Estratigrafía cretácica y tectónica de una porción del centro y noreste de México*

http://dx.doi.org/10.18268/BSGM1983v44n1a2

E. López Ramos··

*Trabajo presentado en la V Convención de la Sociedad Geológica Mexicana, Nov. 1980.
** Investigador del Instituto de Geología, UNAM, Ciudad Universitaria. México 20, D.F., y Profesor de Geología de México, en la ESIA-IPN.

Resumen

El área estudiada tiene unos 200,000 Km², comprendidos al sur por el Eje Neovolcánico, al norte por el paralelo 26° (norte de Monterrey, N.L.); al oriente por la planicie costera del Golfo de México (Cuenca Terciaria de Chicontepec) y al poniente por el Meridiano 101° (Ciudad de San Luis Potosí). Geográficamente comprende la porción este de la Sierra Madre Oriental, la porción este del Altiplano y parte de la planicie costera del Golfo de México.

Las rocas aflorantes y encontradas por pozos en busca de hidrocarburos, casi todas son de ambiente de cuenca, con fauna del Neocomiano al Aptiano y comprende las formaciones siguientes de norte a sur: Cupido, Pimienta Inferior (?), Guaxcamá (evaporitas), Tamaulipas Inferior, Chapulhuacán y Ahuacatlán (nombres informales los dos últimos) y Santuario. En general pasan gradualmente hacia arriba a sedimentos de las Formaciones Otates (La Peña), si bien estas formaciones cambian su litología de Ciudad Victoria hacia al sur. En el Cretácico temprano los ambientes de depósito fueron de infranerítico a batial superior según la microfauna y la presencia de amonitas. Los espesores del Cretácico Inferior son muy variables de los 3,000 m de evaporitas (anhidritas en San Luis Potosí a los 600+m de rocas neríticas y batiales en la Sierra Madre Oriental).

Respecto al Cretácico medio se formaron calizas platafórmicas, con diferentes desarrollos arrecifales entre los que destacan los situados al S de Galeana, N.L. (Ascensión), los del E de Tula hasta el SW de Llera, Tamps., la famosa Sierra del Abra, La Sierra de Taninul (Micos), los encontrados al NE de San Luis Potosí y Río Verde, Valle de los Fantasmas y Sierra de Nicolás Pérez; la magnífica localidad de Laguna Colorada, Qro., al oeste Ahuacatlán, S.L.P., los bancos arrecifales de Jacala -Norte de Zimapán, Hgo., el arrecife de El Doctor, Qro.,  y la zona arrecifal al N-NW de Pachuca, Hgo., el banco al NW de Actopan, Hgo., y oriente de Ixmiquilpan, Hgo.

El Cretácico Superior está representado por las calizas negras laminadas de la Fm. Agua Nueva, las elásticas tipo flysch de la Fm. Soyatal, las calizas con lutitas de la Fm. San Felipe y las margas grises de la Fm. Méndez.

Se localizaron nuevas áreas arrecifales y es posible que los depósitos considerados como post-arrecife pertenezcan realmente a una gran plataforma que está limitada al Este y Oeste por mares neríticos y batiales someros.

La Sierra Madre Oriental presenta pliegues recumbentes hacia el Este, fallas inversas y cobijaduras desde Monterrey hasta Aramberri, N.L., al Oeste de Ciudad Victoria, N.W. de Tamazunchale, Oeste de Mestitlán y al Oriente del Arrecife El Doctor, considerándose que la Sierra Madre Oriental tiene una amplitud promedio de unos 90 km. Su límite con la planicie costera es muy claro (altitudes sólo de unos 200 m) en cambio es difícil su alcance al W con el Altiplano, los únicos argumentos válidos son la suavidad de la topografía y su altitud. Todavía no es explicable el origen del acortamiento transversal de la Sierra Madre Oriental de más de 100 km, esto es, que los depósitos originales fueron afectados tectónicamente, comprimiéndolos y afallándolos en muchos casos. Los antic1inorios de Huizachal, Peregrina, Catorce y Huayacocotla tienen orígenes distintos.

Introducción

Este estudio resumido de una porción de la Sierra Madre Oriental tiene como objetivo una actualización de nuestros conocimientos del área, que está indicada en la bibliografía anexa. Desde luego que hay algunos estudios inéditos y otros que no aparecen referidos en este trabajo como son los de Petróleos Mexicanos, Instituto de Geología UNAM, así como pocas tesis profesionales y de Geología de Minas, que debido a su calidad de confidenciales y de poca extensión superficial no pudieron utilizarse.

Afortunadamente la DETENAL (ahora Dirección de Geografía) ha realizado el estudio cartográfico de prácticamente toda el área presentada y que era el obstáculo principal para realizar un buen estudio geológico superficial.

Cretácico Inferior

Las rocas aflorantes y encontradas por pozos en busca de hidrocarburos, casi todas son de ambiente de cuenca, con fauna del Neocomiano al Aptiano y comprende las formaciones siguientes de norte a sur: Cupido, Pimienta Inferior (?), Guaxcamá  (evaporitas), Tamaulipas Inferior, Chapulhuacán y Ahuacatlán (nombres informales) y Santuario. En general pasan gradualmente hacia arriba a sedimentos de las Formaciones Otates (La Peña), si bien estas formaciones cambian su litología de Ciudad Victoria hacia el sur.

El ambiente de depósito fue de infranerítico a batíal superior según la microfauna y la presencia de amonitas. Los espesores del Cretácico Inferior son muy variables de los 3,000 m de evaporitas (anhidritas en San Luis Potosí) a las 600+m de rocas neríticas y batiales en la Sierra Madre Oriental.

Cretácico Medio

En la Figura No. 1 anexa, modificada de la VI-13 del Tomo II de la Geología de México, se aprecia un mapa geológico con el desarrollo de las calizas platafórmicas con diferentes desarrollos arrecifales entre los que destacan los situados al sur de Galeana, N.L., los del oriente de Tula hasta el SW de Llera, Tamps., la famosa Sierra del Abra. La Sierra de Taninul (Micos), los encontrados al NE de San Luis Potosí y Río Verde, Valle de los Fantasmas y Sierra de Nicolás Pérez; la magnífica localidad de Laguna Colorada, Qro., al oeste Ahuacatlán, Qro. (?), los bancos arrecifales de Jacala-norte de Zimapán, Hgo., el arrecife de El Doctor, Qro., y la zona arrecifal al N-NW de Pacbuca, Hgo., el banco al NW de Actopan, Hgo., oriente de Ixmiquilpan, Hgo. En las localidades mencionadas afloran las formaciones Tamabra, El Abra, El Doctor, las cuales gradúan lateralmente a rocas neríticas con amonitas de las formaciones Taraises, Cuesta del Cura y Tamaulipas Superior. El ambiente de depósito predominante al oriente fue de tipo nerítico y de plataforma o lagunar, en lo que actualmente constituye la Sierra Madre Oriental y parte del Altiplano Mexicano.

Debe indicarse que en las estructuras arrecifales de Tamuín, Laguna Colorada, Tamasopo, El Abra, Tampaón y otras, se presentan tanto los ciclos geológicos de depósito vertical, como también verdaderos núcleos arrecifales con coquinas de moluscos y depósitos periarrecifales (breccias) y lagunares estos últimos con abundancia de Toucasias y miliólidos.

Los espesores del Cretácico Medio varían de 600 a 1,000 m (Banco de El Doctor) en los afloramientos y hasta 2,500 m en los pozos V. de Guadalupe 1 y Colmena No. 1. (Figura 1)

Figura 1.

Cretácico Superior

Respecto a estas rocas, sólo se encontraron remanentes debido a la erosión de las Formaciones Soyatal-Xilitla·Agua Nueva (Turoniano), San Felipe, Cárdenas y Caracol Inferior como depósitos flyschoides del 8enosiano, estos últimos en el Altiplano y finalmente la Formación Méndez y Caracol y Méndez como depósitos neríticos marinos producto de erosión de las primeras pulsaciones de la Revolución Laramide y que aparecen principalmente en el frente de la Sierra Madre Oriental (Fm. Méndez), ya que la Fm. Caracol es un producto flyschoide más bien de origen relicto continental, con escasísima fauna marina que puede verse en el altiplano. Los espesores del Cretácico Superior son muy variables no pasando de unos centenares de metros.

Origen de las estructuras de plataforma

Aparte de las condiciones geoquímicas propicias para el desarrollo de estas grandes masas de rocas de tipo platafórmico como son la profundidad del agua, su temperatura y pH, su cantidad de materia prima, tanto de origen orgánico como inorgánico, deben haberse desarrollado condiciones diagenéticas muy propicias que dieron lugar a los desarrollos arrecifales, que prácticamente carecen de corales, en cambio hay una riquísima variedad de Rudistas (Caprínidos y Toucasias) sobre todo asociados lateralmente a microfauna lagunar o periarrecifal de miliólidos, pero a medida que se profundizan los taludes de los bancos arrecifales hay una gran variedad de foraminíferos bentónicos que indican la batimetría de los sedimentos principalmente calcáreos, aunque ya en el Cretácico Superior se presentan algunos flyschoides como las Formaciones Caracol y Cárdenas al norte y Soyatal al sur.

Paleogeología

Las rocas cretácicas comprendidas fueron depositadas sin aparente discordancia con las rocas jurásicas en la porción central y oriental, encontrándose algunas áreas emergidas en el Jurásico Superior, como la plataforma de Valles en la porción central y la Isla Bernal, Qro., donde se depositan sólo rocas clásticas (Fm. Trancas), de muy poco espesor que aparecen en discordancia con calizas de El Doctor, ya que el Neocomiano y Aptiano están ausentes (Figura 1). Es posible que esta condición sólo se realice en la porción SW del área, aunque al W de Ahuacatlán, Pinal de Amoles en la región de Jalpa, vuelve a repetirse la secuencia completa de rocas miogeosinclinal o sea Jurásico Superior (Formaciones Pimienta-Trancas) y Cretácico (Neocomiano) Aptiano y Albiano-Cenomaniano hasta los depósitos flyschoides de la Formación Soyata!.

Un argumento de interés para explicarse el predominio de los arrecifales y de plataforma en la porción central del área estudiada (Sierra Madre Oriental), es que éstas aparentemente se defienden más de la erosión que las rocas estratificadas. Debe tomarse en cuenta que los afloramientos actuales han ascendido a más de 2,000 m de su posición de depósito, sin tomar en cuenta los grandes volúmenes de rocas que desaparecieron durante 60 millones de años por los procesos de destrucción de los agentes atmosféricos y corrientes superficiales.

No se incluyó en el mapa la posible Isla Jurásica o plataforma mesozoica en la porción NE de San Luis Potosí, debido a lo escaso de la información de subsuelo.

Figura 2.

Figura 3.

Tectónica

Según se aprecia en el mapa de este tipo, el rumbo de los pliegues es generalmente norte-sur, hasta la región de Monterrey donde se desplazan al W rumbo a Torreón, Coah. (Fig. 4).

La Sierra Madre Oriental presenta pliegues recumbentes hacia el Este; fallas inversas y cobijaduras desde Monterrey hasta Aramberri, N.L., al Oeste de Ciudad Victoria, NW de Tamazunchale, Oeste de Mestitlán y al oriente del Arrecife El Doctor, considerándose que la Sierra Madre Oriental tiene amplitud promedio de unos 90 km (véanse secciones de las figuras. 2 y 3). Su límite con la planicie costera es muy claro (altitudes sólo de unos 200 m) en cambio es difícil su límite W con el Altiplano, los únicos argumentos válidos son la suavidad de la topografía y su altitud.

Todavía no es explicable el acortamiento transversal de la Sierra Madre Oriental de más de 100 km, esto es que los depósitos originales fueron afectados tectónicamente, comprimiéndolos y afallándolos en muchos casos. Los anticlinorios de Huizachal, Peregrina, Catorce y Huayacocotla tienen orígenes distintos, debido a que el aspecto estratigráfico y tectónico de las secciones así lo indica.

Respecto a una posible zona de subducción al W de la Sierra Madre Oriental que explicaría las grandes zonas de fallas, como la encontrada al oriente de Pinal de Amoles, Qro. y que afecta los sedimentos cretácicos, no es posible establecerla, ya que primero habría que detallar varias secciones tectónicas de la Sierra que parte del oriente del altiplano para decidir los distintos eventos tectónicos, aunque puede adelantarse, con la información presentada, que cuando menos la orogenia Nevadiana, fines del Jurásico y la Larámide, principios del Terciario estuvieron presentes, debido a las evidencias ya descritas.

Figura 4.

Conclusiones y recomendaciones

Algunas de las conclusiones que pudieran derivarse de este trabajo podrían considerarse las si·guientes:

a) La paleogeografía del Pre-Albiano Cenomaniano deberá modificarse por la presencia de discordancias angulares entre la Formación El Doctor (El Abra) y el Jurásico Superior (Pimienta-Taman-Trancas?), que aparece en una ventana de estas rocas situadas a unos 700 m al norte de las Grutas de Xoxafí que a su vez se localizan a unos 4 km al NE de Lagunilla (16 km al N-NE) de Aclopan, Hgo. La información proporcionada por el pozo Ixmiquilpan No. 1, situado a unos 20 km al SW de esta localidad donde sólo se encontraron 75 m de sedimentos de la Formación Santuario que subyacen a la Formación Trancas (Jurásico Superior) y sobreyacen a 365 m de rocas del Abra prácticamenteconfirman esta área emergida después del Jurásico, pues en el Cretácico temprano o está ausente o bien tiene espesores muy delgados. Si a lo anterior se agrega que algunas de las "intrusiones" reportadas como dioritas (Ti) en las excursiones A-14 y C-6 del XX Congreso Geológico Internacional (México 1956), son rocas plutónicas con conglomerados en su cima indicando que eran preexistentes al depósito de la Fm. Las Trancas. Lo anterior pudo apreciarse a unos 300 m al sur del Puerto Ing. DIaz, aproximadamente en el km 135 de la Carretera Pachuca-Nuevo Laredo.

A unos 25 km al S de Tolimán, Qro., al W de Vizarrón, M. Carrillo (1980), en su trabajo de la V Convención Geológica Nacional, indica que detalló dos secciones jurásicas, que aunque estu diadas por Petróleos Mexicanos anteriormente, aportó nueva información sobre su petrología y origen de la primera de ellas, situada al oeste de los afloramientos jurásicos, tiene una secuencia de filitas jurásicas con intercalaciones calcáreas y amonitas del Jurásico Superior que son muy parecidas a la Formación Trancas; sobre éstas aparece un conglomerado y luego calizas con pedernal posiblemente de la Fm. Cuesta del Cura, la cual está cubierta por lutitas y areniscas del Cretácico Superior (Fm. Soyatal?). La segunda sección al NE más cercana a Vizarrón aparentemente se trata de un bloque volcado al oeste y afallado (?), donde aflora una gruesa sección de tobas riolíticas cubiertas por un conglomerado del mismo material y sobre estas calizas de la Fm. Cuesta del Cura por lo que estaría ausente el Jurásico Superior (?) y el Neocomiano. Es evidente que esta discordancia entre el Jurásico (?) y Cretácico Medio puede ser la misma que fue observada por el autor al NE de las grutas de Xoxafí (N de Actopan, Hgo.).

Debe entenderse que en la región de Tolimán-Bernal, Gto., afloran rocas marinas clasificadas como Fm. Trancas, que ahora se sabe que contienen rocas terrígenas (tobas riolíticas) independientemente de las Capas Rojas, que las subyacen en algunos lugares y clasificadas por el autor como Triásico-Jurásico (ver Vol. II Geología de México, 1980 2a. edición), lo cual confirma un área emergida durante el Jurásico (Jurásico Superior, parte Jurásico Medio a Inferior) y gran parte del Cretáccico Inferior, ver Fig. 1 de la región al norte de Tolimán donde se encuentran rocas de la Fm. Soyatal (Cretácico Superior) en contacto con la Fm. Las Trancas.

c) Uno de los problemas más serios para tratar de descifrar el patrón o patrones de sedimentación del Cretácico Medio en toda el área estudiada, son las relaciones de la Caliza El Doctor con la Cuesta del Cura, ya que si se observan las secciones estudiadas en diferentes partes desde el norte de Zimapán, región de Tolimán, W de Xilitla y norte de Cd. Maíz, S.L.P., se verá que lentes de calizas arrecifales aparecen intercaladas dentro de las calizas Cuesta del Cura (o Tamaulipas?), lo anterior es importante porque aparentemente sí hubo una sedimentación de ambientes mixtos tanto de plataforma (El Doctor) y Cuesta del Cura (Cuenca).

Es indudable que son necesarios mayores estudios estratigráficos de campo para decidir si las rocas platafórmicas están en su lugar de crecimiento o bien fueron acarreadas como turbiditas de rocas arrecifales más altas topográficamente en el momento de su depósito, tal como ocurrió con las rocas de la Fm. Tamabra situadas al oeste y sur de la Faja de Oro.

Respecto a la tectónica, los rumbos de los plíegues de esta amplía porción de la República Mexicana son prácticamente N-S, con algunas porciones que presentan un alineamiento NNW-SSE, los pliegues y zonas de falla tienen una inclinación al oriente. Sólo se han encontrado grandes fallas inversas y cabalgaduras entre Monterrey y Este de Aramberri, región de Tamazunchale y oeste de Mestitlán. Curiosamente no se ha informado de evaporitas en el subsuelo de estos valles, aunque la Formación Olvido sí está presente en el Anticlinorio de Peregrina y en la región de Galeana, N.L., y la Formación Guaxcamá (3,000 metros de anhidritas) en el NE de San Luis Potosí.

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