Geocronología y características geoquímicas de las rocas magmáticas terciarias de la Sierra Madre del Sur*

Dante J. Morán-Zenteno¹, Barbara Martiny¹, Gustavo Tolson¹, Gabriela Solís-Pichardo¹, Leticia Alba-Aldave¹, Ma. del Sol Hernández-Bernal¹, Consuelo Macías-Romo¹, Raymundo G. Martínez-Serrano². Peter Schaaf², Gilberto Silva-Romo³

¹Instituto de Geología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, C.P. 04510, México D.F.
²Instituto de Geofísica, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, C.P. 04510, México D.F.
³Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, C.P. 04510, México D.F.

Resumen

Las rocas volcánicas y plutónicas terciarias de la Sierra Madre del Sur (SMS) constituyen una amplia provincia magmática cuya actividad precedió en tiempo a la de la Faja Volcánica Transmexicana (FVTM) y cuyo registro se extiende de manera amplia al sur de ésta. La provincia magmática de la SMS se desarrolló en un periodo caracterizado por cambios significativos en la geometría e interacciones cinemáticas de las placas que forman el entorno tectónico del sur de México, así como en las condiciones dinámicas de la deformación de la corteza en esta región.

El registro de las rocas magmáticas terciarias que forman la SMS abarca desde el Paleoceno hasta el Mioceno. Se encuentran distribuidas en una región que cuenta con basamentos de naturaleza petrológica y edad variables y cuyos segmentos más antiguos están representados por los terrenos Mixteca y Oaxaca del Paleozoico temprano y el Proterozoico Medio, respectivamente. La composición de las rocas magmáticas terciarias, en términos de la concentración de SiO₂, varía en lo general de 52% a 76% en peso con abundancias de álcalis (Na₂ O + K₂O) que las caracterizan como rocas de la serie calcialcalina, típica de los arcos magmá-ticos asociados a un límite convergente de placas. Los patrones de Tierras Raras, normalizadas con respecto a la condrita, indican un enriquecimiento de las Tierras Raras ligeras con respecto a las Tierras Raras pesadas con anomalías negativas de europio en algunas unidades silfcicas. Los valores iniciales de las relaciones de ⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr (0.7035-0.7063) y de εNd (-3 a +5.7) indican una influencia, relativamente baja de la corteza continental antigua si se les compara con otros arcos continentales como los Andes Centrales y la Cordillera Norteamericana. Algunos plutones emplazados en el Terreno Guerrero, cuyo basamento continental es aparentemente más joven que los terrenos Mixteca, Oaxaca y Xolapa, tienen una tendencia a valores bajos de 87Sr/ 86Sr y aftos éNd, lo que sugiere la presencia de manto Iitosférico menos enriquecido por componentes de subducción que en la región de los terrenos más antiguos. Dada la variabilidad relativamente estrecha de las relaciones isotópicas de Sr y Nd en las rocas magmáticas del oriente de Guerrero y de Oaxaca, a pesar de las heterogeneidades isotópicas del basamento, se considera que la asimilación cortical fue en general baja. Las composiciones isotópicas de Pb obtenidas para las rocas magmáticas de estas dos regiones apoyan esta hipótesis.

Uno de los factores que parecen haber controlado los diferentes grados de diferenciación en las rocas volcánicas del interior del continente es el tipo de deformación que afectó a cada región particular. Las secuencias volcánicas intermedias del Oligoceno del noroeste de Oaxaca convivieron con una tectónica transtensional asociada a fallas de rumbo general norte-sur, mientras que la mayor parte de las secuencias dominantemente silícicas del noreste de Guerrero y Morelos no presentan indicios de rasgos extensionales significativos.

Los datos geocronológicos de las rocas ígneas terciarias de la SMS indican que el magmatismo de arco del Paleoceno y Eoceno predominó en las regiones de Michoacán y occidente de Guerrero, y posteriormente migró hacia el oriente de Guerrero y occidente de Oaxaca, formando un amplio arco para el Oligoceno temprano. En el intervalo Oligoceno tardío-Mioceno medio el eje del magmatismo se desplazó hacia el oriente del Estado de Oaxaca. Esta tendencia es particularmente clara en los plutones ubicados a lo largo de las costas de Guerrero y Oaxaca. La extinción del magmatismo de la SMS hacia el oriente, desde el Eoceno tardío, puede ser explicada como resultado del paso hacia el sureste del punto triple trinchera-trincheratransformante que acompañó al desplazamiento del Bloque de Chortis y ocasionó el truncamiento de la margen continental del sur de México. Este proceso originó el desarrollo de una nueva trinchera y el cambio en la inclinación de la placa subducida hacia un ángulo más bajo. Después de la desaparición del volcanismo de arco del Oligoceno en una región amplia comprendida entre los meridianos 100° Y 97° W, hubo una ausencia general de magmatismo de arco hasta el inicio del Mioceno medio, tiempo en el que ocurren las primeras manifestaciones de volcanismo en la parte central y oriental de la FVTM. Este gap magmático puede ser explicado por el cambio relativamente rápido en la inclinación de la placa subducida, a partir del truncamiento de la margen continental, y por el tiempo necesario para que la cuña del manto, bajo la FVTM, tuviera las condiciones de transformación metasomática que le permitieran producir los volúmenes de magma necesario para generar volcanismo.

*EI presente trabajo está basado en los datos e interpretaciones presentados por los autores en un artIculo publicado en el Journal of South American Earth Sciences en diciembre de 1999. Una parte del contenido de este artículo fue presentado por el primer autor como trabajo de ingreso a la Academia Mexicana de Ingeniería.