East-west variations in age, chemical and isotopic composition of the Laramide batholith in southern Sonora, Mexico

Resumen

Se estudió un transecto este-oeste desde el Golfo de California hasta la provincia volcánica de la Sierra Madre Occidental (28°30’N). El transecto está dividido en tres regiones geológicas: 1) La región costera (COR) caracterizada por afl oramientos aislados de plutones del arco Laramide subyaciendo a sedimentos del Terciario tardío y actuales. No se encontraron afl oramientos del componente volcánico del arco Laramide (Formación Tarahumara); 2) la región central (CER) está dominada por afl oramientos ampliamente distribuidos, tanto de rocas del batolito Laramide como de rocas volcánicas y volcaniclásticas contemporáneas; 3) en la Sierra Madre Occidental (SMOc), los afl oramientos del arco Laramide (LA) están cubiertos por rocas volcánicas de la Sierra Madre Occidental. Las rocas plutónicas de la COR son granodiorita y tonalita. Más al oriente, los plutones son granodiorita y granito. Una extensa alteración hidrotermal obscurece la composición en las rocas volcánicas, pero en muestras frescas varían de andesita, dacita y escasa riolita. Químicamente, los plutones son calcialcalinos, con K moderado a alto, están enriquecidos en LREE, y presentan anomalías de europio relativamente menores. Fechamientos K-Ar y U/Pb muestran que los plutones son más viejos (79–83 Ma) hacia el oeste y más jóvenes hacia el este, donde sus edades varían entre 55 y 65 Ma. Las facies volcánicas cogenéticas proporcionaron edades U/Pb en zircón de 60 y de 70 a 90 Ma en la región central. Un pulso más joven, de ~50 Ma, está presente en la porción occidental de la SMOc. Valores isotópicos de Sr y Nd incluyen relaciones iniciales de 87Sr/86Sr de 0.70547 a 0.70715 y valores de εNd de -3.3 a -6.3. Estos resultados son consistentes con el desarrollo de un arco magmático relacionado a subducción que fue emplazado en una corteza continental madura. La anchura actual del arco es >300 km y sugiere el desarrollo de una subducción de bajo ángulo, que produjo un volumen signifi cativo de magmatismo. Aunque la edad de este magmatismo decrece con la distancia al límite de placa, la tendencia no es regular y la actividad entre 55 y 65 Ma fue emplazada sobre una franja amplia de al menos 200 km. Los resultados también apoyan una confi guración en la cual el arco Laramide en el sur de Sonora es la continuación del batolito de las Cordilleras Peninsulares de Baja California. Sin embargo, el LA muestra contrastes importantes con el batolito del sur de Sinaloa, el cual es más angosto, con un rango amplio de edades y tiene características geoquímicas e isotópicas consistentes con el emplazamiento en una corteza más joven y menos madura (terreno Guerrero).