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The relationships between volcanism and extension in the Mesa Central: the case of Pinos, Zacatecas, Mexico

  • Autores: José Jorge Aranda Gómez, R. S. Molina Garza, Fred McDowell, Luis Fernando Vasallo Morales, María Amabel Ortega-Rivera, Gregorio Solorio Munguia, Alfredo Aguillón Robles
  • Localización: Revista mexicana de ciencias geológicas, ISSN-e 2007-2902, ISSN 1026-8774, Vol. 24, Nº. 2, 2007, págs. 216-233
  • Idioma: inglés
  • Títulos paralelos:
    • Las relaciones entre el volcanismo y la extensión en la Mesa Central: el caso de Pinos, Zacatecas, México
  • Enlaces
  • Resumen
    • español

      El complejo volcanico de Pinos es una region elevada en donde estan expuestas rocas sedimentarias mesozoicas y rocas volcanicas y sedimentarias del Terciario medio. Su estratigrafia, estilo de deformacion y volcanismo son caracteristicos de la Mesa Central de Mexico, asi como de la porcion sureste de la provincia volcanica de la Sierra Madre Occidental (SMO). Las rocas mas antiguas expuestas en Pinos son rocas sedimentarias carbonatadas y siliciclasticas que subyacen a una secuencia de capas rojas intercaladas con rocas volcanicas felsicas, que a su vez son cubiertas por un complejo de domos volcanicos voluminosos. Las capas rojas de Pinos tienen un espesor minimo de 900 m y estan compuestas por areniscas conglomeraticas bien litifi cadas y por capas de conglomerado polimictico soportado por matriz, con tamanos de grano que varian de medio a fi no. Los clastos de las capas rojas de Pinos provienen del basamento Mesozoico, de rocas volcanicas continentales de composicion felsica y proveniencia desconocida, y de un granito con moscovita y turmalina. Tobas felsicas de caida, una ignimbrita densamente soldada y material piroclastico retrabajado se encuentran intercalados con las capas rojas. Los componentes principales del complejo de domos .en los que reconocimos mezcla inhomogenea (mingling) de magmas (el primer caso documentado en la provincia volcanica de la SMO). son derrames de traquita de color rojo oscuro y de riolita porfidica de color paja. Las relaciones de campo en el complejo de Pinos demuestran una asociacion temporal muy cercana entre el volcanismo felsico y el fallamiento normal en la region. El fallamiento en Pinos es complejo, ya que incluye conjuntos de fallas con orientaciones NS, NW y NE con relaciones de corte que en conjunto rinden una cronologia ambigua. Una combinacion de cartografia geologica, geocronologia K-Ar, petrografia y analisis de la polaridad magnetica de las unidades volcanicas nos permitio establecer que hubo varios pulsos de deformacion contemporaneos al volcanismo en el periodo comprendido entre ~32 y 27 Ma.

      Esta informacion muestra que el fallamiento normal en la Mesa Central es mas antiguo que 29.27 Ma, la edad del pulso de deformacion mas antiguo previamente identifi cado. El primer pulso de deformacion en la region (.32 Ma) posiblemente esta relacionado con un sistema de fallas regional (.250 km de longitud) con orientacion NW y que divide a la Mesa Central en dos dominios con estratigrafia y aspecto geomorfologico distinto. Las capas rojas de Pinos incluyen clastos del granito del Penon Blanco (40Ar/39Ar = 50.94 ¿} 0.47 Ma), que ademas de proporcionar una edad minima para la deformacion laramidica en el area, son evidencia de la edad del levantamiento y denudacion del granito, previo o contemporaneo con la acumulacion de las capas rojas.

    • English

      Pinos volcanic complex is an uplifted area that exposes Mesozoic strata and mid-Tertiary volcanic and sedimentary rocks. Its stratigraphy, deformation style, and volcanism are characteristic of the Mesa Central region of central Mexico and the southeastern segment of the Sierra Madre Occidental (SMO) volcanic province. The oldest rocks in Pinos are marine carbonate sedimentary and siliciclastic rocks that underlie a red bed sequence (Pinos red beds) interlayered with felsic volcanic rocks, in turn partially covered by a voluminous lava dome complex. The Pinos red bed sequence is at least 900 m thick and it is formed by well-lithifi ed conglomeratic sandstone and matrix-supported, generally fi ne-grained to medium-grained, polymictic conglomerate. Clasts in the Pinos red beds were derived from the Mesozoic basement, subaerial felsic volcanic rocks of unknown provenance, and tourmaline-bearing muscovite granite. Interlayered volcanic rocks include ash-fall tuffs, a densely welded ash-fl ow tuff, and water-laid or reworked pyroclastic material. The main components of the dome complex are a dark-red, porphyritic potassium-rich trachyte, and a buff-colored, porphyritic rhyolite, for which we report lava mingling (the fi rst one in the SMO volcanic province). Field relations at the Pinos volcanic complex demonstrate a close temporal relationship between felsic volcanism and extension. Faulting in Pinos is complex as it includes arrays of Cenozoic normal faults with NS, NW, and NE trends, for which cross-cutting relations are ambiguous. A combination of mapping, K-Ar geochronology, petrographic work and interpretation of the magnetic polarity of the volcanic units allow us to establish that repeated pulses of synextensional volcanism occurred during the period between ~32 and 27 Ma. These data demonstrate that extension in the Mesa Central is older than 29.27 Ma, the oldest previously recognized episode of extension.

      The earliest (. 32 Ma) pulse of extension may be related to a regional (~250 km long) NW-trending fault system that divides the Mesa Central into two domains with contrasting stratigraphy and different geomorphic aspect. The Pinos red bed sequence includes clasts of the Penon Blanco granite (40Ar/39Ar = 50.94 ¿} 0.47 Ma), that in addition to providing a minimum age for the end of the Laramide orogeny in the Mesa Central, offers evidence of uplift and denudation of the granite before or synchronous with red bed deposition.


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