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CONTENIDO Contenido Indice de figuras Indice de tablas Resumen

i ii iv v Capítulo 1 Generalidades

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

Introducción Método de trabajo Trabajos previos Geografía Acceso y vías de comunicación Fisiografía

01 01 02 02 02 03

Capítulo 2 Geología 2.1 Marco geológico 2.2 Estratigrafía de las rocas volcánicas Rocas volcánicas Formación Las Espinas Toba Zimapán Riolita Pontiu Andesita El Varal Toba Huichapán Andesita Nopala Andesita Tecozautla Cuaternario Rocas intrusivas Pórfido latítico

05 08 08 12 16 20 26 33 35 38 38

Capítulo 3 Geoquímica 3.1 3.2 3.3 3.4

Clasificación y caracterización de las rocas volcánicas Geoquímica de los Elementos Mayores Geoquímica de los Elementos Traza Geoquímica de las Tierras Raras

42 59 63 67

Capítulo 4 Interpretación de resultados 4.1 Discusión Conclusiones

70 81

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ÍNDICE DE FIGURAS . Figura 1 Plano de localización del área cartografiada

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Figura 2 Plano geológico-estructural del área cartografiada

06a

Figura 3 Columna Estratigrafica de la Carta Tecozautla

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Figura 4 Afloramiento de la Formación Las Espinas

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Figura 5 Afloramiento de la Toba Zimapán

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Figura 6 Fotomicrografia del especimen TE-303

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Figura 7 Afloramiento del contacto Toba Zimapán – Andesita El Varal

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Figura 8 Domo de Pontiu, localidad tipo

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Figura 9 Estructuras de foliación de flujo de la Riolita Pontiu

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Figura 10 Afloramiento de los cuerpos subvolcánicos

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Figura 11 Localidad tipo de la Andesita El Varal Figura 12 Afloramiento de la Andesita El Varal

20 21

Figura 13 Fotomicrografía del especimen TE-108

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Figura 14 Fotomicrografía del especimen TE-107

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Figura 15 Fotomicrografía del especimen TE-130

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Figura 16 Afloramiento de flujos piroclasticos y coladas, Andesita El Varal 26 Figura 17 Afloramiento de la Sección Tipo de la Toba Huichapan

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Figura 18 Estratificación cruzada en los depósitos de la Toba Huichapan

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Figura 19 Alternancia de los horizontes de lapilli básaltico

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Figura 20 Afloramiento del lapilli basáltico en la Toba Huichapan

30

Figura 21 Afloramiento del vulcanoclastico de la Toba Huichapan

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Figura 22 Afloramiento del contacto Toba Huichapan Andesita Tecozautla 32 Figura 23 Afloramiento de la Andesita Nopala 34 Figura 24 Afloramiento de la Andesita Tecozautla Figura 25 Fotomicrografia del especimen TE-151

36 37

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Figura 26 Fotomicrografía del especimen TE-301

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Figura 27 Fotomicrografía del especimen TE-302

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Figura 28 Plano georreferenciado de las localidades muestreadas

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Figura 29 Diagrama AFM

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Figura 30 Diagrama de Cameron et al., 1980

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Figura 31 Diagrama de Le Bas et al., 1986

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Figura 32 Diagrama de De La Roche et al., 1980

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Figura 33 Diagrama de nomenclatura de De La Roche 1966

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Figura 34 Diagrama del balance alumínico

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Figura 35 Diagrama ternario QBF

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Figura 36 Diagramas de Harker de los Elementos Mayores

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Figura 37 Diagramas de variación de 9 Elementos Traza

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Figura 38 Aracnigrama de 7 Elementos Traza

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Figura 39 Diagramas de variación de 5 Tierras Raras

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Figura 40 Aracnigrama de 5 Tierras Raras

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Figura 41 Diagrama de discriminación K2O-TiO2-P2O5

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Figura 42 Diagrama de discriminación de Pearce, 1977 MgO-FeO-Al2O3

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Figura 43 Diagrama de discriminación MnOx10-TiO2-P2O5x10 de Mullen.

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Figura 44 Diagrama de discriminación V-Ti/1000

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ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 Parámetros analíticos de lectura del espectrómetro

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Tabla 2 Elementos mayores, minerales normativos (SINCLAS)

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Tabla 3 Comparación de las diferentes clasificaciones químicas

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Tabla 4 Elementos Mayores (óxidos principales)

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RESUMEN

iv

La presente caracterización geoquímica de las rocas volcánicas de esta región se llevó a cabo paralelamente a los trabajos de cartografía geológica a escala 1:50,000 de la Carta Tecozautla ubicada en el extremo occidental del Estado de Hidalgo y del extremo sudoriental del Estado de Querétaro, entre las coordenadas geográficas: 20° 30’ – 20° 45’ de latitud norte y 99° 20’ – 99° 40’ de longitud oeste, que corresponde a la porción septentrional del sector central de la Faja Volcánica Trans-Mexicana (FVTM) caracterizado por la presencia de un voluminoso vulcanismo bimodal. Se cartografiaron ocho unidades litoestratigráficas compuestas por rocas ígneas extrusivas terciarias que afectan a una secuencia sedimentaria carbonatada del Cretácico Superior. Sólo seis unidades fueron caracterizadas por los elementos mayores y algunos elementos traza además de tierras raras, que permitieron definir las características geoquímicas y petrológicas para estos magmas neógenos: De acuerdo al diagrama de clasificación geoquímica (TAS) existen basaltos, dacitas y riolitas, moderadamente ricas en K, que conforman una serie calcialcalina, que ocasionalmente en otros diagramas se clasificaron como moderadamente alcalinos, aluminosas y saturadas en sílice, relaciones típicas de las unidades: Formación Las Espinas, Toba Zimapán y Riolita Pontiu. Una serie toleítica que agrupa litologías de basalto, andesita basáltica, andesita y escasa dacita, que acusaron un contenido de bajo a moderado en K, así como aspectos subsaturados en sílice y conformando una típica asociación cafémica, características de las unidades: Andesita El Varal y de la Andesita Tecozautla. Una última serie alcalina compuesta de basalto, andesita basáltica y traquiandesita basáltica, exhibieron el más alto contenido de K, escaso sílice, valores altos en Mg y constituye una asociación alumino- cafémica. La gráfica de los elementos traza normalizados al valor de las condritas exhibió un considerable enriquecimiento en los elementos litofílicos Ba y Sr, un valor semejante al de las condritas en Y y V y un empobrecimiento gradual en los elementos más compatibles, sobre todo en Ni, el cual sugiere el fraccionamiento del olivino, así como una anomalía negativa muy sutil de Sr en las lavas félsicas de la Riolita Pontiu y de la Toba Zimapán.

v

Por otra parte, entre las Tierras Raras fue posible apreciar un notable enriquecimiento en los elementos La y Nd, un escaso enriquecimiento en las Tierras raras pesadas Tb y Lu, y una muy evidente anomalía negativa en Eu, la cual pudiera señalar un estado avanzado del fraccionamiento de las plagioclasas en los magmas más diferenciados. La discriminación tectono-magmática que tentativamente esboza la petrogénesis global de los distintos magmas extruídos en esta región a lo largo del Neógeno, sugiere la presencia de un magmatismo de afinidad de islas oceánicas y del MORB en el diagrama de Mullen (1983), dicha discriminación tectónica, igualmente fue corroborada por la aplicación del diagrama V – Ti / 1000 sobre todo las lavas de la Andesita El Varal y de la Andesita Tecozautla que acusaron un ambiente de “Rift- Islas Oceánicas” y del MORB. Los cuerpos hipabisales latíticos sugieren un origen mantélico heterogéneo, mientras que los magmas más diferenciados representan el resultado de diferentes grados de evolución en los procesos de cristalización fraccionada y de contaminación cortical concomitante. Por último, la interpretación geológica y geoquímica de los resultados aquí presentados manifiesta, que en esta región de la FVTM, la génesis y el desarrollo del presente vulcanismo bimodal evolucionó en un ambiente tectónico distensivo probablemente heredado por el tectonismo terciario de la provincia de Cuencas y Sierras de la Mesa Central, y no asociado a algún proceso de subducción de las Placas Cocos – Rivera como fuera anteriormente establecido por otros investigadores.

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