Resumen de Petrologic diversity of Plio-Quaternary post-subduction volcanism in northwestern Mexico: an example from Isla San Esteban, Gulf of California

Thierry Calmus, Carlos Pallares, René C. Maury, Hervé Bellon, Efrén Pérez Segura, Alfredo Aguillón Robles, Ana Luisa Carreño, Jacques Bourgois, Joseph Cotten, Mathieu Benoit

• English

  During the Plio-Quaternary, numerous volcanic centres of contrasted compositions were emplaced in the Baja California Peninsula and adjacent Gulf of California. The 43 km2 Isla San Esteban (28o 42 N and 112o 34' W), located in the central part of the gulf near the Pliocene extinct spreading centre of Lower Tiburón basin, is mostly made of andesitic, dacitic and rhyolitic subaerial lava flows, domes, and pyroclastic deposits. A new geological sketch map of the island is presented, as well as new K-Ar ages ranging from 4.5 to 2.5 Ma. Isla San Esteban lavas belong to two nearly contemporaneous magmatic series emplaced within an extensional tectonic framework related to the continental breakoff followed by the progressive oceanization along the Gulf of California. The first one is medium-K calc-alkaline, and its magmas evolved from basaltic andesites to rhyolites by fractionation of plagioclase, pyroxenes, titanomagnetite and apatite. The second one includes genuine adakites, and dacites derived from them through separation of plagioclase plus amphibole. We propose that these adakites originated from the partial melting of oceanic crust slivers, incorporated to the subcontinental lithospheric mantle during the Late Miocene opening of a slab window followed by the detachment of the deep part of the Farallon slab. The high thermal flux linked to the opening of the Gulf would have triggered their melting, as well as that of the subduction-modified mantle, which represents the likely source of the associated calc-alkaline lavas.

• français

  Au cours du Plio-Quaternaire, la péninsule de Basse Californie et le golfe de Californie ont été le siège d'une importante activité volcanique qui a mis en place des magmas de compositions très contrastées. L'île San Esteban, d'une superficie de 43 km2, se situe dans la partie centrale du golfe de Californie (28o 42' N et 112o 34' W), sur la marge sud-est du bassin « pull-apart » fossile sud-Tiburón. Elle est constituée de coulées sub-aériennes, de dômes et de pyroclastites principalement dacitiques et rhyolitiques, mais comporte également des coulées de laves plus basiques. Une es-quisse géologique de l'île est présentée, ainsi que des datations K-Ar témoignant de son édification entre 4,5 et 2,5 Ma, dans un contexte tectonique typiquement extensif lié à la rupture continentale puis à la phase d'accrétion océanique du golfe de Californie. Deux séries magmatiques subcontemporaines sont mises en évidence. La première, calco-alcaline modérément potassique, a évolué depuis des andésites basaltiques jusqu'à des rhyolites par cristallisation fractionnée de plagioclase, pyroxènes, titanomagnétite et apatite. La seconde inclut des magmas adakitiques typiques, de composition andésitique, qui ont produit des dacites par fractionnement de plagioclase et d'amphibole. Nous proposons que les adakites dérivent de la fusion partielle, due au flux thermique élevé lié à l'ouverture du golfe, de fragments de croûte océanique incorporés au sein du manteau lithosphérique lors de la déchirure de la plaque plongeante Farallon, suivie du développement d'une fenêtre asthénosphérique au Miocène supérieur. Les laves calco-alcalines seraient issues de la fusion, lors de la même phase d'accrétion océanique, du manteau lithosphérique métasomatisé pendant l'épisode de subduction précédant la déchirure continentale.