Magmatismo y tectónica en la Sierra Madre Occidental y su relación con la evolución de la margen occidental de Norteamérica

La Sierra Madre Occidental (SMO) es el resultado de diferentes episodios magmaticos y tectonicos durante el Cretacico-Cenozoico, asociados a la subduccion de la placa Farallon debajo de la placa de Norteamerica y a la apertura del Golfo de California. La estratigrafia de la SMO consta de cinco conjuntos igneos principales: (1) rocas plutonicas y volcanicas del Cretacico Superior-Paleoceno y (2) rocas volcanicas andesiticas y, en menor medida, dacitico-rioliticas del Eoceno, tradicionalmente agrupadas en el denominado ¿gComplejo Volcanico Inferior¿h (CVI); 3) ignimbritas silicicas emplazadas en su mayoria en dos pulsos, en el Oligoceno temprano (32-28 Ma) y el Mioceno temprano (24-20 Ma), y agrupadas en el Supergrupo Volcanico Superior; 4) coladas basaltico-andesiticas transicionales extravasadas despues de cada pulso ignimbritico, correlacionadas con las ¿gAndesita-Basalticas del Sur de la Cordillera¿h (SCORBA por sus siglas en ingles); 5) volcanismo postsubduccion constituido por coladas de basaltos alcalinos e ignimbritas emplazados en diferentes episodios del Mioceno tardio, Plioceno y Cuaternario, y que se relacionan con la separacion de Baja California del continente. Los productos de todos estos episodios magmaticos, parcialmente superpuestos entre si, cubren a su vez un basamento heterogeneo pobremente expuesto con edades del Precambrico y Paleozoico en la parte norte (Sonora y Chihuahua) y del Mesozoico en el resto de la SMO. La deformacion Laramide afecto moderadamente a las rocas mas antiguas del CVI (~101 a ~89 Ma) en Sinaloa y a rocas volcanicas del Maastrichtiano en Chihuahua central. En su fase fi nal, durante el Paleoceno y Eoceno temprano, se desarrollaron fracturas de tension ~E-W a ENE-WSW que hospedan los principales depositos de porfi dos cupriferos de la SMO. La tectonica extensional inicio por lo menos en el Oligoceno en toda la mitad oriental de la SMO, provocando la formacion de grabenes limitados por fallas de alto angulo que se han referido como el Basin and Range mexicano. En el Mioceno temprano y medio la extension migro hacia el occidente. En Sonora central esta deformacion llego a exhumar la corteza inferior, mientras que en el resto de la SMO no rebaso el 20%. En el Mioceno tardio la extension se concentro en la franja mas occidental de la SMO, adyacente al Golfo de California, donde produjo sistemas de fallas NNW que limitan un conjunto de semigrabenes con vergencia tanto al ENE como al WSW con zonas de acomodo transversales. Es importante notar que buena parte de la extension se dio mientras la subduccion de la placa Farallon era todavia activa. Los estudios geoquimicos y petrologicos indican que las rocas de la SMO forman un conjunto tipicamente calcialcalino, caracterizado por concentraciones de potasio intermedias a altas y enriquecimiento relativamente bajo en Fe. El volcanismo del Eoceno tardio al Mioceno es claramente bimodal con los miembros silicicos dominantes sobre los mafi cos. Las relaciones iniciales de 87Sr/86Sr estan comprendidas, en su mayoria, en el rango de 0.7041 a 0.7070, y los valores iniciales de ¿ÃNd entre +2.3 y -3.2, intermedios entre los del manto y de la corteza. Con base en los datos isotopicos de rocas volcánicas y xenolitos de algunos pocos sitios de la SMO se han propuesto modelos contrastantes para la génesis del volcanismo silícico. Por una parte las ignimbritas silícicas se han relacionado a un proceso de cristalización fraccionada de magmas máfi cos del manto con poca o nula intervención de la corteza; por otra parte, se ha considerado que estas rocas son en gran medida el resultado de fusión parcial de la corteza calentada por el arribo de basaltos del manto. Diferentes evidencias sugieren que en la mayoría de los casos ambos procesos hayan ocurrido en la SMO y que la petrogénesis de las ignimbritas es dominada por procesos de mezcla y asimilación-cristalización fraccionada a gran escala inducida por el emplazamiento de cantidades signifi cativas de magmas máfi cos procedentes del manto. Los datos geofísicos indican la presencia de una corteza que alcanza los 55 km de espesor en el núcleo relativamente no extendido de la parte norte de la SMO, mientras que más al este el espesor es de ~40 km. El espesor anómalo de la parte central de la SMO sugiere la presencia de una corteza inferior fuertemente intrusionada por magmas máfi cos. En la franja costera del Golfo de California los espesores son de ~25 km, lo que implica una extensión superior a 100%. El manto superior por debajo de la SMO se caracteriza por una amplia anomalía de baja velocidad, típica del manto astenosférico, que se extiende desde la provincia Basin and Range de Estados Unidos. La revisión de la historia magmática y tectónica de la SMO presentada en este trabajo indica que esta provincia geológica es el resultado de la evolución del sistema de subducción Cretácico-Cenozoico del occidente de Norteamérica. En particular la SMO, como gran provincia ígnea silícica oligo-miocénica, está ligada a los eventos ocurridos en el ocaso de la subducción de la placa Farallón y puede verse como el precursor de la apertura del Golfo de California. El mecanismo responsable de los pulsos ignimbríticos se relaciona esencialmente con la remoción de la placa Farallón desde la base de la placa de Norteamérica después del término de la orogenia Laramide. Este proceso involucra el aumento rápido del ángulo de subducción y, posiblemente, el despegue de la parte más profunda de la placa subducida como consecuencia del arribo de litósfera oceánica cada vez más joven y fl otante en la paleotrinchera y, fi nalmente, la interacción directa entre las placas Pacífi co y Norteamérica