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Se presenta la estratigrafía volcánica de la porción suroeste del Lago de Cuitzeo, Michoacán dentro del sector central de la provincia de la Faja Volcánica Transmexicana, donde se registró una estructura caldérica tipo graben. Se identificaron seis secuencias volcánicas con edades que van del Mioceno temprano al Pleistoceno tardío que incluyen: 1) Secuencia Copándaro-Tarímbaro (SCoT): originada durante el Mioceno temprano, contiene intercalaciones de flujos de lavas de andesita basáltica e ignimbritas con alto grado de alteración hidrotermal, 2) Secuencia Tarímbaro (ST): fechada en 18.7 Ma, consiste de lavas andesítico basálticas acompañadas de traquiandesitas, 3) Secuencia de Ignimbritas Chucándiro (SICh): con edades de 16.88 ± 0.34, 16.72 ± 0.24 y 16.88 ± 0.22, que contiene tres litofacies de ignimbritas que consisten en mesas con notorio basculamiento ortogonal a las fallas NE-SO. En la base de las ignimbritas se observaron depósitos brechoides cuyos rasgos se interpretan como brechas de rezago, que siguen la traza del sistema de fallas Morelia-Acambay (SFMA). Estas cubren a la 4) Secuencia El Caracol (SEC): con edades de 13.73 ± 0.24 Ma a 3.02± 0.03 Ma; constituidas por cuatro unidades volcánicas de basaltos, andesitas y andesitas basálticas. Estos productos están intercalados con una unidad lacustres, donde se encontró un fósil índice del Mioceno tardío. Los depósitos lacustres sobreyacen a la 5) Secuencia Quinceo-Tetillas (SQT) fechada en 1.48 ± 0.016 Ma, conformada por depósitos de caída con intercalaciones de lahares (flujos hiperconcentrados); sobreyacidos por los productos de los volcanes Quinceo (1.5 ± 0.14 Ma) y Tetillas (0.4 ± 0.08 Ma). Finalmente, la secuencia 6) está representada por el cono cinerítico Chucándiro (CCh): con una edad de 0.161 ± 0.014 Ma, de composición andesítica, correspondiente al Campo Volcánico Michoacán Guanajuato (CVMG). Los análisis de geología estructural y geoquímica muestran que las secuencias Copándaro-Tarímbaro (SCoT), Tarímbaro (ST) e ignimbrita de Chucándiro (SICh) están estrechamente asociadas a eventos de transición entre el vulcanismo de la SMO y la FVTM. Con base en la geometría del Graben Chucándiro, la ubicación de los depósitos de brechas de rezago, las fallas secundarias de dirección NE-SO y la distribución de las Ignimbritas Chucándiro, se propone que estas ignimbritas se originaron en el Mioceno temprano a partir de una caldera tipo graben del mismo nombre y producto del régimen extensivo del SFMA, cuya edad inicial de la transtensión en esta porción central de la FVTM se asigna al Mioceno temprano, con edades mayores a 17.1 Ma. Nuestros resultados indican que el inicio de la FVTM dentro del área inició durante el Mioceno temprano con la conformación de un graben en donde se emplazaron volcanes monogenético seguido del relleno con sedimentación lacustre que continua en la actualidad.

La falla Cerritos pertenece a la porción oeste del Sistema de Fallas Morelia-Acambay, ubicada al suroeste de la ciudad de Morelia, en el estado de Michoacán, México; es una zona con alta densidad de fallas activas con geometrías segmentadas y arreglos en échelon, donde se han desarrollado semi-grabens y grabens de dimensiones variables que inclusive influyen en el alineamiento y distribución del vulcanismo monogenético holocénico. En la superficie, estas fallas afectan unidades litológicas de edades miocénicas hasta suelos modernos. Debido a la peligrosidad sísmica que se ha reportado para algunas de las fallas de Morelia, se realizó un análisis interdisciplinario de la falla Cerritos, que había permanecido poco estudiada hasta la fecha. La falla Cerritos es una falla normal con una ligera componente lateral izquierda, una longitud de 12 km y un relieve topográfico bien definido de 130±5 m (100 m de desplazamiento visible + 30 m de desplazamiento subsuperficial obtenido por el estudio de resistividad invertida). Esta falla muestra un rumbo ENE-OSO (255°) y un echado de 76° hacia el NNO. En un afloramiento de la falla Cerritos, a unos cuantos metros del trazo de falla principal, se identificó una cuña coluvial con abundante materia orgánica, fechada con el método de radiocarbono en 3.37–3.21 cal ka AP. El análisis geológico y geomorfológico de la falla reveló que es una estructura tectónicamente activa, relativamente joven y con índices geomórficos que indican mayor actividad en su sector oriental. El escarpe y la acumulación de sedimentos lacustres en el bloque caído sugieren movimiento activo vertical (levantamiento y subsidencia, respectivamente) a lo largo de esta falla. Los resultados obtenidos mediante los análisis de sísmica de refracción, tomografía de resistividad eléctrica y magnetometría terrestre revelaron la geometría de la falla en profundidad, en donde sobresale la presencia de un plano principal lístrico y una zona de deformación en el bloque caído que se extiende en superficie hasta 75 m desde el pie del escarpe principal. Esta zona de deformación se caracteriza por la formación de anticlinales tipo roll-over y dos grabens de colapso crestal delimitados por estructuras secundarias, los cuales funcionan como depocentros de materiales clásticos y bloques caídos. Finalmente, el análisis de actividad y potencialidad indicó que esta estructura tiene tasas de desplazamiento de 0.03±0.01 mm/año, con desplazamientos verticales promedio de 0.5 m por evento, y un tiempo de recurrencia promedio de 16700 años. La Falla Cerritos tiene la capacidad de producir eventos de ruptura con magnitudes de Mw 6.2 a 6.6 por sí sola, o bien, puede interaccionar en un evento extremo con las fallas adyacentes Morelia y Cointzio, produciendo eventos de ruptura multi-falla con magnitudes de hasta Mw 6.9.

La deformación frágil se relaciona con la presencia de fallas y fracturas que afectan a la corteza superior de la Tierra. La distribución que tiene la deformación frágil y el arreglo que presentan las fallas y fracturas son variables poco conocidas, a pesar de que tienen una gran influencia en la generación de permeabilidad y son importantes para entender fenómenos como la deformación localizada. En este trabajo se explora la distribución de la deformación frágil y el arreglo de las fracturas que afectan a rocas andesíticas del Mioceno en el área de Morelia-Cuitzeo mediante un análisis cuantitativo de la deformación a escala mesoscópica. Las rocas miocénicas del área de estudio están afectadas por dos familias de fracturas (F1 y F2) relacionadas con dos eventos de deformación frágil (D1 y D2) ocurridos entre el Mioceno y el Holoceno. Las fracturas F1 tienen un rumbo preferencial NNW-SSE y acomodan una extensión ENE-WSW de ~2.5 %. Por otro lado, las fracturas F2 cortan a las fracturas F1, tienen un rumbo ENE-WSW y se relacionan con una extensión ~N-S de 6.8 %. Ambas familias de fracturas tienen un arreglo de fracturas agrupadas y una intensidad de fracturas promedio similar de aproximadamente 17 fracturas/metro. Este comportamiento en la intensidad de fracturas, ante una cantidad de deformación por extensión distinta, se atribuye al tipo de roca. La cantidad de extensión asociada a las dos familias de fracturas se distribuye de manera heterogénea en las rocas, lo que contribuye de manera significativa con la porosidad secundaria (porosidad de fracturas). Adicionalmente, la cantidad y el arreglo de las fracturas sugieren que las rocas miocénicas pueden ser la capa permeable del sistema geotérmico de la zona del lago de Cuitzeo.

La estructura y composicion litologica del basamento cristalino del centro de Mexico se han descrito a traves del estudio de los xenolitos igneos, metamorficos y sedimentarios transportados por lavas del Neogeno y del Cuaternario de la Faja Volcanica Trans-Mexicana (FVTM). En este trabajo se presentan los resultados de los analisis de elementos mayores, traza, relaciones isotopicas y estimaciones termobarometricas de un xenolito granitico alojado en una ignimbrita del Mioceno Temprano en las cercanias del Lago de Cuitzeo, Michoacan. El xenolito es un monzogranito calcialcalino con Qz-Plg-Kfs-Bt-Amph y 73.7 wt% de SiO2. El contenido de elementos traza y relaciones isotopicas indican firmas tipicas de arco magmatico. De acuerdo con los datos de termobarometria obtenidos en pares de anfibol-plagioclasa y Ti en zircones del granito estudiado, se estiman condiciones de cristalizacion del sistema granitico entre los 655 y 737 °C y entre 1.3 y 1.9 kbar. Los analisis geocronologicos U-Pb en zircones indican una edad concordante de 20.76 ± 0.11 Ma. Aunque la presencia de xenolitos graniticos no es rara ni escasa en los depositos volcanicos cuaternarios de la FVTM, este estudio contiene el primer fechamiento de zircones en rocas graniticas del Mioceno que evidencia la presencia del componente plutonico somero del enorme sistema magmatico -intermedio-felsico del Mioceno Temprano (23 a 16 Ma) formado por la Sierra de Mil Cumbres (SMC) y la Sierra de Angangueo (MALSA). Se discuten las implicaciones del hallazgo en relacion con el fallamiento, erosion y el emplazamiento recurrente de sistemas ignimbriticos del Mioceno-Plioceno en la region de Cuitzeo.

Based on a detailed geological map and stratigraphy aided by new 230Th/238U and 206P/238U age determinations we established the eruptive chronology of the Tres Virgenes Volcanic Complex (TVVC). The complex consists of three northeast-southwest aligned stratovolcanoes, which from older to younger are El Viejo, El Azufre, and La Virgen and associated cinder cones and domes. The alignment was fed from fissures that mark the southern trace of the left-lateral Cimarron Fault. The TVVC was built upon the basement rocks of the Peninsular Ranges Batholith (~99 Ma), the Santa Lucia Formation (21.6 Ma), the Esperanza basalt (7.6 Ma), and the 1.1 Ma ignimbrite of El Aguajito caldera. The TVVC began its formation at ca. 300 ka mainly with dacitic lava flows and domes that formed El Viejo volcano (4.2 km3). At around 173 ka, activity migrated to the southwest to build El Azufre volcano (3.8 km3) with the emission of dacitic lavas and several phases of dome construction and destruction with the generation of pyroclastic density currents. El Azufre's activity ended ~128 ka with the extrusion of the summit dome. At about 112 ka, volcanism migrated 4.2 km to the southwest to begin the construction of La Virgen Volcano through the emission of andesitic and dacitic lavas that built the largest cone of the complex until ~22 ka (31.2 km3). This volcano was built upon several stages of cone construction with the emission of lava flows and peripheral dacitic domes and cinder cones. Between 128 and 112 ka six cinder cones vented along the Cimarron Fault between the La Virgen and El Azufre volcanoes. By assuming a constant emission of magma the total volume of the TVVC (39 km3) was erupted at an average rate of 0.13 km3/kyr. Of this volume, effusive eruptions dominated the evolution of the complex (89%) of which 62% are dacites and 38% andesites. The TVVC rocks have compositions of 50–67 wt% in silica, and low-medium K (0.5–2.5 wt% K2O). Trace element signatures of the TVVC rocks (Sr/Y 2 km within the Peninsular Ranges Batholith as confirmed by geobarometry, aeromagnetic data, and the drill-holes of the geothermal field. Today, the Tres Virgenes geothermal field generates 10 MW of electricity although future exploration of several nearby areas may increase such capacity.

The Quaternary Acoculco ( Coevally to the Miocene NE-SW and Pliocene-Quaternary NW-SE tectonic extensional phases, NE-SW and NW-SE transfer faults were developed. NE-SW normal faults and NW-SE strike-slip faults correspond to fault systems optimally oriented with the current stress field, thus, these faults can be considered as potentially active structures controlling magma emplacement and the distribution of volcanic structures at the surface.

The Trans-Mexican Volcanic Belt is an active continental volcanic arc characterized by several arc-parallel Miocene-Holocene tectonic lake basins, such as the Cuitzeo, Zacapu, Chapala, and Zacoalco. Normal faults and related continental seismicity shape these basins. In the central part of this volcanic arc, the Cuitzeo Lake basin presents neotectonic fault activity, accommodating oblique extension through ENE-striking normal fault zones of the Morelia-Acambay Fault System and transfer faulting. Specific faults have been described in the basin, and various geological and structural studies have outlined its kinematics and structural geometry. However, these fault zones have not been fully characterized. Characterizing earthquake sources in the Cuitzeo Lake basin is essential to constrain the regional potential seismic hazard, aiming toward better territory planning. This study presents the first regional fault compilation in the Cuitzeo Lake basin that characterizes 21 fault zones from geomorphic data. We integrated previous volcanic and tectonic studies with new geomorphic and paleoseismic evaluations to assess potential seismic sources in the Cuitzeo Lake basin. Furthermore, we evaluate fault zone segmentation, fault slip distribution, transtensional partitioning, seismic hazard implications, and basin development. We improved the current understanding of the basin's transformation, subsidence, and sedimentation with all this information. Here, fault zones present a mean vertical slip-rate of 0.17 ± 0.27 mm/yr for 1 Ma, capable of generating Mw 6.2 to 7.0 earthquakes and average single-event displacements from 0.2 to 1.2 m. Multi-fault ruptures could be up to 63 km-long, capable of generating Mw 7.0 to 7.2 earthquakes, representing an important regional seismic hazard.

This paper provides the first wide-area Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) survey of the whole eastern Trans-Mexican Volcanic Belt (42,200 km2). The aims are to identify ground deformation hotspots within major urbanized areas and rural valleys, establish baselines in geothermal exploration sites, and analyze deformation at geothermal exploitation sites and its relationship with energy production. The whole 2003−2010 ENVISAT C-band SAR archive available over the region was processed with the Small BAseline Subset (SBAS) InSAR method to retrieve over 840,000 coherent targets and estimate their ground displacement rates and time series. Land subsidence hotspots due to aquifer drawdown are found within the city of Puebla (up to −53 mm/year vertical rates, groundwater pumping for industrial use), Tlaxcala and Apizaco (−17 mm/year, industrial and public), the valley of Tecamachalco (−22 mm/year, agricultural), Tulancingo (−55 mm/year, public, industrial and agricultural), and in the eastern Mexico City metropolitan area (−44 mm/year, agricultural). The baseline for the Acoculco caldera complex shows widespread ground stability. Conversely, localized subsidence patterns of −5 to −10 mm/year exist around Las Derrumbadas and Cerro Pinto in the Serdán-Oriental basin, due to intense groundwater pumping for agriculture. A well-defined land subsidence area with −11 mm/year maximum rates is found at Los Humeros volcanic complex within Los Potreros collapse, correlating well with energy production infrastructure location and historical steam production rates. Field surveys carried out in Acoculco and Los Humeros in 2018 provide supporting evidence for the identification of hydrothermal manifestations, and understanding of the landscape and surface deformation patterns within the geothermal fields.

The geological map of the Tres Vírgenes Volcanic Complex (TVVC) Baja California Sur, México consists of three northeast-southwest aligned stratovolcanoes named from older to younger, El Viejo, El Azufre, and La Virgen. The map (scale 1:20,000) comprises an area of 856 km2 edited on an ArcMap data set. The map compiles previous studies combined with new mapping and stratigraphy supported by 5 new 230Th/U geochronology in zircons. The TVVC sits on top of Cretaceous granite, Cenozoic volcaniclastics, the Esperanza basalt (7.64 Ma), and the Aguajito ignimbrite (1.17 Ma). The TVVC commenced its activity around 300 ka by constructing El Viejo volcano, followed by El Azufre volcano (∼173–128 ka), la Virgen scoria cones (∼128–112 ka), and La Virgen stratovolcano (∼112–22 ka). The La Virgen volcano emplaced the La Virgen rhyolitic tephra (∼31 ka), and the Upper Andesite lavas (∼22 ka).

Before the arrival of the Spanish conquerors, Mitla was the second most important city in the valleys of Oaxaca, México. However, the ruins that are visible today do not seem to match the size of a city of more than 10,000 inhabitants. Geological and geophysical studies suggest that part of the city was covered by the deposits of a dry landslide likely to have been caused by an earthquake with a magnitude that could vary between 6 and 7. This landslide is monolithological, which is why two geophysical methods were used in order to evaluate its geometrical characteristics and to suggest the possible existence of archeological remains under the landslide.

There is an increasingly growing literature on the use of advanced multi-temporal Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) to monitor surface deformation with millimeter precision in urban and rural environments, including applications over wide areas spanning hundreds to thousands of square kilometers. In this work, we survey the eastern sector of the Trans-Mexican Volcanic Belt, extending from the state of Hidalgo, through Tlaxcala, Puebla and up to Veracruz, for a total of 19,000 km2. The surveyed area includes both the geothermal exploration site of the Acoculco caldera complex, and Los Humeros geothermal field, one of the largest geothermal exploitation sites of Mexico. Using the multi-temporal Small BAseline Subset (SBAS) InSAR method, we process the whole ENVISAT Advanced SAR (ASAR) IS2 image archive acquired in 2003-2010. Estimated subsidence rates are as high as 3.1 cm/year within the region, and a number of land deformation hotspots are identified within the urban areas of Tulancingo, Tlaxcala and Apizaco, the Tecamachalco valley, as well as within Los Humeros caldera. The surveying of such a scientifically interesting test region provides a proof of concept on how to investigate natural and anthropogenic processes in urban and rural areas using big SAR datasets and InSAR methods.