Preliminary paleoseismic results from the Pastores fault and its role in the seismic hazard of the Acambay graben, Trans-Mexican Volcanic Belt, Mexico

Shallow, crustal normal faulting earthquakes represent a significant seismic risk to the local towns and regional cities of central Mexico. Within the Acambay graben, the Pastores fault is a ca. 33 km long active, east-west striking, north-dipping normal fault. Two paleoseismic trenches were excavated at the Manto del Río site to estimate preliminary active fault and seismic hazard parameters. Both trenches showed evidence for at least two latest Pleistocene to Holocene paleo-earthquake ruptures, constrained by radiocarbon dates from the West trench and through correlation of pyroclastic units between the trenches. The oldest faulting event (Event III) is bracketed within the interval ca. 31.5-41.0 cal kyr BP. Units higher in the trench are less displaced and provide evidence for at least one younger event. Rupture event II is bracketed within the interval ca. 23.9-34.6 cal kyr BP. The youngest faulting event (Event I; 12.2-12.6 cal kyr BP) is inferred from the presence of organic infill within the main fault zone (fissure). These results yield a preliminary recurrence interval of surface faulting of ca. 10-15 kyr for the Pastores fault. Based on a maximum single-event displacement (SED) of ca. 50 cm, an average SED of ca. 30 cm, and fault rupture lengths of up to 33 km, a magnitude of M 6.6-6.8 is estimated for surface rupturing events. Both the SED and latest Pleistocene to Holocene slip rate (ca. 0.03 mm/yr) at the trench site are likely to be less than values measured toward the western end of the fault where the rangefront is larger. The Acambay graben has distinct eastern and western halves, being divided by a N- to NNW-striking structural zone corresponding to the Taxco-San Miguel de Allende fault system. Paleoseismic data and empirical relationships suggest that the Pastores fault constitutes both a distinct seismic source from other active faults of the Acambay graben and a significant seismic hazard.Los terremotos corticales someros representan un riesgo significativo para las comunidades de la región del centro de México. Dentro del graben de Acambay, la falla de Pastores es una falla activa de cerca de 33 km de largo, de mecanismo normal, con rumbo E-W y buzamiento hacia el norte. Dos trincheras paleosísmicas fueron excavadas en la localidad de Manto del Río para estimar los parámetros preliminares de actividad y de riesgo sísmico. Ambas trincheras mostraron evidencia de al menos dos paleo-rupturas en el Pleistoceno Tardío al Holoceno, según las fechas de radiocarbono obtenidas de la trinchera oeste, y mediante la correlación de unidades piroclásticas entre las trincheras. El evento más antiguo (Evento III) se encuentra en el intervalo de ca. 31.5-41.0 cal ka BP. Las unidades superiores de la trinchera están menos desplazadas y proporcionan evidencia de al menos un evento más joven. La ruptura del Evento II se encuentra en el intervalo de ca. 23.9-34.6 cal ka BP. El fallamiento más joven (Evento I; 12.2 a 12.6 cal ka BP) se infiere por la presencia de relleno orgánico dentro de la zona principal de falla (fisura). Estos resultados arrojan un intervalo de recurrencia preliminar de ruptura superficial de aproximadamente 10-15 ka para la falla de Pastores. Se estima una magnitud de 6.6 a 6.8 M para la falla de Pastores con base en un desplazamiento cosísmico (single event displacement, SED) máximo de aproximadamente 50 cm, un SED promedio de aproximadamente 30 cm, y la longitud de ruptura de falla de hasta 33 km. Es probable que tanto el SED como la tasa de deslizamiento del Pleistoceno tardío al Holoceno (ca. 0.03 mm/año) en el sitio de la trinchera, sean menores que los valores medidos hacia el extremo occidental de la falla. El graben de Acambay muestra diferencias claras en sus partes oriental y occidental, siendo dividido por una zona estructural con rumbo N a NNW que corresponde al sistema de fallas Taxco-San Miguel Allende. Los datos paleosísmicos y las relaciones empíricas sugieren que la falla de Pastores constituye a la vez una fuente sísmica diferenciada de otras fallas activas del graben de Acambay, así como un riesgo sísmico significativo