department of Geological Sciences, University of British Columbia, Vancouver, British Columbia, Canada V6T 2B4.
Present address: Department of Geological Sciences, Queen’s University, Kinsgston, Ontario, Canada K7L 3N6.
Demant, A.; Laboratoire de Petrologie, Faculté des Sciences et Techniques de Saint-Jérome, Universeté d’Aix-Marseille III. 13397 Marseille, CEDEX 13, France.
Armstrong, R. L.; Department of Geological Sciences, University of British Columbia, Vancouver, British Columbia, Canada V6T 2B4.
Harakal, J. E.; Department of Geological Sciences, University of British Columbia, Vancouver, British Columbia, Canada V6T 2B4.
Institución
Resumen
New and published K-Ar dates and geologic mapping in the western and central parts of the Trans-Mexican Volcanic Belt (TMVB) provide a basis for examining the evolution of Late Cenozoic volcanism in Central Mexico. The modem volcanic arc, composed principally of calc-alkaline andesite and dacite, was formed during the Quaternary and its development is intimately connected with the contrasting subduction regimes of the Rivera and northern Cocos plates. Major andesitic centers in the western TMVB that lie above the subducted portion of the Rivera plate began to evolve between 0.6 and 0.2 Ma. However, in the central and eastern parts of the arc where subduction of the Cocos plate is taking place, the construction of andesite-dacife cones started considerably earlier at approximately 1.7 Ma. The width of active arc above the subducted Cocos plate has decreased appreciably during the Quaternary such that andesitic volcanism is currently focused nearest the trench. The early extinction of volcanism in the backarc region explains why historically active volcanoes are commonly found at the volcanic front and why they generally provide a more complete record of Quaternary volcanism. Their large volumes are a direct consequence of their longevity. The average eruption rates for major Quaternary cones are estimated at 0.2 - 0.3 km³/ka and do not appear particularly sensitive to differences in the rate of subduction. The development of an E-W - trending calc-alkaline arc system in Central Mexico probably dates back to Late Miocene or Early Pliocene. Arc volcanism since that time has migrated trenchward arriving at its present position by Early Quaternary time. Exposures of Early Pliocene to Recent K-rich lamprophyres in the Colima graben exhibit space-time patterns correlative with those deduced for coeval calc-alkaline volcanism and point to subduction as the common causative mechanism. Early Pliocene rifting and lamprophyric activity in the Colima graben are linked to the early stages of formation of a transform boundary separating the Cocos and Rivera plates. Today, this seismically active transform continues to be subducted beneath the Colima graben. Sodic alkaline suites in the westernmost part of the TMVB may represent backarc volcanism or be related to poorly understood phenomena occurring at the termination of subduction zones. Las fechas K-Ar recientemente obtenidas y publicadas y los mapas geológicos de las partes central y occidental del Cinturón Volcánico Mexicano (CVM) proporcionan una base para examinar la evolución del volcanismo del Cenozoico Tardío en la parte central de México. El arco volcánico moderno, compuesto principalmente de andesita y dacita calci-alcalinas, se formo durante el Cuaternario y su desarrollo está íntimamente conectado con los regímenes contrastantes de subducción de la placa Rivera y la parte norte de la Cocos. Los centros andesíticos mayores en la parte occidental del CVM que yacen sobre la porción subducida de la placa Rivera empezaron a evolucionar entre 0.6 y 0.2 Ma. Sin embargo, en las partes central y oriental del arco, donde está teniendo lugar la subducción de la placa Cocos, la edificación de los conos andesìticos-dacíticos comenzó considerablemente más temprano, aproximadamente 1.7 Ma. La anchura del arco activo por encima de la placa Cocos subducida ha disminuido apreciablemente durante el Cuaternario, de tal manera que el volcanismo andesítico se concentra en la actualidad más cerca de la trinchera. La temprana extinción del volcanismo en la región posterior del arco explica porque los volcanes históricamente activos de encuentran comúnmente en el frente volcánico y porque son ellos los que proporcionan un registro más completo del volcanismo Cuaternario. Sus grandes volúmenes son una consecuencia directa de su longevidad. Las tasas promedio de erupción para los conos cuaternarios mayores se estiman en 0.2 – 0.3 km³/Ka y no parecen particularmente sensibles a las diferencias en la tasa de subducción. El desarrollo de un sistema de arco calci-alcalino de rumbo E-W en la parte central de México data probablemente del Mioceno Tardío o del Plioceno Temprano. Desde entonces el volcanismo de arco ha migrado hacia la trinchera, llegando a su posición actual hacia la época Cuaternaria Temprana. Las rocas lamprofíricas ricas en K del Plioceno Temprano al Reciente. Que afloran en la fosa de Colima, presentan patrones espacio-tiempo correlativos a los deducidos del volcanismo calci-alcalino contemporáneo y señalan a la subducción como el mecanismo causante común a ambos. El fisuramiento del Plioceno Temprano y la actividad lamprofírica en la fosa de Colima están eslabonados a las etapas tempranas de la formación de una frontera de transformación separando las placas Rivera y Cocos. Al presente, esta transformación sísmicamente activa continua a su subducción por debajo de la fosa de Colima. Las secuencias sódicas alcalinas en la parte más occidental del CVM pueden representar volcanismo de la región posterior del arco o relacionarse con fenómenos poco entendidos que ocurren en la terminación de las zonas de subducción.
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