8 EL VOLCANISMO HIPERALCALINO DEL MIOCENO MEDIO EN EL NW DE MÉXICO. 8.1 Características del volcanismo ácido hiperalcalino
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- José Ramón Río Lozano
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1 8 EL VOLCANISMO HIPERALCALINO DEL MIOCENO MEDIO EN EL NW DE MÉXICO 8.1 Características del volcanismo ácido hiperalcalino La afinidad hiperalcalina se manifiesta por lo general en rocas sobresaturadas en sílice como riolitas y traquitas. Estas lavas ácidas en general reciben el nombre de hiperalcalinas, debido a que contienen cantidades de Na 2 O y de K 2 O molecular, superiores a la cantidad de Al 2 O 3 (de acuerdo a Le Maitre et al., 2004), es decir, estas rocas se caracterizan por un exceso de álcalis con respecto a la alúmina, que genera la presencia de acmita en la Norma CIPW y usualmente piroxenos y/o anfíboles alcalinos en la moda. A partir de estos criterios de clasificación química, nuevos afloramientos de rocas hiperalcalinas son descubiertos y clasificados como tal en el mundo (Lacroix, 1927). El grupo de las rocas hiperalcalinas se divide en dos tipos: las pantelleritas que representan el polo sódico y las comenditas que son el polo potásico. Según Le Maitre la clasificación de pantelleritas y comenditas se basa en MacDonald (1974), la cual las clasifica según las cantidades relativas de Al2O3 contra el Hierro total como FeO. Particularmente las riolitas de Rayón, Sonora, por presentar contenidos relativamente elevados de fierro y bajos de aluminio, se clasifican como comenditas. Petrográficamente las lavas hiperalcalinas del NW de México, se distinguen de otras rocas riolíticas por la ausencia de plagioclasa, la notable presencia de un olivino rico en Fe (Fayalita) y su asociación mineralógica anhidra rica en sanidina y clinopiroxeno verde rico en fierro (Vidal-Solano, 2005a y b). 104
2 8.2 Características mineralógicas y químicas de las rocas hiperalcalinas Desde el punto de vista mineralógico, las lavas ácidas hiperalcalinas se reconocen por la presencia de fases minerales específicas, donde la cristalización de minerales ferromagnesianos ocurre en ocasiones de manera tardía en relación a los feldespatos. Entre los minerales ferromagnesianos presentes en estas lavas, se encuentran la fayalita, piroxenos ricos en Fe y Na (ferrohendenberguita y aegirina), anfíboles Na de tipo ardvedsonita o riebeckita y a veces la presencia de un piroxenoide de tipo aenigmatita, muy raramente se presenta biotita (Vidal-Solano J. R., 2005b y Vidal- Solano et al., 2007a). Los feldespatos en equilibrio en estos líquidos son exclusivamente feldespatos alcalinos, anortosa del polo Na y sanidina sódica. Los minerales opacos son de tipo titanomagnetita y frecuentemente se encuentran asociados a zircones, raramente hay ilmenita. El cuarzo no aparece como fenocristal en este tipo de rocas subsaturadas en sílice, este mineral se encuentra como producto final de la cristalización y de la desvitrificación. Como minerales accesorios comunes pueden presentarse apatito y fluorita (Vidal-Solano J. R., 2005a). Desde el punto de vista químico, las riolitas hiperalcalinas, a diferencia de las riolitas hiperaluminosas o metaluminosas, por lo general tienen bajos contenido en Ca, Sr y Ba; debido al alto grado de diferenciación de estos magmas y, poseen altas concentraciones de Fe, Ta, Nb, Hf, Y, Zr, Zn y REE. 8.3 Contexto tectónico del Volcanismo hiperalcalino El magmatismo hiperalcalino se produce comúnmente en un contexto de intraplaca continental y es derivado de un volcanismo transicional; comúnmente estas lavas ocurre en sectores donde hay mecanismos de adelgazamiento de la litosfera (Macdonald, 1987). Un ejemplo característico es el Rift del Este de África (el Rift de El Afar, los Trapps en Etiopia y el Rift de Kenya) donde las series hiperalcalinas están particularmente bien representadas (Macdonald, 1987). Otro contexto al que rara vez se le asocia a este tipo de volcanismo es el de la subducción. 105
3 8.4 Distribución del Volcanismo Hiperalcalino en el NW de México (Sonora y Baja California) CAPITULO 8 El volcanismo hiperalcalino del Mioceno Medio en el NW de México El volcanismo del Mioceno Medio con afinidad hiperalcalina, ha sido considerado clave en la evolución magmática de Sonora, al ser considerado un evento anorogénico precursor a la apertura del Golfo de California (Vidal-Solano, 2005a y b; Vidal-Solano et al., 2008a y Vidal-Solano et al., 2008b). Un pulso ignimbrítico extraordinario en este evento, ha sido depositado dentro de una gran extensión en Sonora y Baja California, por lo tanto, es considerado un excelente marcador estratigráfico que permite contribuir a la reconstrucción tectónica del NW de México (Stock y Hodges, 1989; Oskin, 2002; Demant, 2005; Vidal-Solano et al., 2007a; Bennett, 2009). Recientemente han sido establecidos los límites de los depósitos ignimbríticos asociados con este episodio (Figura 57): (1) En Baja California, una amplia extensión de afloramientos relacionados a facies distales del pulso ignimbrítico, ocurren en forma de mesas en las regiones de Cataviña y San Agustín conformando el límite austral en la Península (Olguín-Villa., 2010a y b). En la región de San Felipe y Puertecitos estos depósitos, que han sido denominados Toba de San Felipe, son altamente soldados y se encuentran fuertemente basculados por la tectónica asociada con la apertura del Golfo de California (Stock et al., 1999; Oskin et al., 2001, Hernandez et al., 2008). (2) En el Estado de Sonora, la distribución de este volcanismo es más amplia principalmente en la región de Sonora central (Paz Moreno et al., 2000, Vidal-Solano 2005a y Vidal-Solano et al., 2007a). Sin embargo, su reconocimiento como depósitos distales se ha realizado, al Norte en la región de Rayón (Gómez Valencia et al 2008; Gómez-Valencia y Vidal-Solano 2010b y c), al oriente en las inmediaciones San José de Batúc (Palomino-Medina y Vidal-Solano, 2009), al occidente en Bahía de Kino y Punta Chueca (Bennet et al., 2009) y, al sur en el área de Ciudad Obregón. (Vidal-Solano et al., 2010a y b). 106
4 Figura 57 Mapa de la distribución del volcanismo ácido hiperalcalino en el NW de México realizado bajo la investigación del Proyecto CONACYT Estudio de los mecanismos eruptivos y de la petrogénesis del volcanismo hiperalcalino del NW de México: Sonora y Baja California. (En Baja California: SF San Felipe; CSR Cuenca Santa Rosa; D Delicias; PU Puertecitos; SA San Agustín; C Cataviña e IAG Isla Ángel de la Guarda. En Sonora: PL Puerto Libertad; FG Félix Gómez: EC El Chaveco; EB El Bajío; PC Punta Chueca; BK Bahía de Kino: CT Campo de Tiro; H Hermosillo; R Rayón; SMH San Miguel de Horcasitas; EG El Gavilán; SL Sierra Libre; S Sarpullido; LC La Colorada; LLC Loma La Ceja; SJB San José de Batúc; SJP San José de Pimas; O Onavas; LB Lista Blanca, CO Ciudad Obregón e IT Isla Tiburón). 107
5 8.5 Significado del volcanismo hiperalcalino en Rayón, Sonora. El reconocimiento del depósito ignimbrítico hiperalcalino en la región de Rayón, Sonora, junto con la integración de los estudios petrográficos, químicos y de las relaciones de campo, permite establecer: 1) primeramente que esta ignimbrita es producto de una sola unidad de enfriamiento de corto espesor (5 a 22 m) muy soldada y con la presencia de un vitrófiro basal, 2) que muestra 5 facies químicamente correlacionables con el depósito ignimbrítico ampliamente distribuido en Sonora y Baja California, 3) que se produjo durante el Mioceno Medio (Vidal-Solano J. R., 2005a) y, 4) que sus depósitos corresponden a manifestaciones distales provenientes de un punto de emisión situado al SW del Estado de Sonora (Barrera-Guerrero S. y Vidal-Solano J. R., 2009 y 2010). Químicamente las facies basales de este depósito en Rayón Sonora, reflejaron gran similitud con la química de las pómez incluidas en las facies distales de la ignimbrita de Cataviñá, Baja California (Olguin-Villa, A. E. 2010). Por otro lado, las inclusiones traquíticas (genéticamente ligadas a la ignimbrita y correspondientes a líquidos menos diferenciados dentro del reservorio magmático, probablemente involucrados en el proceso de cristalización fraccionada) encontradas en estos depósitos, se restringen a tamaños milimétricos, esto además de apoyar con mayor precisión la correlación petrográfica, apoya en gran medida la interpretación de este depósito como una facies distal al punto de emisión. Los resultados obtenidos en este trabajo permiten concluir que los depósitos ignimbríticos hiperalcalinos de Rayón son correlacionables con las unidades de la misma naturaleza reportadas en Sonora y Baja California. Estos constituyen el límite nororiental distal de estas manifestaciones y no guardan una relación genética, ni con la gran cantidad de unidades volcánicas del Mioceno Temprano que ocurren en el área de estudio (Unidad volcánica El Cajón-Las Palomas, Cerro Prieto y Las Agujas), ni con la estructura semicircular de tipo caldera que ocurre en la región. Postulando su emplazamiento a través de un paleocanal que quedó fosilizado tras la llegada de este volcanismo al lugar. 108
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