1. INTRODUCCIÓN El Cinturón Volcánico

Trans-Méxicano (TMVB) es el arco volcánico más grande del Neógeno en Norte América, abarcando 160,000 km2 y una longitud de casi 1000 km entre 18°30’ y 21°30’N en el Centro de México.

El TMVB es construido encima de las provincias magmáticas del Cretácico y Cenozoico.

Fig. 1. Geodynamic setting and main continental magmatic provinces of Mexico based on Ferrari et al. (2007) and our unpublished data. AH: Anegada high; LTVF: Los Tuxtlas volcanic field; TMVB: Trans-Mexican Volcanic Belt.

Y un basamento heterogeneo hecho de terrenos tectonoestatigráficos de diferentes edades y litologías

Fig. 2. MODIS satellite image of central Mexico outlining the Trans-Mexican Volcanic Belt (yellow line) with the main stratovolcanoes (red triangles) and calderas (red circles) as well as the four sectors described in Table 1 (thin dashed white lines). The main crustal units are outlined with thick white lines. The eastern boundary of the Mesozoic Guerrero composite terrane is inferred either on the west (Campa and Coney, 1983) or on the east (Sedlock et al., 1993) of the Guerrero-Morelos platform (GMP), but continental crust may extend even more to the west as indicated by sialic crustal xenoliths found at Pepechuca (Pe) and Rincón de Parangueo (RP). The Jalisco block is part of the Guerrero composite terrane and might be also underlain by pre-Mesozoic crust according to εNd values and Nd model ages of its Cretaceous granitoid batholiths. MC: Mexico City; Gdl: Guadalajara.

Comparado con el Arco de America Central, el TMVB tiene mucho mas variaciones de ancho, que van entre 90 a 230 km, y el este de 102°W no es paralel con la trinchera de America Central.

EL TMVB muestra otras pecularidades cuando es comparado con la mayoria de los arcos volcánicos:

1) Los estratovolcanes principales estan alineados oblicuamente con la orientacion del arco.

2) Los productos igneos son de composicion variable, con pequeñas cantidades de lava mostrando una sintonia geoquimica intraplaca ( tambien llamada Islas Basalticas Oceanicas – OIB) juxtaposicionado con los dominates productos magmáticos tipicos de un escenario de subducción (Gómez-Tuena et al., 2007)

3) La subduccion de las placas en frente del arco son jovenes ( 10 a 19 MA) en la trinchera,un hecho que en otros casos de rendimiento escaso de vulcanismo.

4) Sismicidad asociada con subducción de la Placa de Cocos termina cerca de los 100 km de profundidad y es ausente debajo del arco.(Pardo y Suarez , 1995)

Fig. 3. Location of broadband seismic stations used in the MARS experiment (black squares) and in the Colima Volcano Deep Seismic Experiment (CODEX) (black triangles) (Yang et al., 2009), MASE and VEOX profiles (open circles) (Melgar and Pérez-Campos, 2011; Pérez-Campos et al., 2008), and the 2D thermal models presented in Manea, V. and Manea (2011) and this work (gray dashed lines). The boundaries of the Pacific, Rivera and Cocos oceanic plates aswell as the age of the subducting plate at the trench are also indicated. Small arrows show direction and relative convergence rate (mm/yr) at the trench. FZ = Fracture Zone; EPR= East Pacific Rise; AH= Anegada High; LTVF= Los Tuxtlas volcanic field.

2.Marco de Geología regional

El montaje ígneo del Cretácico tardío al Paleógeno consiste de las rocas plutónicas y volcánicas incluidas en el Complejo Volcánico Inferior de la Sierra Madre Occidental (McDowell and Clabaugh, 1979), la extensión península de los Batolitos de baja California y su prolongación al sur del TMVB en el Bloque Jalisco. (e.g., Ortega-Rivera, 2003)

Un segundo Arco Magmático en edad del Eoceno es representado por lavas andesiticas y menos daciticas-rioliticas expuestas discontinuamente en la Sierra Madre Occidental. (Aguirre-Díaz and McDowell, 1991; Ferrari et al., 2007) y continua al sur del centro-este del TMVB (Morán-Zenteno et al.,1996)

  El cinturón magmático mantenía una orientación general NNW hastal el

Eoceno, pero desde el Oligoceno empezó una rotación anti horaria, eventualmente alcanzando su presente transverso ~E–W orientación típica del TMVB en el Mioceno Medio. (Ferrari et al., 1999)

3. Perspectivas Geofísicas

La triple unión de experimentos sísmicos México-USA:

  Mapping the Rivera Subduction Zone (MARS), desarrollo una red sísmica de 50 estaciones de banda ancha

en los estados de Jalisco y Michoacán, cubriendo una región entre la costa y el noroeste de la TMVB. Middle America Subduction Experiment (MASE), desarrollo 100 estaciones de Banda Ancha a intervalos de

~5 km sobre un perfil de trinchera-ortogonal desde Acapulco al norte del estado de Veracruz, cruzando el TMVB cerca de la Ciudad de México.

Veracruz-Oaxaca seismic line (VEOX) La mitad de estas estaciones fueron subsecuentemente usadas en el perfil VEOX, localizado en la parte Oeste del Istmo de Tehuantepec, con la misma distancia Inter estación

3.1 Introducción

3.2 Espesor y Naturaleza de la Capa Superior

3.3 Geometría de la Placa de Subducción La sismicidad grabada por el experimento MARS y el resultado de las imágenes tomograficas (Yang et al.,

2009) mostro que la placa rivera buza 40° en la región de frente arco y después buza 70° por debajo del TMVB. La tomografía indica que la que la placa de subducción termina cerca de los 350 km de profundidad.

Al este de 101°W el buzamiento de la placa de Cocos disminuye marcadamente. El perfil a lo largo de MASE mostro que la placa inicialmente buza a 15° hasta una distancia de 80 km de la costa y después se aplana a 50 km de profundidad.

3.4 Fluidos y Derretidos en la cuña y la corteza

4.Evolución Geológica y Geoquímica 4.1 Distribución Espacio-Tiempo del Vulcanismo

Tectónica en el Neógeno de la TMVB (Faja Volcánica Trans-Mexicana)

Tectónica de Placas

Introducción

Debido a la falta de paralelismo entre el TMVB y la Trinchera Meso- americano, así como su orientación oblicua con respecto a la geológica principal y provincias tectónicos de México, los primeros modelos genéticos postularon la existencia de una zona de falla de la corteza bajo el arco. Esta idea, inicialmente propuesta por Mooser (1972), Cebull y Shurbet (1987), quien sugirió que la TMVB está sustentada por una antigua sutura o zona de cizalla reactivada durante el Cenozoico. Reconstrucciones de placas regionales para la apertura del Golfo de México y la evolución de la placa del Caribe también postularon un megacizalla debajo de la TMVB,

Sin embargo, los estudios geológicos estructurales llevadas a cabo en las últimas dos décadas indican que, en lugar de una estructura tectónica continuo, la FVTM abarca varios sistemas de fallas antiguas que fueron parcialmente reactivados en diferentes momentos durante su evolución. De hecho, desde finales del Eoceno, las regiones del norte y del sur de la FVTM (Mesa Central y la Sierra Madre del Sur) se han caracterizado por diferentes estilos de deformación, con cinemática que implica una amplia zona transtensional distribuida en el región ocupada por la FVTM

Principales sistemas de fallas de Este a Oeste La parte occidental de la FVTM está dominado por

tres grandes depresiones tectónica que forman una triple unión al sur de Guadalajara. Inicialmente llamado Tepic-Chapala (más tarde Tepic-Zacoalco) graben, Colima graben y Chapala graben, estas estructuras se definieron posteriormente como grietas, el Petrólogo Berkeley, propuso que reflejaban rifting activos del bloque de Jalisco producido por un "salto" hacia el este de la Dorsal del Pacífico Oriental por debajo de México.

Más estudios estructural detallados comenzaron a documentar que durante el Plioceno y Cuaternario, la deformación en el TZR era esencialmente extensional.

En los años 90´s apoyados por un estudio isotópico se pudo determinar que la TZR formaba una serie de semi-grabens distribuidos a lo largo de dos cinturones desarrolladas en diferentes episodios a lo largo de la frontera norte del bloque Jalisco desde el Mioceno tardío.

El cinturón Sur esta formado por el graben de Puerto Vallarta, el semigraben de Amatlán de Cañas, el Ameca, fallas San marcos, y la zona de falla Zacoalco todos mostrando geomorfológico y sismológico evidencia de actividad neotectónica.

El cinturón norte consiste en el graben de San Pedro-Ceboruco y el graben Plan de Barrancas-Cinco Minas, y coincide con el contacto tectónico entre el bloque de Jalisco y la Sierra Madre Occidental

En General, la deformación del Plio-Pleistoceno en la TZR es dominantemente extensional con un esfuerzo mínimo horizontal orientada a NNE-SSW.

Al este de Guadalajara, la meseta basáltica Mioceno de Los Altos de Jalisco se corta por dos sistemas de fallas extensionales con un componente menor de movimiento lateral izquierdo.

Estos sistemas están orientados WSW-ENE, paralela a la alineación de algunos conos de lava fechadas en ~ 9 Ma, que sugieren que este fallamiento comenzó durante la etapa final del volcanismo máfico.

El sistema de fallas Taxco-San Miguel de Allende NNW-SSE (TSMA) cruza oblicuamente la FVTM entre Querétaro y Toluca, y coincide con el límite donde el espesor de la corteza disminuye ~ 10 km entre el basamento precámbrico-Paleozoico y el basamento Mesozoico del terreno compuesto Guerrero

Los estudios sísmicos y gravimétricos sugieren que la Cuenca Toluca-México está dividido en sub-cuencas secundarias por un rejilla de fallas normales paralelas al TSMA y la Tenango-La Pera sistemas enterrados bajo el relleno clástica y lacustre de la cuenca.

Migración de la actividad de Fallas Aunque la información sobre la edad de la

deformación es todavía incompleta, un patrón coherente de migración hacia el sur de la FVTM tectónica actividad puede ser descrito.

Se sugiere que la presencia de una gruesa corteza, en esta región, junto con la entrada de la disminución de los fluidos inferido a partir del registro volcánico, desempeñó un papel en la reducción de la astenosfera, aumentando la viscosidad, eventualmente la generación de subducción plana impidiendo hundimiento de la placa oceánica en el manto.

En resumen, al menos para el sector oriental, la disposición evidencia apuntan a un papel central de la fusión de la corteza y la asimilación de los procesos desde el comienzo de la migración de arco en la trinchera el Mioceno tardío.

Del sistema de subducción durante el Neógeno y la naturaleza de la corteza debajo de la TMVB son los factores principales que controlan la gran variación espacial y temporal en estilo volcánico, composición del magma, y la posición geográfica de volcanismo y la extensión. Varios aspectos de la FVTM sin embargo aún no están claros y constituyen oportunidades para la investigación futura. Los datos geofísicos y geoquímicos indican que la litosfera manto es muy delgada o ausente por debajo de la mayor parte de la proa del arco y el arco, pero el tiempo y el mecanismo de eliminación sigue siendo difícil de alcanzar.