Capítulo 6: Cretácico Tardío-Eoceno medio en el noroeste de México—evolución del arco magmático continental y su contexto geodinámico (orogenia Laramide)

Resumen

La actividad orogénica asociada a la subducción sostenida de la placa oceánica Farallón, debajo del borde occidental de América del Norte, dejó marcadas evidencias de su paso por el noroeste de México, especialmente durante el Cretácico y el Paleógeno. Entre éstas, destaca el emplazamiento de la porción sur del Batolito de las Sierras Peninsulares a través de Baja California y la porción occidental de Sinaloa, y del cinturón volcánico-plutónico laramídico en Sonora y Sinaloa. 

Comúnmente, se acepta la idea de que la orogenia Laramide se dio en respuesta a ajustes en la geometría de la subducción, como resultado de cambios importantes en la relación de convergencia de las placas. Dichos ajustes forzaron al eje del magmatismo asociado a moverse tierra adentro, en respuesta a la reducción progresiva del ángulo de subducción. A escala regional, la compresión de la orogenia Laramide deformó la corteza en dos estilos distintivos: uno que está caracterizado por deformación de piel delgada del cinturón de pliegues y cabalgaduras del suroeste de los Estados Unidos y la Sierra Madre Oriental en México; y el otro, el cual es comúnmente referido como “la tectónica Laramide típica”, está ejemplificado por el levantamiento de grandes bloques corticales del suroeste y centro de los E. U. A. 

En Sonora, la deformación compresiva es mucho menos conspicua; sin embargo, la abundancia y continuidad de los afloramientos de rocas ígneas laramídicas, convierten a esta región en un sitio interesante para evaluar la evolución magmática de un arco continental de larga duración. De acuerdo con los datos geocronológicos disponibles, se estima que la actividad magmática arribó a la parte occidental de Sonora aproximadamente a los 90 Ma. Luego, a los ~77 Ma, el foco de la actividad ígnea migró más rápidamente hacia el interior del continente, alcanzando el extremo oriental de Sonora a los ~59 Ma. Como se mencionó arriba, la migración magmática se interpreta como el resultado de la reducción gradual del ángulo de la placa Farallón. Sin embargo, las edades entre 95 y 89 Ma, reportadas para el oriente de Sonora, complican la aparente simplicidad de este escenario tectónico basado en la existencia de un solo arco volcánico migratorio. En este sentido, se necesita un mayor soporte geocronológico y geoquímico que permita dilucidar un modelo alternativo del marco tectónico de Sonora que reconcilie la distribución de las edades durante el Cretácico Tardío y el Paleógeno. 

Los afloramientos de las rocas ígneas laramídicas siguen un alineamiento NWSE, y comprenden numerosos plutones de dimensiones variables, cuya composición varía entre cuarzodiorita y granito. Estos plutones están, a su vez, cortados por enjambres de diques de aplita, pegmatita, granófido y lamprófido. 

Las rocas volcánicas laramídicas se caracterizan por aglomerados y derrames de lava de composición intermedia, seguidas por tobas andesíticas intercaladas localmente con depósitos lacustres fosilíferos en algunos lugares, los cuales están, a su vez, sobreyacidos por derrames y tobas riolíticas y riodacíticas. Debido a su relativa mayor resistencia a la erosión, las rocas volcánicas están mejor preservadas en la porción oriental del cinturón, mientras que al oeste el cinturón está dominado por granitoides intensamente erosionados.

En Sonora, los estudios basados en la composición química de los granitoides han dado evidencias importantes acerca de la naturaleza del basamento subyacente, particularmente donde éste no aflora. En esta región del país, el cinturón magmático laramídico se emplazó a través de diferentes tipos de basamento. En la parte septentrional, las rocas plutónicas intrusionaron un dominio cortical de afinidad norteamericana, caracterizado por rocas cristalinas proterozoicas, cubiertas por estratos de plataforma del Neoproterozoico y Paleozoico. La porción central del cinturón magmático intrusionó rocas sedimentarias de cuenca marina marginal a profunda del Paleozoico. Hacia el sur, el cinturón magmático intrusionó una corteza caracterizada por rocas de arco insular del Mesozoico medio y tardío del terreno Guerrero.

Esta variación del basamento intrusionado no se observa muy claramente en la composición de los elementos mayores y traza, aunque en la costa de Sonora los batolitos son más tonalíticos (<K₂O/SiO₂). Sin embargo, los elementos de las tierras raras (REE) parecen ser trazadores más eficientes. La parte norte del cinturón muestra patrones de REE normalizados a condrita, estando las curvas de las gráficas más enriquecidas en REE ligeras, comúnmente con intensas anomalías negativas de Eu. En contraste, los patrones de REE en la porción sur más planos, con anomalías de Eu muy poco desarrolladas, las cuales pueden, incluso, volverse positivas. En la porción central del cinturón, los patrones de REE muestran características intermedias. Las relaciones isotópicas de Rb-Sr y Sm-Nd son indicadores aún más sensitivos de las variaciones en el basamento. Las firmas iniciales en la parte norte dieron los valores más altos de ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.7064 a 0.7089), acoplados con los valores de εNd más negativos (típicamente entre -4.2 y -5.4). Por el contrario, en la parte sur del cinturón magmático, las relaciones de Sr son más bajas (0.7026 a 0.7062), y los valores de εNd son más positivos (entre +4.2 y -0.9). De nuevo, en la porción central las firmas son intermedias, aunque más cercanas a las de la parte norte del cinturón. Considerando el mismo criterio de la línea de Sr 0.706, que se considera como el límite o el borde del basamento norteamericano en el suroeste de los Estados Unidos, los datos disponibles sugieren que este límite se extiende por la región costera de Sonora y se dobla en dirección ~E-W en el sur de Sonora, cerca del límite con Sinaloa, presumiblemente siguiendo en esa dirección por debajo de la Sierra Madre Occidental.

De acuerdo a lo anterior, las firmas isotópicas sugieren que el magma inicial se produjo por la fusión parcial de la cuña de manto, pero que su composición fue modificada posteriormente por la asimilación de rocas provenientes de distintas fuentes corticales. Otra posible explicación que ha sido propuesta para las partes norte y central del cinturón, es por fusión pura de la corteza inferior granulítica, con poca o nada de participación de magma derivado del manto.

La orogenia Laramide en Sonora tuvo, además, una gran relevancia en la generación y emplazamiento de numerosos yacimientos minerales, incluyendo la extensión sur del cinturón de pórfidos de cobre del suroeste de América del Norte. Los sistemas de pórfido de cobre se formaron durante el enfriamiento de algunos centros intrusivos, y de manera similar a éstos, la mineralización tuvo también un significativo control por parte del tipo de basamento intrusionado, lo cual dio lugar a la formación de sistemas de Cu-Mo-W en la parte del cinturón donde el basamento está subyacido por rocas norteamericanas, y de Cu-Au donde los plutones laramídicos fueron emplazados en una corteza más primitiva asociada a terrenos de acreción tectónica.