Relaciones petrogenéticas del magmatismo en la provincia alcalina oriental mexicana

Viera Décida, Federico (2006) Relaciones petrogenéticas del magmatismo en la provincia alcalina oriental mexicana. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

La Provincia Alcalina Oriental Mexicana (PAOM) consiste de una serie de localidades magmáticas que se orientan NNW-SSE y se extiende desde el Norte del estado de Coahuila hasta el estado de Veracruz, México. Dicha provincia se considera como una probable extensión hacia el Sur de la Provincia Magmática de Trans-Pecos localizada en Texas y Nuevo México, U.S.A. El propósito del presente trabajo es obtener nuevos datos para tener un mejor entendimiento de la petrogénesis de los complejos magmáticos presentes desde el Cinturón Candela-Monclova (CCM) hasta la Sierra de Otontepec (SOt). El magmatismo del CCM y la Sierra de Picachos (SP) es predominantemente plutónico, en la Planicie de Tampico (PT) y la SOt es predominantemente volcánico, mientras que en la Sierra de San Carlos Cruillas (SSCC) y en la Sierra de Tamaulipas (ST) coexisten ambos tipos de magmatismo. Las rocas plutónicas varían desde dioritas hasta sienitas y granitos en el CCM; gabros, piroxenitas, dioritas y sienitas nefelínicas en la SP; diferentes variedades de gabros, monzodioritas y diferentes variedades de sienitas (sienitas sensu stricto, sienitas alcalinas y sienita nefelínicas) en la SSCC; y diferentes variedades de gabros, dioritas, monzonitas, sienitas (sienitas sensu stricto, sienitas con feldespatoides, sienitas de feldespato alcalino con y sin feldespatoides) y granitos en la ST. Además en la SSCC y en la ST afloran las variedades petrográficas mencionadas con más que 5 % de cuarzo modal. Las rocas volcánicas consisten de basanitas, foiditas, fonotefritas, basaltos alcalinos, traquibasaltos y traquiandesitas basálticas en la SSCC; basaltos alcalinos, hawaiitas y basanitas en el área de las Mesetas y Bernales de Llera, y basaltos (alcalinos y subalcalinos), latitas y traquitas en el Complejo Volcánico de Villa Aldama (CCVA) y sus alrededores en la ST; fonolitas, basaltos alcalinos, basanitas y nefelinitas en la PT; y basaltos alcalinos, hawaiitas y basanitas en la SOt. El carácter geoquímico de los magmas es predominantemente subalcalino para el CCM; alcalino para la SP, PT y SOt; mientras que para la SSCC y ST prevalecen ambos tipos. Rocas con características de magmas primarios (Mg# ≥62 y MgO >6 %) se restringen a algunos gabros y piroxenitas en la SP; una buena cantidad de cumulatos, gabros y basaltos, así como basanitas y foiditas en la SSCC; buena parte de los afloramientos de gabros, basaltos (alcalinos y subalcalinos), hawaiitas y basanitas en la ST, y basanitas en la PT. En los diagramas Harker sólo pueden inferirse procesos de cristalización fraccionada para las rocas del CCM y de la ST (Complejo Intrusivo del Rancho El Salvador y CVVA). Mediante los diagramas de elementos incompatibles se observa una fuerte diferencia en la relación LILE/HFSE. Las rocas de la SP, PT, SOt y buena parte de las rocas de las SSCC y ST presentan una baja relación en estos elementos (Ba/Nb <30), lo cual es característico para magmas generados en un ambiente de intraplaca. Por otra parte, las rocas del CCM, los gabros y monzodioritas de la SSCC y todas las variedades petrográficas del CIRS (Sur de la ST) presentan una alta relación en los elementos mencionados (Ba/Nb >30), indicando magmas empobrecidos en HFSE. Ésto, típicamente se ha considerado como una característica para los magmas generados en un ambiente de subducción, Sin embargo, no se descarta la posibilidad de que también se deba en parte, a contaminación cortical durante el ascenso de los magmas, ya que la Corteza Continental también se encuentra empobrecida en los elementos HFSE. Los patrones de REE normalizados a condritas son muy paralelos entre sí para las rocas del CCM y de la SOt, indicando magmas generados a partir de una misma fuente magmática en cada localidad en particular. Esta característica no se observa para las rocas de la SP, SSCC, ST y PT, con lo que se deduce la probable participación de diferentes fuentes durante la generación de los magmas. La discriminación tectonomagmática de basaltos mediante el diagrama de Zr vs. Zr/Y, indica que todas las rocas basálticas de la PAOM (SSCC, ST, PT y SOt) se han generado en un ambiente de intraplaca. Por otro lado, la discriminación tectonomagmática de rocas graníticas mediante el diagrama de (Y + Nb) vs. Rb, indica que las rocas graníticas cuya relación en LILE/HFSE es baja, se ubican en el campo de granitos de intraplaca, mientras que las de alta relación en estos elementos se ubican en el campo de granitos de arco volcánico. El diagrama de (Yb)n vs. (Tb/Yb)n y las anomalías negativas de K y Ti en los diagramas multielementos, permiten suponer que los magmas que originaron las rocas volcánicas de la SSCC estuvieron en equilibrio con una fase residual rica en granate y anfíbol, mientras que los magmas que originaron las rocas volcánicas de la ST (excepto MSFB), PT y SOt estuvieron en equilibrio con una fase residual rica en granate y flogopita, ya que no presentan la anomalía negativa de Ti. En forma generalizada, los diagramas de Zr vs. Nb indican que las rocas con bajo LILE/HFSE presentan relaciones de Zr/Nb entre 1 y 10; mientras que las rocas con alto LILE/HFSE presentan relaciones de Zr/Nb entre 10 y 100, con excepción de buena parte de las rocas de la SSCC analizadas por NICK (1988) que se dispersan en relaciones de Zr/Nb entre 1 y 100. La caracterización geoquímica de las fuentes magmáticas que originaron las rocas de la PAOM realizada por medio de diagramas bivariados de relación de elementos incompatibles [p.e. La/Nb vs. Ba/Nb, Zr/Nb vs. Th/Nb y Rb/Th vs. (Sm/Nd)n], indica que las rocas con bajo LILE/HFSE de la SP, PT, SOt, SSCC y ST se desarrollaron a partir de una fuente del Manto enriquecida con características similares a OIB, mientras que las rocas con alto LILE/HFSE del CCM y SSCC se desarrollaron a partir de una fuente empobrecida con características similares a E-MORB y las rocas de ST a partir de una fuente con características similares a N-MORB y PRIMA. Por otra parte, las fuertes variaciones en la relación (Sm/Nd)n para las rocas de la SP, SSCC y ST se atribuyen a la existencia de zonas heterogéneas en el Manto, mientras que la gran variación en la relación Rb/Th indica la participación de la componente de subducción en las rocas con alto LILE/HFSE del CCM, SSCC y ST. El modelo geotectónico propuesto en el presente trabajo contempla fechamientos por el método K-Ar reportados en la literatura y los obtenidos en el presente trabajo, en el cual se indica que el magmatismo de la PAOM se inició en el Eoceno con el emplazamiento de magmas con bajo LILE/HFSE en la SSCC asociados seguramente con un “slab window” durante la migración hacia el Este del arco magmático producido por la subducción de la Placa Farallón bajo Norteamérica. Durante este mismo período se generaron magmas con alto LILE/HFSE en el CCM y ST (CIRS), mientras que en la SSCC este tipo de magmatismo se manifestó en el límite Eoceno/Oligoceno. Al retraerse el arco magmático hacia el Oeste, la convección de material astenosférico no afectado por la componente de subducción, desde las partes traseras del arco hacia la cuña del Manto (“slab rollback”), dió lugar a la generación de magmas con bajo LILE/HFSE que prevaleció desde el Oligoceno hasta el Mioceno en la SSCC, ST y PT. Magmatismo con estas características geoquímicas pero del tipo explosivo, se manifestó durante el Plioceno y Pleistoceno en la ST, el cual muy probablemente está relacionado con el sistema extensional del “Basin and Range”. La disminución en edad del magmatismo de N a S en la PAOM, propuesta por autores anteriores, es ahora descartada. La componente de subducción para las rocas con alto LILE/HFSE, se confirma por la mínima contaminación cortical deducida a partir de las relaciones isotópicas de Rb/Sr y Sm/Nd, obtenidos en el proyecto CONACYT 28653-T por RAMÍREZ-FERNÁNDEZ (Com. Pers.), con lo que se propone que el cambio en el tectonismo compresional a extensional tuvo lugar hace ~33 Ma, teniendo una historia muy similar a la de la parte Sur de los Estados Unidos (p.e. Provincia Magmática de Trans-Pecos y el Rift del Río Grande).

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