Resumen de Isotope geochemistry and petrogenesis of peralkaline Middle Miocene ignimbrites from central Sonora: relationship with continental break-up and the birth of the Gulf of California

Jesús R. Vidal Solano, Henriette Lapierre, Joann M. Stock, Alain Demant, Francisco A. Paz Moreno, Delphine Bosch, Pierre Brunet, Andrea Amortegui Vera

• English

  Middle Miocene peralkaline ignimbrites constitute a specific geodynamic marker of the early stage of opening of the Gulf of California, preserved either in central Sonora or the Puertecitos area, in Baja California. Very uniform ages (12-12.5 Ma) obtained on these rocks show that this volcanic episode corresponds to a specific stage in the tectonic evolution of the proto-gulf area. Field observations and slightly different Sr and Nd isotopic signatures support eruptions from several small volume magma batches rather than from a large-volume caldera forming event. Isotopic ratios help to constrain the petrogenesis of the peralkaline liquids by fractional crystallization of transitional basalts in a shallow reservoir, with slight contamination by Precambrian upper crustal material. Less differentiated glomeroporphyritic icelandites erupted at about 11 Ma, mark an increase in the magma production rate and highlight an easier access to the surface, illustrating an advanced stage in the weakening of the continental crust. The tilting of the Middle Tertiary sequences results from a major change in the tectonic regime, from E-W extension giving rise to N-S grabens, to NNW-SSE strike-slip motion that can be related to the transfer of Baja California from North America to the Pacific plate. The location of peralkaline volcanism coincides with the southern edge of the Precambrian crust and the southernmost extension of the California slab window at 12.5 Ma.

• français

  Les ignimbrites hyperalcalines du Miocène moyen constituent un excellent marqueur du stade initial de l'ouverture du golfe de Californie. Elles sont préservées aussi bien en Sonora central que sur la marge orientale de la péninsule de Basse Californie, dans la région de Puertecitos. Les âges uniformes obtenus sur ces roches (12.5-12 Ma) montrent que cet épisode volcanique correspond à un stade spécifique de l'évolution du golfe de Californie. Les données de terrain, ainsi que les données isotopiques, indiquent que les ignimbrites correspondent à plusieurs venues de faibles volumes, plutôt qu'à une éruption majeure se terminant par un effondrement en caldera. Les données isotopiques permettent en outre de préciser que les ignimbrites sont le résultat de processus de cristallisation fractionnée à partir de basaltes transitionnels, avec une faible contamination par la croûte supérieure précambrienne. Les laves vitreuses gloméroporphyriques de 11 Ma (islandites) témoignent d'une production magmatique plus importante et d'un accès plus aisé vers la surface, en relation sans doute avec une croûte continentale plus amincie. Le basculement des séquences du Miocène moyen et supérieur témoigne d'un changement majeur du champ de contrainte, depuis une extension E-W à l'origine de grabens N-S, à un système transtensif NNW-SSE qui résulte du transfert de la péninsule de Basse Californie, de la plaque Amérique du Nord à la plaque Pacifique. Le volcanisme hyperalcalin s'est manifesté sur la bordure méridionale du craton nord-américain, à l'aplomb de la terminaison du slab-window de Californie, à 12.5 Ma.