Magmatismo y Tectónica de la Sierra Madre Occidental

Dr. Luca Ferrari.- Magmatismo y Tectónica de la Sierra Madre Occidental

La tectónica extensional es el aspecto más evidente de la Sierra Madre Occidental y su relación finalmente con la apertura del Golfo de California tomando en cuenta también un poco lo que sabemos de la geofísica de toda esta región del Occidente de México.

La Sierra Madre Occidental: Contexto Geodinámico

La sierra madre occidental está bordando el rift del golfo de california y que durante buena parte de su actividad tectónica y magmática estuvo frente a una trinchera activa que ahora ya no lo es y donde se han quedado algunas microplacas sin subducir como una  la microplaca Guadalupe o la microplaca magdalena. Pero antes de la apertura del golfo de california tuvimos un largo periodo de subducción bajo el Occidente de México  y en la actualidad tenemos hacia el sur la frontera de la sierra madre occidental colindando con el arco volcánico activo de la faja volcánica transmexicana y con la subducción más al sur de la placa de Ribera y todavía más al sureste de Cocos.

La Sierra Madre Occidental: fisiografia y geologia

La provincia geológica de la sierra madre occidental se representa como una región elevada que bordea el golfo de california y si consideramos las elevaciones más altas que tenemos de la sierra madre occidental que son de 3600 metros y las profundidades máximas del golfo de california que son de menos 3500 metros son prácticamente 7 kilómetros de desnivel que tenemos en un espacio relativamente corto, la sierra madre occidental cuenta con una cubierta ignimbrítica que da el paisaje típico de la SMO y hacia su parte más occidental aflora basamento, constituido en parte  por un batolito del cretácico superior-paleoceno pero también de secuencias algunas metamórficas, otras volcanosedimentarias más antiguas del

mesozoico que son realmente el basamento de la parte magmática de la sierra madre occidental y más al oriente tenemos todos los pliegues de la sierra madre oriental.

¿Qué hay por debajo de la cubierta ignimbrítica de la SMO? tenemos la sutura entre dos basamentos,  El basamento mesozoico del super terreno guerrero son arcos marginales, por otro lado más hacia el este tenemos un basamento precámbrico - mesozoico, cubierto en buena medida por la las secuencias mesozoica de marinas de la sierra madre oriental posteriormente plegada durante la orogenia laramide, pero esta sutura es muy importante porque cruza a mitad digamos la sierra madre occidental, entonces de la parte norte de la sierra madre occidental, es un basamento de tipo antiguo, cratónico probablemente por lo menos paleozoico-precámbrico mientras que en la mitad sur es un basamento más joven principalmente ígneo asociado a la subducción, esto se ve muy claramente en un mapa aeromagnético de méxico donde se puede ver la diferencia en la parte centro-sur de la sierra madre occidental de la firma geomagnética entre el basamento del guerrero y el basamento más antiguo.

Evolución de la margen occidental de México

La margen occidental de México dónde está la sierra madre occidental ha tenido durante el mesozoico una historia de subducción, que ha creado diferentes tipos de conjuntos sedimentarios, metamórficos e ígneos. En la construcción más reciente de Fitz y colaboradores indica que siempre hubo subducción hacia el oriente de la placa farallón principalmente pero que en el tiempo ha ido aumentando el ángulo de subducción hasta que por los finales del jurásico tardío provocó una extensión con la formación de una pequeña cuenca oceánica, que es la cuenca de Arperos, que posteriormente esa cuenca fue cerrada formando esta sutura que le mencioné hace poco, es importante mencionarlo porque lo que es realmente la parte magmática dominante de la sierra madre occidental, es magmatismo continental que es subsecuente a la acreción del terreno guerrero cuando el volcanismo se vuelve completamente continental mientras que antes era principalmente marino, eran arcos de islas, entonces el magmatismo cretácico tardio-paleoceno una vez que se cierra la cuenca de arperos, después de unos millones de años empieza un magmatismo continental que actualmente podemos ver distribuido en diferentes batolitos tanto en la costa este como en margen occidental del golfo de bajacalifornia sur, es una serie, el batolito de sonora sinaloa y el batolito de jalisco y en baja california el batolito de los cabos y batolito que aflora en toda la parte norte de baja california que en general se agrupa dentro del peninsular range.

El magmatismo que vemos es un magmatismo que tiene poca asimilación cortical por lo que se ha podido ver de los datos isotópico principalmente en la parte norte donde hay más contrastes del basamento pre batolito en la corteza y en la actualidad si lo vemos segmentado entonces en esos diferentes batolitos afloran de manera discontinua.

Magmatismo y deformación Laramide

Este arco magmático continental se le ha llamado magmatismo o arco laramide que sin embargo es un poco engañoso porque en México conocemos la orogenia laramide que es una orogenia que va plegando progresivamente creando los pliegues y cabalgaduras de occidente a oriente de entre 80 a 45 millones de años, lo que actualmente llamamos la sierra madre oriental entonces este magnetismo definido como laramide en un trabajo  de los años 80 en realidad no tiene que ver directamente con la orogenia porque la orogenia laramide por lo menos en EU se ha asociado a una subducción sub horizontal pero en México no podría haber una subducción sub horizontal porque no pudiéramos haber tenido un arco magmático tan robusto como el que se desarrolla justamente en ese periodo entre 100 y 50 millones de años, Centeno en esta síntesis de 2017 lo llama arco tarahumara que quizás es más apropiado para no confundir las dos cosas por que no hay una relación entre este magnetismo y la deformación en la sierra madre oriental por lo menos no se ha propuesto un modelo que pueda satisfacer la ocurrencia de ese magmatismo y la deformación del otro lado.

Evolución espacio temporal y geoquímica

Lo que les voy a presentar aquí es básicamente lo que hemos hecho con mi grupo en los últimos 10 años y una herramienta que hemos utilizado además de toda la geología de campo que podemos tener, ha sido el análisis de una gran base de datos de edades del magmatismo que hemos recopilado de trabajos publicados y también de nuestras propias investigaciones entonces aquí es una vista de lo que cubre toda esta base de datos y utilizando una subsede de esta base de datos entre 100 y 5 millones de años de la parte occidental de la sierra, se pueden ver algunos de los patrones interesantes del magmatismo, antes de esto es importante mencionar que para poder referir la ocurrencia de este magnetismo con respecto a la distancia de trinchera hay que cerrar el golfo de california, entonces hemos restaurando la península

de baja california a su posición realista, hemos considerado dónde está la paleo trinchera y entonces hemos podido tener una visión un poco más realista de la distancia a la cual ocurría este magmatismo con respecto a la trinchera, todo esto porque en general el magmatismo siempre se tiende a considerar relacionado a la subducción, aunque hay algunas cosas que no son así tan obviamente relacionadas a un magmatismo asociado a una subducción normal.

Datos restaurados a la posición pre-rift

Cabe mencionar que además de tener las edades hemos podido relacionar las edades con la geoquímica así que podemos ver unos patrones de evolución geoquímica en el espacio, cosa que normalmente no siempre se hace digamos, pero cuando tenemos que analizar el magmatismo en un tiempo tan grande como del cretácico al plioceno, en este caso es muy importante ver no sólo en el espacio sino también en el tiempo cómo cambian las cosas.

Evolución del volcanismo de la SMO

Esta evolución tiene un subconjunto de edades y es simplemente la cantidad de edades con

respecto al tiempo desde 100-5 millones de años dividido por la composición, entonces tenemos un cambio bastante importante entre 45 y 40 millones de años. El volcanismo aquí están incluido también las rocas plutónicas previo al eoceno, es lo que hemos visto que define el arco tarahumara y como pueden ver es dominantemente intermedio como composición de hecho son batolitos principalmente granodioriticos con algo de granitos y diorita pero principalmente es granodiorítico, sucede un aumento muy grande de las edades, que podría reflejarse en un aumento del volumen de rocas pero sobre todo vemos que aumentan de manera muy notable las rocas silíceas o llamarada silícica que caracteriza a la sierra madre occidental, también podemos ver que hay bastante volcanismo máfico, de hecho en el campo lo que uno ve es básicamente un volcanismo bimodal y ya después tenemos el resto de la de la evolución donde el volcanismo se mueve progresivamente más hacia baja california con el vulcanismo representado dentro del grupo congondu. Sí vamos a medir la distancia desde la trinchera  y con lo que hemos corregido con respecto a la apertura del golfo de california, tenemos un patrón bastante interesante tanto en la parte noroeste como en la parte sureste de la sierra madre occidental el patrón es similar y tenemos entonces aquí un magmatismo que va progresivamente moviéndose hacia el continente entre 100 y 50 millones de años y luego hay un periodo de transición donde hay magmatismo prácticamente casi desde la costa hasta el otro lado de méxico y eso es bastante extraño para un arco volcánico y luego tenemos su magmatismo que regresa rápidamente mucho más rápidamente hacia la trinchera, el mismo patrón lo pudimo ver en la parte de sureste aunque con menos datos, siempre consideren que los datos más confiables son los datos de uranio-plomo (están en azul) que representan a la la de cristalización pero también tenemos ya bastante datos argón-argón que permiten discriminar si hubo recalentamiento de la edad, entonces lo interesante aquí es este periodo de transición entre un patrón donde el vulcanismo migra lentamente hacia el este y el segundo período cuando el volcanismo migra rápidamente hacia la trinchera, ese es un periodo donde tenemos un área muy grande con vulcanismo, como le decía que básicamente casi desde la costa hasta el golfo de méxico, aquí pueden ver esas son las edades del eoceno básicamente pueden ver, todos todo entre 50 a 40 millones de años, es un periodo que algo pasa y que luego vamos a ver cómo podemos apretar, hay cosas como por ejemplo el cinturón de intrusivo candela monclova con una composición que no es típica de un arco, también en la sierra de 14, por ejemplo granitos con pepitas de turmalina como el granito comanja, tod al este de la sierra madre occidental y luego dentro de la sierra madre occidental hay una serie de plutónes donde el batolito que mas hemos estudiado está en la frontera entre durango y sinaloa, el batolito piaxtla.

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