Bandelier Tuff es una formación geológica expuesta en y alrededor de las montañas Jemez del norte de Nuevo México . Tiene una edad radiométrica de 1,85 a 1,25 millones de años, correspondiente a la época del Pleistoceno . La toba hizo erupción en una serie de al menos tres erupciones de caldera en las montañas centrales de Jemez.
La toba Bandelier fue una de las primeras ignimbritas reconocidas en el registro geológico y ha sido ampliamente estudiada por geólogos que buscan comprender los procesos involucrados en las supererupciones volcánicas .
La formación está compuesta por ignimbritas producidas por una serie de al menos tres erupciones de caldera del Cuaternario que culminaron en la erupción de Valles Caldera 1.256 millones de años antes del presente ( Mya ). [1] La Caldera Valles es el lugar tipo para las erupciones resurgentes de calderas , [2] y Bandelier Tuff fue una de las primeras ignimbritas reconocidas. [3]
La caldera se encuentra en la intersección del margen occidental del Rio Grande Rift y el Lineament Jemez . [4] [5] Aquí el magma producido a partir de la roca fértil de una antigua zona de subducción ha encontrado repetidamente su camino hacia la superficie a lo largo de fallas producidas por rifting. Esto ha producido un campo volcánico de larga vida , con las primeras erupciones que comenzaron hace al menos 13 millones de años [6] y continúan casi hasta el día de hoy. [7]
Ambos miembros superiores de la toba muestran zonación composicional, en la que los flujos piroclásticos inferiores son más silícicos y contienen menos minerales máficos (ricos en magnesio y hierro) que los flujos superiores. Esto se interpreta como una erupción progresiva de una cámara de magma con zonas gravitacionales en la que los volátiles se concentran en la parte superior de la cámara y los minerales máficos se han asentado parcialmente en las porciones inferiores y más calientes de la cámara de magma. [8] [9]
La toba contiene hasta un 30% de fragmentos líticos, que en el miembro de Otowi se estima que tienen un volumen total de 10 km 3 y que son suficientes para amortiguar la soldadura gracias a su efecto de enfriamiento. Los fragmentos líticos son 90% de roca volcánica anterior, 10% de roca sedimentaria paleozoica y solo rastros de roca precámbrica , lo que implica una considerable quema de los respiraderos de la erupción. Algunas rocas muestran indicios de metamorfismo de contacto en las paredes de la cámara de magma con un magma rico en agua y flúor . [10]
Bandelier Tuff consta de tres miembros correspondientes a al menos tres erupciones de caldera distintas.
El Miembro La Cueva es una toba no soldada a mal soldada con fenocristales de cuarzo y sanidino y trazas de piroxeno y magnetita . Se ha dividido en dos unidades; [11] la unidad superior no está soldada a ligeramente soldada y contiene grandes clastos de piedra pómez , mientras que la unidad inferior no está soldada e incluye abundantes fragmentos líticos. Separando las dos unidades hay un lecho de piedra pómez reelaborada y flujos de escombros . Sin embargo, las edades de 40 Ar/ 39 Ar son indistinguibles, en 1,85 ± 0,07 y 1,85 ± 0,04 Ma para las unidades superior e inferior, respectivamente. [12] El espesor máximo observado es de 80 metros (260 pies).
Este miembro fue reemplazado por la primera y más pequeña (pero aún enorme) erupción de caldera conocida del campo volcánico de Jemez. Está expuesto sólo en unos pocos lugares, incluido el Cañón de San Diego, la pared suroeste de la caldera y en lugares dispersos en la meseta de Pajarito . Es posible que la Bahía de Toledo, una característica estructural del borde noroeste de la caldera que coincide con una baja gravedad , sea el remanente de la caldera de La Cueva. [13] Por otro lado, la presencia de brecha lítica en este miembro en el área de La Cueva sugiere que la caldera estaba ubicada al suroeste. [14]
El miembro Otowi consiste en un lecho de piedra pómez de caída de aire basal (la piedra pómez de Guaje ) y una ignimbrita masiva, generalmente sin soldar, [15] aunque está densamente soldada en algunos lugares. La ignimbrita superior es una toba riolítica de flujo de cenizas que contiene abundantes fenocristales de sanidina y cuarzo, y escasos microfenocristales máficos. La sanidina puede mostrar una iridiscencia azul ( chatoyance ). El miembro contiene abundantes fragmentos de country rock . Las edades radiométricas de 40 Ar/ 39 Ar para el miembro oscilan entre 1,61 ± 0,01 [16] y 1,62 ± 0,04 Ma. [12] El espesor máximo expuesto es de unos 120 metros (390 pies).
Este miembro entró en erupción en el evento de Toledo, que lleva el nombre de la Bahía de Toledo, una característica estructural en la pared noreste de la caldera que durante mucho tiempo se pensó que eran los restos de la caldera de Toledo. [15] Sin embargo, trabajos más recientes han demostrado que la caldera de Toledo probablemente coincidía más o menos con la caldera de Valles. [13] El volumen equivalente total de roca densa de la erupción, incluidos los flujos piroclásticos y la caída de ceniza, fue de entre 216 kilómetros cúbicos (52 millas cúbicas) y 550 kilómetros cúbicos (130 millas cúbicas), y la estimación más amplia sitúa la erupción en el extremo inferior del rango de supererupción ( VEI 8). [17] El miembro está expuesto en toda el área de Jemez, excepto dentro de la propia caldera de Valles, donde está presente sólo en el subsuelo. Está particularmente expuesto en la meseta de Jemez al oeste de la caldera, pero también está expuesto en gran parte de la meseta de Pajarito al este de la caldera en las bases de sus características mesas en forma de dedos . [18] Afloramientos aislados distantes sugieren que finos flujos de cenizas del Miembro Otowi pueden haber cubierto las cuencas de Española y Santo Domingo. Desde entonces, estos han sido en su mayor parte erosionados. [17]
Se ha encontrado ceniza que coincide con el miembro Otowi en edad y química en lugares tan lejanos como Monte Blanco , Texas, donde forma un lecho de 30 centímetros (12 pulgadas) de espesor. [17]
El miembro de Tshirege ha sido descrito como "posiblemente el rock más famoso de Nuevo México". [19] Consiste en múltiples flujos de toba de flujo de cenizas riolíticas densamente soldada a no soldada. Estos contienen abundantes fenocristales de sanidina y cuarzo, escasos microfenocristales de clinopiroxeno y ortopiroxeno, y microfenocristales extremadamente raros de fayalita . En las partes más densamente soldadas del miembro, la sanidina es chatoyante. El miembro generalmente contiene fragmentos de roca rural y localmente tiene un lecho de depósito de oleada y piedra pómez basal delgado (menos de 2 metros (6,6 pies)), el lecho de piedra pómez de Tsankawi . Este lecho contiene aproximadamente un 1% de piedra pómez de dacita y hornblenda .
El miembro está expuesto en toda la región de Jemez y dentro de Valles Caldera, y tiene un espesor máximo de más de 900 metros (3000 pies). Fue emplazada por el evento Valles, que tuvo lugar hace 1.256 millones de años [1] y creó la caldera Valles. [20]
El miembro de Tshirege se describe como una unidad de enfriamiento compuesta, formada por distintos pulsos de deposición, y se han desarrollado dos esquemas para etiquetar sus lechos. La clasificación de Rogers divide el miembro en zonas con letras A a F basándose únicamente en criterios litológicos mapeables , mientras que la clasificación de Broxton y Reneau divide el miembro en zonas numeradas de Qbt 1g a Qbt 4 según su interpretación como unidades de enfriamiento. Los dos esquemas pueden ubicarse en estrecha correspondencia en la mayor parte de la meseta de Pajarito. La división entre la unidad A (Qbt 1g) y la unidad B (Qbt 1vc) es particularmente llamativa y se describe como una muesca en fase de vapor. Esto es reconocible en toda la meseta de Pajarito, pero Broxton y Reneau lo interpretan como un frente de desvitrificación en lugar de un límite de unidad de enfriamiento. Los lechos debajo de la muesca de la fase de vapor son tobas vítreas mientras que los de arriba están desvitrificados; Por lo demás, los lechos son indistinguibles química y petrológicamente. [21]
En muchos lugares, el miembro Tshirege está separado del miembro Otowi por el miembro Pueblo Canyon de la Formación Cerro Toledo . [20]
Se ha encontrado ceniza que coincide con la piedra pómez de Tsankawi en edad y composición en lugares tan lejanos como Utah y es posible que haya llegado al oeste de Canadá. La dispersión distante es probablemente el resultado de que la columna de erupción penetre en la corriente en chorro . [22]
Gran parte del material de estos depósitos forma ahora la meseta de Pajarito, una pintoresca región de cañones y mesas en la que se sitúa Los Álamos .
La piedra pómez se ha extraído extensamente del lecho de piedra pómez de Guaje en los flancos este de las montañas Jemez. La producción fue lo suficientemente alta en 1994 como para ayudar a que Nuevo México se convirtiera en el segundo mayor productor de piedra pómez entre los Estados Unidos. La piedra pómez en sí no está consolidada y se elimina fácilmente una vez que se elimina la sobrecarga (típicamente ignimbrita del miembro de Otowi). Gran parte de la piedra pómez fue extraída a cielo abierto de tierras públicas antes de que se requirieran bonos de recuperación, dejando cicatrices mineras que lentamente están revegetando. [23]
La formación recibió su nombre de HTU Smith en 1938. [24] La formación se dividió en unidades superiores e inferiores, que se reconocieron casi de inmediato como correspondientes a erupciones de caldera separadas. En 1964, RL Griggs asignó los nombres formales de miembro de Miembro Otowi a la unidad inferior y Miembro de Tshirege a la unidad superior, y dio el nombre de Guaje Pumice al lecho de piedra pómez basal del Miembro Otowi. [25] En su artículo que establece el marco estratigráfico para el campo volcánico de Jemez en 1969, RL Smith, RA Bailey y CS Ross adoptaron los nombres de las unidades de Grigg y agregaron el nombre Tsankawi Pumice para el lecho de piedra pómez basal del miembro Tsherige. [15]
En su mapa de Valles Caldera de 2011 , Fraser Goff y sus coinvestigadores agregaron formalmente el Miembro La Cueva, conocido informalmente hasta entonces como la ignimbrita del Cañón de San Diego, a la Toba Bandelier. [13]
