A feature of great interest in the late Eocene-early Oligocene volcanic province of the Sierra Madre del Sur is an elliptical NW-SE oriented dome structure (52 x 30 km) in the Coxcatlán-Tilzapotla region. The elliptical structure encompasses the Tilzapotla collapse caldera, rhyolitic domes, large volumes of ignimbrites, as well as the Buenavista intrusive body, and the Coxcatlán and Chautle plutons located west and east of the structural margin of the caldera, respectively. Previous geochronological studies carried out on the silicic and intermediate magmatic rocks intercalated with pre-caldera tilted terrestrial sediments, as well as the occurrence of an angular unconformity separating fine-grained and coarse-grained beds, constrain uplift in the dome area to the late Eocene (~38-34 Ma). This suggests that doming was related to emplacement of magmas into the crust prior to collapse of the Tilzapotla caldera at 34.3 Ma. New LA-ICPMS zircon U-Pb and 40Ar-39Ar mineral ages for the key magmatic units combined with field observations, petrographic studies and geochemical analyses reveal the geochronology of magma emplacement and development of the volcano-plutonic complex, and its connection with the dome. Zircon 206pb/238U ages of the Coxcatlán pluton ranging from 39.5 ± 0.6 to 35.2 ± 0.2 Ma suggest that the Coxcatlán pluton was constructed gradually over ~4 m.y. and overlapped in time with the beginning of the development of the Tilzapotla ignimbrite (36.6 ± 0.4 to 33.3 ± 0.5 Ma). Significant overlap of the population density distributions is found indicating temporal continuity of the zircon crystallization record. Zircons from the mafic Chautle pluton (34.37 ± 0.26Ma) yield the same weighted mean age within uncertainty as zircon from the Tilzapotla ignimbrite. These data are best reconciled with a continuous but incremental assembly of a volcano-plutonic system that climaxed with the caldera collapse and the eruption of the Tilzapotla ignimbrite. The evidence of mafic inputs throughout the history indicates that recharge provided the thermal engine for the prolonged history of the system. Mutual intrusion relationships observed between mafic enclaves and granodiorite facies indicate magma mingling within the magma chamber when both host and enclaves were not completely crystallized. Development of the Coxcatlán-Tilzapotla system resulted in updoming of the surface, extending the "roof above the melt-rich part of the system in the southeast. The spatial and temporal relationship between the crystal-rich Tilzapotla ignimbrite and the less differentiated Chautle intrusion suggests that mafic magma injection might have disrupted crystal mushes in the chamber, and destabilized the "perched" magma reservoir and thereby triggering the eruption in the southeastern part of the dome.
Un rasgo de mucho interés en la provincia volcánica del Eoceno tardío-Oligoceno temprano de la Sierra Madre del Sur es la estructura dómica de forma elíptica, orientada al NW-SE (52 x 30 km) y ubicada en el área de Coxcatlán-Tilzapotla. La estructura elíptica contiene la caldera de Tilzapotla, domos riolíticos, volúmenes importantes de unidades ignimbríticas, así como el intrusivo de Buenavista y los plutones de Coxcatlán y Chautle, ubicado estos últimos al occidente y al oriente del anillo de la caldera, respectivamente. Los estudios geocronológicos realizados previamente en las rocas magmáticas silícicas y las intermedias intercaladas en sedimentos continentales anteriores a la caldera, así como la presencia de una discordancia angular entre capas de grano fino y grueso, constriñen el tiempo del levantamiento del domo al Eoceno tardío (~38-34 Ma). Lo anterior sugiere que el proceso de formación del domo está relacionado al emplazamiento de magmas en la corteza previo al colapso de la caldera (34.3 Ma). Nuevas edades de U-Pbpor LA-ICPMS en zirconesy edades de 40Ar-39Ar en minerales de unidades magmáticas clave, combinadas con observaciones de campo, estudios petrográficos y análisis geoquímicos ponen de manifiesto la geocronología del emplazamiento magmáticoy el desarrollo del complejo volcánico-plutónico, así como su conexión con el domo. El rango de edades 206Pb/238U en circones del plutón de Coxcatlán de 39.5 ± 0.6 a 35.2 ± 0.2 Ma sugiere que elplutón de Coxcatlán se construyó gradualmente durante ~4 m.a. y se traslapa con la historia magmática de la ignimbrita Tilzapotla (36.6 ± 0.4 a 33.3 ± 0.5 Ma). Se observa un traslape significativo en la distribución de edades de las poblaciones que indica una continuidad temporal en el registro de la cristalización de los circones. Los fechamientos de circones del plutón máfico de Chautle arroja una edad igual (34.37 ± 0.26 Ma), dentro del error, a las edades principales de la ignimbrita Tilzapotla. Estos datos se ajustan mejor con un proceso continuo pero creciente de construcción de un sistema volcánico-plutónico que alcanzó su clímax con el colapso de la caldera y la erupción de la ignimbrita Tilzapotla. La evidencia de la inyección de magmas máficos durante este proceso indica que la recarga de magmas proporcionó la energía térmica durante la historia prolongada del sistema magmático. Las relaciones mutuas de intrusión observadas entre los enclaves máficos y la facies de granodiorita indican mezcla inhomogénea (mingling) dentro de la cámara cuando ambas fases no habían alcanzado la cristalización completa. El desarrollo del sistema Coxcatlán-Tilzapotla resultó en la formación del domo, extendiendo el techo arriba de la zona rica en fundido hacia el sureste. La relación espacial y temporal entre la ignimbrita Tilzapotla, que es rica en cristales, y la intrusión menos diferenciada de Chautle sugiere que la inyección de magmas máficos en la cámara podría haber perturbado las acumulaciones de cristales (mushes) y desestabilizó el reservorio magmático en la parte superior de la corteza causando la erupción en la parte sureste del domo.