CAPÍTULO III GEOLOGÍA

Transcripción

1 32 CAPÍTULO III GEOLOGÍA 3.1 GEOLOGÍA REGIONAL La provincia geológica de Sonora es una prolongación de la provincia de Arizona ya que según Contreras, 1986; p.4 las dos presentan una gran complejidad geológica, gran variedad de litologías, un extenso rango de edades, una gran diversidad de estructuras, etc. En Sonora predominan las rocas volcánicas, sobretodo ácidas e intermedias, las rocas metamórficas se encuentran sobretodo al oeste mientras que las sedimentarias están distribuidas prácticamente por todos lados. En la cuenca del Río San Pedro tenemos un valle rodeado por sierras y lomeríos. Los Lomeríos son rocas de un paquete volcanosedimentario del Cretácico Superior conocido como Grupo Cabullona. Las sierras están formadas por rocas volcánicas en la Sierra Mariquita, sedimentarias del Cretácico Inferior (Grupo Bisbee) en la Sierra San José y sedimentarias del Paleozoico en la Sierra los Ajos. 3.2 GEOLOGÍA DE ARIZONA En la figura 3.1 se observa una sección de la cuenca del Río San Pedro en Arizona. Podemos apreciar la geometría típica fallada de los valles intermontanos Basin and Range rellenados por sedimentos.

2 33 Fig. 3.1 Sección esquemática idealizada S. Huachuca S. Mule, en Arizona. Modificada de Goode y Maddock (2000; p.17). Las montañas que bordean la Cuenca del lado americano son la Sierra Huachuca, la Sierra Mule y la Sierra Tombstone al noroeste de esta última. La Sierra Huachuca y Mule están formadas por rocas sedimentarias (calizas y areniscas) y rocas graníticas. La Sierra Tombstone es de rocas volcánicas y en menor proporción afloran también las rocas sedimentarias y graníticas antes mencionadas. El valle esta relleno por sedimentos. Los sedimentos más viejos son un conglomerado del mioceno (Formación Pantano) seguido por el acuífero de arcillas, grava, arena y limo del Terciario Superior y del Cuaternario. El espesor del conjunto de sedimentos es de 1500 m en algunas partes del valle, aunque debajo de los 500 m los sedimentos ya no son del cuaternario y están muy compactados y cementados (U.S. Department of the Interior Bureau of Land Management Arizona State Office, 1998; p.10). El valle es una fosa estructural llamada graben rodeada por sierras levantadas a lo largo de fallas de ángulo elevado (U.S. Department of the Interior Bureau of Land Management Arizona State Office. 1998; p.10; Freethey, 1982).

3 ESTRATIGRAFÍA La columna estratigráfica se compone de rocas Precámbricas constituidas por rocas metamórficas de la Sierra de Los Ajos, correlacionables con los esquistos Pinal que afloran en el sur de Arizona. Aflora también en el área un granito con una edad de /- 15 Ma. (COREMI, 2000) que intrusiona esta región. Después encontramos los sedimentos del Paleozoico, que evidencian una Trasgresión marina, en su mayoría calizas y areniscas de facie de plataforma. El Jurásico Inferior-Medio lo constituyen derrames de composición riolítica, arenisca y toba riolítica asociados a un arco magmático, que se conocen como Riolita El Pinito. El Jurásico Superior-Cretácico Inferior está representado por rocas sedimentarias expuestas en la Sierra La Esmeralda, constituidas por arenisca, conglomerado y limolita que se correlaciona con el Conglomerado Glance. Durante el cretácico se deposita una secuencia volcánica y volcanosedimentaria correlacionable con el Grupo Cabullona, el cual se considera parte de las asociaciones estratigráfico-tectónicas no marinas que se depositaron en cuencas laramídicas, con volcanismo asociado con este evento (COREMI, 2000). El Cenozoico lo componen depósitos del Terciario asociados a la Orogenia Larámide y el Cuaternario basaltos originados por la apertura del golfo de California (COREMI, 2000).

4 Fig. 3.2 Columna estratigráfica de la Cuenca Alta del Río San Pedro. Tomada de la Carta Geológico-Minera Nogales H12-2 (COREMI, 2000). 35

5 TECTÓNICA De acuerdo con las cartas Geológico-Minera H12-2 (Nogales) y H12-5 (Cananea) del Consejo de Recursos Minerales (2000 y 1999) así como con Rangin (1977) en su estudio Tectónicas Sobrepuestas en Sonora los eventos tectónicos se tienen registrados desde el Proterozoico temprano, cuando ocurrió la orogenia Mazatzal que dio origen al complejo metamórfico Bámori. Durante el Paleozoico se mantuvo un periodo de estabilidad tectónica depositándose sedimentos de facies de plataforma. En el Mesozoico ocurrieron diversos eventos: El intervalo de tiempo del Triásico Tardío al Jurásico Temprano fue un periodo caracterizado por la creación de un arco magmático y una cuenca tras-arco provocadas por la subducción de la placa litosférica. Durante el Jurásico Medio y Tardío se produjo un fenómeno de metamorfismo regional en respuesta a la depositación ocurrida en la cuenca asociada al arco. El Cretácico en sus inicios es testigo de una trasgresión marina, a la que le siguió una fase compresiva en el Cretácico Medio que plegó la secuencia sedimentaria del Cretácico Inferior y los vulcanógenos del Jurásico. Esta fase compresiva está ligada a la Orogenia Larámide que se presentó del Cretácico Temprano al Terciario Temprano. El magmatismo asociado de esta orogenia provocó emplazamientos vulcano-plutónicos importantes. Los eventos tectónicos no terminan ahí, ya que en el Cenozoico y más precisamente durante el Mioceno empieza un periodo de tectónica distensiva que continua hasta la actualidad. Esta dinámica genera la apertura del Golfo de California y la creación de las deformaciones de Basin and Range.

6 GEOLOGÍA LOCAL En la Cuenca del Río San Pedro encontramos rocas de todos tipos y de edades muy variadas. Esto se debe a los diversos eventos que, como ya se expuso anteriormente, acontecieron en el área. Se presenta un patrón estructural de lineamientos regionales bien marcados con una orientación preferencial noroeste-sureste que corresponden a fallas normales con buzamientos al noreste y suroeste, produciendo sierras paralelas a la orientación de las fallas regionales, dando como resultado un sistema de boques levantados y hundidos tipo horst y graben, relacionando a la tectónica extensional del Terciario Superior. (COREMI, 2000) En la Figura 3.3 podemos apreciar la diversidad de rocas y su ubicación. Lo que predomina en el área es el Conglomerado del Cuaternario que cubre el valle seguido por los Volcanosedimentos del Cretácico Superior conocidos como Grupo Cabullona, en los lomeríos al este y oeste de la cuenca. Precámbrico. En la Sierra Los Ajos aflora un esquisto Precámbrico micáceo, y con laminación delgada, este se correlaciona con el esquisto Pinal del Sur de Arizona. Una secuencia sedimentaria Paleozoica descansa sobre este esquisto. El Consejo de Recursos Minerales también reporta un granito con una edad de /- 15 Ma., U-Pb (COREMI, 2000) que aflora en ambos flancos de la Sierra San José, y en el flanco noreste del cerro El Caloso.

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8 39 Paleozoico. Las rocas paleozoicas afloran en la Sierra Los Ajos, en el Distrito Minero de Cananea y al sur de la Sierra Huachuca en Arizona, consisten principalmente de rocas sedimentarias (calizas y conglomerados). Tanto Contreras (1986) como en las cartas geológico-mineras del COREMI (1999, 2000) se reportan 5 unidades estratigráficas. La descripción de las formaciones se presenta en la tabla 3.1. Tabla 3.1 Formaciones del Paleozoico en la Cuenca del Río San Pedro. (Según Contreras op. Cit) IMADES, 2000; p.19. Periodo Áreas en que aflora Nombre de la formación Cámbrico Inferior Cámbrico Medio Superior Devónico Mississíppico (Carbonífero Inferior) Pensilvánico (Carbonífero Superior) Sierra Los Ajos, Distrito Minero de Cananea (DMC) Sierra Los Ajos, Distrito Minero de Cananea Sierra Los Ajos, Distrito Minero de Cananea Sierra Los Ajos Sierra Los Ajos Distrito Minero de Cananea Sur de la Sierra Huachuca Composición de la formación Bolsa Conglomerado cuarcítico basal que varía hacia su parte superior a Cuarcita (En el DMC está representado por la Cuarcita Capote, espesor aprox. 200 m). Abrigo (sobreyace a la formación Bolsa) Calizas arcillosas y Dolomitizadas. (En el DMC cuenta con un espesor aprox. De 140 m) Martín (sobreyace a la formación Abrigo) Caliza arenosa y dolomitizada Escabrosa (sobreyace discordantemente a la formación Martín). Dentro de esta se emplaza el horizonte mineralizado Chivateras, en el DMC. Horquilla y Puertecitos Caliza granular dolomitizada Caliza Pizarroza Mesozoico. El Mesozoico esta representado por rocas del Jurásico y Cretácico. La asociación más abundante son los volcanosedimentos del Grupo Cabullona en lomeríos al Este y al Oeste de la cuenca, seguida por las Cz-Ar del Grupo Bisbee en la Sierra San José (Tabla 3.2).

9 40 Tabla 3.2 Formaciones del Cretácico en la Cuenca del Río San Pedro (Según Carta Geo.-Min. de COREMI, 2000). Periodo Áreas en que aflora Nombre de la formación Composición de la formación Cretácico Inferior Cretácico Superior Principalmente en la Sierra San José Gpo. Bisbee Morita Mural (sobreyace a la Morita) Cintura Lutitas calcáreas y areniscas cafés Caliza estratificada, graduando hacia la parte superior a masiva Calizas, Areniscas y Lutitas Sur de la Sierra San José hasta la Paquete Volcano sedimentario Sierra Los Ajos y entre la Sierra Grupo Cabullona Huachuca y la Sierra Mariquita. constituido de arenisca, lutita, toba riolítica, limolita, conglomerado y ocasionalmente andesita. Sierra Mariquita Mesa Andesita y Toba Andesita Cenozoico De este periodo se reportan rocas ígneas extrusivas, intrusivas y sedimentarias del Terciario y Cuaternario. Las rocas ígneas extrusivas comprenden desde rocas básicas (basaltos) hasta rocas ácidas (riolita, tobas ácidas y brechas volcánicas ácidas). En la periferia de la Sierra Mariquita afloran cuerpos porfídicos monzoníticos y cuarzomonzoníticos que se consideran estrechamente ligados a la mineralización del Distrito Minero de Cananea; esta unidad ígnea intrusiva se encuentra afectando rocas pre-paleoceno (COREMI, 2000). El Mioceno está representado por unidades sedimentarias que en ocasiones presentan intercalaciones de basalto, que rellenaron cuencas continentales tipo graben, originadas por la tectónica distensiva que provoca la apertura del protogolfo de California (COREMI, 2000). Entre la Sierra San José y la Sierra Los Ajos se encuentran unos afloramientos basálticos. Conglomerados cuaternarios no consolidados del Pleistoceno se encuentran ampliamente distribuidos, rellenando valles orientados noroeste-sureste y norte-sur. Los aluviones del cuaternario cubren los cauces de los ríos y arroyos principales (COREMI, 2000).

10 EVOLUCIÓN GEOLÓGICA La cuenca del Río San Pedro comienza en el Precámbrico durante el Proterozoico Medio. Las unidades sedimentarias fueron intrusionadas por lo que ahora son rocas graníticas de edades entre 1425 y 1475 M.a. en la región de Cananea (Contreras, 1986; p.5). El metamorfismo regional forma esquistos micáceos que afloran en la Sierra de Los Ajos (Fig. 3.4 (a)). En el Paleozoico durante el Cámbrico Temprano se depositan sedimentos conglomeráticos de composición cuarcítica, de ambiente continental. Estos sedimentos corresponden a la Formación Bolsa que aflora en la Sierra Los Ajos discordantemente sobre el esquisto (Fig. 3.4 (b)). (a) (b) Fig. 3.4 (a) Proterozoico medio; (b) Cámbrico Temprano. Durante el Cámbrico Medio-Tardío ocurre una trasgresión marina de facies de agua somera. En este periodo se depositan Calizas arcillosas y dolomitizadas, conocidas como la Formación Abrigo (Fig. 3.5 (a)). En el Ordovícico-Silúrico se presenta un Hiatus. No tenemos registros de estos periodos. En contraste durante el Devónico, Mississíppico y Pensilvánico Temprano ocurre la depositación de la Formación Martín, Escabrosa y Horquilla respectivamente, yacen discordantemente sobre la Formación Abrigo. Es una Fase estable de plataforma marina donde se depositaron calizas arenosas y dolomíticas, calizas granulares dolomíticas y calizas pizarrosas (Contreras, 1986; p.6), (Fig. 3.5 (b)).

11 42 (a) (b) Fig. 3.5 (a) Cámbrico Medio-Tardío; (b) Devónico, Mississíppico y Pensilvánico Temprano. En el Mesozoico durante el Jurásico Temprano-Medio ocurren derrames de composición riolítica, se presentan areniscas y tobas ácidas, asociadas a un Arco magmático activo (COREMI, 2000), (Fig. 3.6 (a)). En el Cretácico Temprano acontece una regresión marina donde se deposita el Conglomerado Glance, que no aflora en la cuenca del Río San Pedro pero lo hace al sur y oeste de la misma. Una nueva trasgresión marina, de facies someras y profundas, genera la depositación de las formaciones Morita, Mural y Cintura (Grupo Bisbee), (Fig. 3.6 (b)). (a) (b) Fig. 3.6 (a) Jurásico Temprano-Medio; (b) Cretácico Temprano. En el Cretácico Tardío - Terciario temprano, el plutonismo hipoabisal y vulcanismo provoca plegamientos y deformaciones compresionales de las secuencias sedimentarias (Contreras, 1986; p.7; Rangin, 1978; Talafierro, 1933). En este tiempo se emplazan grandes volúmenes de material volcánico y volcano-sedimentario de composición riolítico y andesítico, asociado a la orogenia Larámide correspondiente a la formación Mesa y al Grupo Cabullona (COREMI, 2000), (Fig. 3.7 (a)).

12 43 En el Cenozoico durante el Terciario la Orogenia Larámide continúa, se produce una tectónica de tipo cortante a través de fallas (Rangin, 1977; p.44). Se pliegan las rocas preexistentes con movimientos este-oeste y se genera fallas inversas y normales. Los pórfidos responsables de la mineralización de cobre diseminado en Sonora se asocian a las intrusiones de tipo graníticas de este periodo. El fallamiento normal genera grandes depresiones y da origen a la formación de los valles del Río San Bernardino, Agua Prieta y muy probablemente el del Río San Pedro (Contreras, 1986; p.12), (Fig. 3.7 (b)). (a) (b) Fig. 3.7 (a) Cretácico Tardío Terciario Temprano; (b) Terciario. 3.7 GEOFÍSICA La información de los sondeos de resistividad, los registros eléctricos y de la descripción litológica nos dan una idea de las propiedades del subsuelo. Fragmentos y clastos provenientes de unidades litológicas ya existentes fueron transportados y depositados rellenando el valle del Río San Pedro. En los bordes encontramos depósitos gruesos cantos, boleos, gravas e incluso bloques. Por ejemplo en los cortes litológicos de los pozos al oeste, 64 y 65, se observan bloques en varias secciones de la columna, esto también se observa en varios pozos al este y al sur. Al centro del valle el material de relleno es más fino. La mayoría de los pozos perforaron entre 150 y 500 m, la profundidad máxima alcanzada es de 500 m en los pozos 35, 37, 47, 48, 51 y 53.

13 44 En 1980 y 1982 la compañía Investigaciones Técnicas del Subsuelo, S.A. realizó estudios geofísicos de resistividad eléctrica en el Valle del Río San Pedro. Se lograron integrar 7 perfiles geoeléctricos, los 3 primeros en 1980 y el resto en Para hacer los Perfiles fueron interpretados 76 sondeos verticales del dispositivo Wenner con aberturas máximas entre los electrodos de 1120 m para el primer estudio y 960 m para el segundo. Los resultados nos indican un valle muy profundo de hasta más de 700 m de profundidad en algunas partes. El relleno no es homogéneo sino que presenta un conglomerado con una serie de intercalaciones de lentes de arcillas, material arenoso, limoso y mixto. En la figura 3.8 se observa la cobertura del estudio, mostrando la disposición de los sondeos verticales usados en este estudio. De este estudio nos basamos más adelante para determinar la geometría de la cuenca así como las propiedades de conductividad horizontal y vertical. Fig. 3.8 Distribución de sondeos realizados en la Cuenca del Río San Pedro.