Geocronología de circones detríticos en capas del Jurásico inferior de las áreas de la Sierra de Catorce y El Alamito en el estado de San Luis Potosí

 

Geochronology of detritic zircons in Lower Jurassic beds of the Sierra de Catorce and El Alamito areas, San Luis Potosí State

 

Gastón Venegas–Rodríguez¹, José Rafael Barboza–Gudiño^2,* y Rubén Alfonso López–Doncel²

 

¹ Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Posgrado en Geología Aplicada, Instituto de Geología/ Facultad de Ingeniería, Manuel Nava No. 5. Zona Universitaria, 78240 San Luis Potosí, S. L. P., México.

² Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Instituto de Geología, Manuel Nava No. 5. Zona Universitaria, 78240 San Luis Potosí, S. L. P., México. * rbarboza@uaslp.mx

 

Manuscrito recibido: Mayo 30, 2008
Manuscrito corregido recibido: Abril 1, 2009
Manuscrito aceptado: Abril 5, 2009

 

RESUMEN

El presente estudio incluye la descripción de posibles capas marinas del Jurásico Inferior expuestas en la Sierra de Catorce, San Luis Potosí y una comparación de éstas con capas marinas del Toarciano en la localidad El Alamito, al poniente de Rioverde, San Luis Potosí. Un primer reporte de la presencia de capas del Jurásico Inferior en la Sierra de Catorce, basado en la presencia de los amonites Vermiceras sp. y Arnioceras cf. Abjectum Fucini n. subsp., ha permanecido como dudoso desde 1956, debido a la falta de una descripción detallada de la ubicación de los afloramientos, así como a la falta de nuevos hallazgos de fauna. La geocronología de circones detríticos por la técnica de ablación láser con ICP–MS multicolector, aplicada a dos muestras de litarenitas de grano medio a grueso provenientes de las dos localidades arriba citadas, arroja los siguientes resultados: 1) Edades máximas del depósito en el Triásico Tardío–Jurásico Temprano, con base en los circones más jóvenes presentes en la roca; 2) tres fuentes primarias principales de los circones detríticos en ambas muestras, que incluyen basamento Grenvilliano (~900–1200 Ma), rocas de un basamento Pan–Africano (~500–700 Ma) y el arco magmático permo–triásico (~245–280 Ma); 3) escasos circones (n=2) que arrojaron edades jurásicas en la muestra procedente de El Alamito, en combinación con rocas máficas interestratificadas en la sucesión expuesta en la Sierra de Catorce, representan posiblemente el registro de la actividad volcánica del Jurásico. Estudios petrográficos, incluidos conteos de puntos para la interpretación del origen de los componentes clásticos de estas rocas, indican un orógeno reciclado y un bloque continental como ambientes de procedencia. Sobre la base de nuestros estudios, concluimos que ambas sucesiones, de facies marina en El Alamito (?–Toarciano – pre–Calloviano) y marina marginal a deltaica en la Sierra de Catorce (post–Noriano – pre–Bajociano?), aunque no correspondientes de manera precisa a la misma edad, son depósitos situados en la margen paleo–Pacífica de México durante el Jurásico Temprano.

Palabras clave: geocronología, circones detríticos, procedencia, paleogeografía, del Triásico Superior, Jurásico Inferior, Sierra de Catorce, México.

 

ABSTRACT

This report describes probable Lower Jurassic marine strata cropping out in the Sierra de Catorce, San Luis Potosí and compares them with confirmed Toarcian layers near El Alamito, west of Rioverde, San Luis Potosí. An initial report of Lower Jurassic strata in the Sierra de Catorce, based on the presence of the ammonites Vermiceras sp. and Arnioceras cf. Abjectum Fucini n. subsp., has remained in doubt since 1956 because of uncertainty regarding the exact location of the outcrop and a lack of subsequent reports of fossils. Detrital zircon geochronology by the Laser Ablation Multicollector ICPMS method on two medium– to coarse–grained litharenites from the above localities indicates: 1) Maximum Late Triassic–Early Jurassic depositional ages based on young zircon grains in the samples; 2) three primary sources of detrital zircons that included Grenvillian basement (~900–1200 Ma), Pan–African basement rocks (~500–700 Ma) and the Permo–Triassic magmatic arc (~245–280 Ma); 3) uncommon (n=2) Jurassic zircons in the El Alamito sample, in combination with interlayered mafic rocks in the Sierra de Catorce succession, likely record the Jurassic volcanic activity. Petrographic studies, including point counts performed to interpret the origin of the detrital components of the rocks, indicate a recycled orogen and continental block provenance. On the basis of our studies, we conclude that both successions, marine facies in El Alamito (?–Toarcian – pre–Callovian age) and marginal marine to deltaic facies in the Sierra de Catorce (post–Norian to pre–Bajocian?), are probably not comparable in their precise age but are interpreted as deposits situated on the Pacific margin of Mexico during Early Jurassic time.

Key words: geochronology, detrital zircon, provenance, paleogeography,Upper Triassic, Lower Jurassic, Sierra de Catorce, Mexico.

 

INTRODUCCIÓN

Las localidades de la Sierra de Catorce y El Alamito en la parte norte y sur del estado de San Luis Potosí, respectivamente (Figura 1), representan zonas de especial interés para la geología del centro de México, ya que en la primera quedan expuestas algunas de las unidades estratigráficas más antiguas reconocidas en la Mesa Central (Barboza–Gudiño, 1989, Barboza–Gudiño y Torres–Hernández, 1999) y en la segunda, existe uno de los pocos afloramientos de rocas pre–cretácicas sobre las que descansan las calizas de la Plataforma Valles–San Luis Potosí (Figura 2). Recientemente, en la Sierra de Catorce fue descrita de manera informal la "Unidad Capas Cerro El Mazo" (Barboza–Gudiño et al., 2004) cuyos afloramientos se ubican en el Cañón General, al poniente de Real de Catorce y a la cual se le asignó una posible edad del Jurásico Inferior y un origen marino marginal. En el área ya había sido referida la presencia de capas marinas con amonitas del Jurásico Inferior o Liásico (Erben, 1956), sin embargo la incertidumbre sobre la localidad precisa del hallazgo de esos fósiles (Vermiceras sp. y Arnioceras cf. Abjectum Fucini n. subsp., del Sinemuriano) propició que la presencia de dichas rocas en esta área fuera considerada sólo como una posibilidad no confirmada. Por otra parte, en la localidad de El Alamito, ubicada en la sierra de El Realito, al poniente de Rioverde, San Luis Potosí, PEMEX (comunicación personal, en Labarthe–Hernández et al., 1989) reportó rocas marinas con amonitas de los géneros Phlysecgrammoceras o Hildaites, del Jurásico Inferior (Toarciano) que fueron correlacionadas con la Formación Huayacocotla de los estados de Hidalgo, Puebla y Veracruz, no obstante ser la edad más aceptada para la formación Huayacocotla, sólo del Sinemuriano–Pliensbachiano (Imlay et al. 1948).

Dada la relevancia de las unidades estratigráficas del Jurásico Inferior para la reconstrucción paleogeográfica de esta región, y en particular de la margen occidental de Pangea (Cantú–Chapa, 2001), el objetivo del presente trabajo ha sido la caracterización de sus facies sedimentarias y la confirmación de su edad. Para esto se midieron a detalle dos columnas estratigráficas de las capas Cerro El Mazo en la Sierra de Catorce y una de la secuencia expuesta en El Alamito, se hizo una interpretación de sus ambientes de deposito, se realizó el estudio petrográfico y conteo de puntos de diez muestras de litarenitas con el fin de interpretar su procedencia. Asimismo se separaron circones detríticos de dos muestras, que fueron fechados por U–Pb utilizando el método de ablación láser y espectrometría de masas multicolector con plasma de acoplamiento inductivo (Laser Ablation–Multicollector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, LA–MC–ICPMS), con la finalidad de determinar y comparar edades máximas y procedencia de los depósitos; dichos análisis fueron realizados en el Arizona LaserChron Center de la Universidad de Arizona, en Tucson. Esta técnica permite establecer con un alto grado de certidumbre las edades de los diferentes circones contenidos en la muestra, ya que al medir un promedio de cien circones por muestra es posible identificar de manera estadística las diferentes poblaciones y con ello los posibles complejos o bloques tectonomagmáticos de procedencia. Asimismo, con base en la población más joven reconocible sobre las gráficas de probabilidad relativa, es posible establecer una edad máxima para el depósito.

Las correlaciones estratigráficas y las edades isotópicas que se reportan en el presente artículo, han sido referidas a la tabla geocronológica de la Sociedad Geológica Americana (Geological Society of America, 1999) a fin de estandarizar la información y resultados que se presentan.

 

ESTRATIGRAFÍA

La unidad más antigua documentada en el Cañón General en la porción noroccidental de la Sierra de Catorce (Figura 3a), es una secuencia marina turbidítica del Triásico Tardío denominada Formación Zacatecas, la cual fue depositada en un ambiente de abanico submarino dentro de un miogeoclinal en la margen pacífica de Pangea (Barboza–Gudiño et al., 1999, Silva–Romo et al. 2000, Hoppe et al., 2002), con una edad máxima del depósito, basada en circones detríticos, de la parte superior del Triásico Inferior (244 Ma, Barajas–Nigoche, 2008) y una edad mínima que ahora quedaría establecida por los circones más jóvenes contenidos en la muestra de las capas Cerro El Mazo (212 Ma, en el presente trabajo). Sobreyaciendo de manera discordante a la Formación Zacatecas se observan en la misma localidad regularmente los productos de un arco volcánico continental del Jurásico Inferior a Medio (López–Infanzón, 1986, Maher et al., 1991, Jones et al., 1995, Barboza–Gudiño et al., 1999), conocido también regionalmente como Formación Nazas o "Arco Nazas" (Pantoja–Alor, 1972, Blickwide, 1981; Bartolini et al., 2003; Barboza–Gudiño et al., 2008).

La Formación Nazas está constituida por rocas piroclásticas y flujos de lava de composición intermedia a félsica, e incluye en menor proporción rocas máficas y diques de composición andesítico–basáltica a dacítica. En algunas localidades de la Sierra de Catorce, depósitos de la parte inferior de la sucesión volcánica se encuentran interestratificados con capas de arenisca y litarenita conglomeráticas típicas de facies de canal en un ambiente fluvial a deltaico y con limolitas a lutitas con concreciones de carbonatos, glauconita y ocasionalmente con una estratificación ondulosa de tipo flaser. Barboza–Gudiño et al. (2004) propusieron para dicha unidad el nombre informal de capas Cerro El Mazo, cuya edad quedaría comprendida entre el Triásico Medio–Superior, que es la edad de la Formación Zacatecas que la subyace y 172 Ma (Bajociano), que es la edad (U–Pb, circón) de un dique riolítico que corta a toda la sucesión volcánica (Barboza–Gudiño et al., 2004). Con base en estas relaciones estratigráficas, dichos autores sugirieron una correlación cronoestratigráfica de las capas Cerro El Mazo con la Formación Huayacocotla de los Estados de Hidalgo, Puebla y Veracruz.

La Formación Nazas en la Sierra de Catorce se encuentra sobreyacida discordantemente por la Formación La Joya del Jurásico Medio (Bathoniano–Calloviano). Esta unidad consistente de brechas y conglomerados en la base, que hacia la cima gradúan transicionalmente a areniscas rojas, limolitas y lutitas, habiendo sido localmente establecido su rango de edad con base en su contenido de productos clásticos derivados principalmente del arco Nazas, específicamente las riolitas previamente mencionadas de 172 Ma (Bajociano) y su relación transicional con las calizas de la Formación Zuloaga del Jurásico Tardío (Oxfordiano) que la sobreyacen.

En el área del rancho El Alamito (Figura 3b), se localiza un afloramiento de areniscas y lutitas, el cual fue correlacionado con la Formación Huayacocotla del Jurásico Inferior, con base en la presencia de amonitas del género Phlysecgrammoceras o Hildaites (del Toarciano; PEMEX en Labarthe et al. 1989). Esta secuencia presenta sólo algunas características similares a las de la secuencia descrita en el Cerro El Mazo, en la Sierra de Catorce, aunque no aflora su base y su cima es sobreyacida discordantemente por unas capas de areniscas del Jurásico Superior–Cretácico (arenisca Alamitos, Celestino, 1982, en Servicio Geológico Mexicano, Léxico Estratigráfico de México [en línea]) y por la Formación El Abra (Heim, 1940). La secuencia mesozoica de la localidad El Alamito es sobreyacida de manera discordante por rocas volcánicas cenozoicas, cartografiadas como Andesita Agua Fría, Riodacita del Carmen e Ignimbrita El Órgano, todas del Oligoceno (Labarthe–Hernández et al., 1989).

Secciones medidas

En el Cañón General de la Sierra de Catorce se midieron dos secciones de las capas Cerro el Mazo, la primera sección (SRC–1), se midió siguiendo el cauce del arroyo en el fondo del cañón, de forma paralela a una sección previamente medida y reportada por Barboza–Gudiño et al. (2004). La sección medida se ubica en el flanco occidental de la antiforma Los Catorce (Figura 3a y 4), con coordenadas del punto inicial en la base: 23°41.84'N, 100°55.3'W y en la cima: 23°41.85'N, 100°55.45'W. La segunda sección medida en esta localidad (SRC–2), se ubica sobre el camino que va de Los Catorce hacia Real de Catorce (coordenadas de la base: 23°41.9'N, 100°54.35'W y cima: 23°41.7'N, 100°53.85'W, en el flanco oriental de la antiforma referida.

La base de la sección SRC–1 inicia sobre la discordacia tectonizada que separa a las capas Cerro El Mazo de la Formación Zacatecas. Consiste en su base de capas de cuarzarenitas de grano medio a grueso (Figura 4 y 5), en parte conglomeráticas, de 15 metros de espesor, que presentan estratificación cruzada, siendo notable en la cima de algunos de estos bancos la presencia de gran cantidad de fragmentos de plantas, sobre las que Sidney Ash (comunicación escrita a través de Claudio Bartolini) identifica posibles fragmentos de raíces y, en capas más superiores de la misma secuencia, una posible Cycadeoidea (Bennettitales) del género Zamites, cuyo rango abarca desde el Triásico Tardío hasta el Cretácico. Los siguientes 40 metros de la sección están constituidos por una serie de horizontes de limolitas a lutitas de coloración gris verdoso a ocre y rojo púrpura, con intercalación de brechas de intraclastos de lutitas y fragmentos de areniscas. Las capas de limolitas y lutitas regularmente presentan una mala estratificación y se observan con frecuencia concreciones de carbonato, así como partes con glauconita y algunas que constan de sílice u óxidos, por efecto de alteración secundaria. Los diámetros de estas concreciones van desde menores a 1 cm hasta 5 o 6 centímetros y tienen formas esféricas hasta aplanadas o irregulares. Los siguientes 40 metros están formados de capas medianas de arenisca fina, limolita y algunos horizontes de lutita que gradúan hacia arriba a litarenitas que suman cerca de 30 metros. Sobre esta parte de la secuencia se presentan las primeras intercalaciones de lavas de textura traquítica, formadas por plagioclasa acicular en una matriz criptocristalina y parcialmente con estructura amigdaloide con cristalización de calcita hacia la pared de las vesículas y clorita fibrosa hacia el interior (Figura 5d). En total, la secuencia medida y considerada como capas Cerro el Mazo, rebasa los 130 m. El límite con la Formación Nazas, que la sobreyace, se ha fijado en donde las intercalaciones de material volcánico son eminentemente de carácter subaéreo y predominan claramente sobre el material sedimentario. Aspectos de los afloramientos y las diferentes facies descritas en la sección SRC–1 se aprecian en la Figura 5.

La secuencia SRC–2 (Figura 4), descansa discordantemente sobre las turbiditas de la Formación Zacatecas y consiste de 280 m de litarenitas, limolitas, lutitas y cuerpos concordantes de rocas verdes. En la mitad inferior de la secuencia es notable el predominio de los bancos gruesos de hasta tres metros de espesor de las areniscas a litarenitas conglomeráticas, mientras que en la mitad superior predominan las limolitas a lutitas con concreciones de forma lenticular de carbonato de calcio. Un cuerpo de rocas verdes se encuentra en la parte inferior de la secuencia y alcanza hasta 26 m de espesor, y dos cuerpos más, de hasta 15 m de espesor cada uno, se intercalan en las limolitas de la parte superior de la secuencia. Estos cuerpos concordantes representan flujos de lavas de composición máfica, de grano fino, con textura traquítica amigdaloide, así como sus posibles conductos subvolcánicos, que se observan intrusionando a la Formación Zacatecas. Sobreyaciendo a la secuencia medida, aparece una unidad volcánica de color claro, muy deformada, con aspecto de filita o metariolita y estructura brechada en algunos horizontes y laminada en las partes con grano más fino. Esta unidad fue considerada ya como un flujo piroclástico perteneciente a la Formación Nazas, tomando como criterio para separar esta formación de las capas Cerro El Mazo, el predominio del material volcánico en la Formación Nazas y el carácter eminentemente subaéreo del mismo.

La secuencia SEA–1 (Figura 4), medida a lo largo del camino entre San José de las Flores y El Alamito, presenta algunas complicaciones estructurales para su medición precisa y no aflora su base, en tanto que su cima presenta una relación discordante con los bancos de caliza de la Formación El Abra del Cretácico (Heim, 1940) y con algunas capas de arenisca atribuidas por Celestino (1982, en Servicio Geológico Mexicano, Léxico Estratigráfico de México [en línea]) al Jurásico Superior–Cretácico Inferior y descritas por el mismo autor de manera informal como "arenisca Alamitos". Consiste de poco más de 150 metros, en donde destacan en la parte inferior areniscas o cuarcitas en capas medianas a gruesas ocasionalmente con laminación oblicua recta y esporádicos bancos de litarenitas conglomeráticas color gris claro. Hacia la parte media de la secuencia expuesta se observa una alternancia de capas delgadas de limolitas a areniscas de grano fino interestratificadas con horizontes delgados de lutitas de color gris claro a amarillo, mostrando estratificación irregular y acuñamiento de algunas capas, para finalizar hacia la parte media y superior de la secuencia con algunos bancos de litarenita y finalmente capas delgadas de arenisca y lutita.

Petrografía

La petrografía, y en particular el conteo estadístico de componentes clásticos (Tabla 1), se utilizó para comparar las secuencias de las áreas del Cañón General y El Alamito. Las litarenitas consisten principalmente de cuarzo monocristalino y en menor proporción cuarzo policristalino, de granulometría media a gruesa con un grado de redondez subanguloso a subredondeado. Feldespato, plagioclasa, minerales máficos y fragmentos líticos sólo aparecen en menor porcentaje. Algunas muestras presentan localmente gran contenido de clorita en la matriz, lo que en ocasiones da una tonalidad verdosa a la roca. Ésto es particularmente notorio cuando dichos depósitos se encuentran en las proximidades de las rocas verdes antes descritas, por lo que es de suponerse la mezcla de materiales volcanogénicos alterados dentro de estas capas, lo cual sin embargo no se reflejó en una proporción considerable de líticos volcánicos en las muestras analizadas.

De acuerdo con los resultados del conteo de puntos, graficados sobre el diagrama triangular de Dickinson (1985, Figura 6) las arenas provienen primordialmente de un ambiente de orógeno reciclado, con influencia de un ambiente de bloque continental. La composición mineralógica muestra que las rocas son areniscas cuarzosas o litarenitas con escaso o nulo contenido de feldespatos, aunque con un porcentaje regular de fragmentos líticos, reflejando una elevada madurez composicional. Los fragmentos clásticos que conforman las muestras reflejan a su vez una elevada madurez textural. El retrabajo de estos componentes clásticos es indicativo de su paso por diversas etapas o ciclos de erosión, transporte y acumulación o depósito, al parecer procedentes de bloques que fueron exhumados o levantados y expuestos a diversos factores erosivos, en donde los minerales menos resistentes a la erosión y transporte, como son el feldespato y la plagioclasa, fueron alterados o destruidos. La madurez textural, como forma y tamaño de los fragmentos, también nos indica estos procesos y este tipo de posibles fuentes originales de los componentes clásticos.

En cuanto a los otros tipos de rocas que se observan en las secuencias estudiadas se puede destacar la alternancia con capas de limolitas y lutitas, aunque de forma particular en la Sierra de Catorce se presentan limolitas rojas a púrpura con concreciones de carbonato e intercalaciones de rocas verdes que en la secuencia de El Alamito no se observaron, lo cual puede ser atribuible a una variación en el ambiente de depósito, con mayor influencia continental y a la presencia local de vulcanismo en la Sierra de Catorce, el cual se manifiesta como emisiones intercaladas de lava basáltico–andesítica, así como algunos diques. Estas lavas muestran una textura fluidal a traquítica con numerosos cristales de plagioclasa acicular en una matriz criptocristalina de minerales máficos y minerales secundarios. Ocasionalmnete se observan estructuras amigdaloides con cristalización de carbonato y clorita fibrosa en el núcleo de las pequeñas amígdalas elipsoidales que tienen diámetros de fracciones de milímetro, dando a la roca un aspecto muy similar al de algunas rocas espilíticas (Figura 5d), sin que hasta el momento se haya podido confirmar tal composición, ya que la plagioclasa es más cálcica y menos sódica y según un análisis químico reportado por Barboza–Gudiño et al. (2008), así como una serie de análisis químicos actualmente en preparación (Rodríguez–Hernández, en preparación), estas rocas muestran contenidos de Na₂O menores que 3.0 % en peso, en tanto que sus contenidos de CaO son superiores a 7.0 % en peso.

Geocronología de circones detríticos

A fin de apoyar la correlación propuesta de manera más confiable y ante la carencia de fauna en los afloramientos de la Sierra de Catorce, se realizaron los estudios de geocronología de circones detríticos ya mencionados, en muestras de areniscas de ambas localidades estudiadas, Esta información nos permite interpretar una posible ubicación paleogeográfica y la evolución tectónica de bloques actualmente distantes o los tiempos de exhumación de determinados complejos metamórficos o plutónicos.

Los resultados de las muestras analizadas (Cañón General: RC35 y El Alamito: RVA–01) se muestran en las Tablas 2 y 3, así como en la Figura 7. Con la técnica usada, cada circón es expuesto a la ablación láser para ser analizado en el espectrómetro de masas con multicolector (MC–ICPMS). En las gráficas de la Figura 7 se aprecian las semejanzas en algunos picos, lo cual demuestra ciertas similitudes en la procedencia de los circones detríticos de ambas muestras, indicando que provienen principalmente de tres fuentes o bloques caracterizados por tres eventos tectóno–termales principales. Con base en las relaciones tectónicas y paleogeográficas se interpretan como: 1) Circones con edades entre 900–1200 Ma, que predominan en ambas muestras, son atribuidos a una procedencia Grenvilliana, posiblemente del bloque Oaxaquia (Ortega–Gutiérrez et al., 1995); 2) circones con edades de entre 450–650 Ma corresponden a un bloque con basamento Pan–Africano–Brasiliano (López et al., 2001), incluidos algunos circones del Paleozoico inferior; y 3) circones con edades de aproximadamente 245–280 Ma provenientes del arco magmático permo–triásico del oriente de México (Torres et al., 1999) or East Mexico arc (Dickinson and Lawton, 2001).

En la muestra RVA–01, procedente de El Alamito, aparecen dos granos de circón con edades que producen un pico cercano a los 160 Ma. Descartando un posible error y siendo el resultado de dos granos un número estadísticamente no representativo de una población que se pueda considerar real, estos circones reflejarían una edad máxima de depósito bastante joven para esta roca, que implicaría un rango más amplio de edad que el originalmente considerado, aunque aún dentro del Jurásico Temprano, pudiendo representar aportes del arco Jurásico continental recibidos en esta parte de la cuenca. Estas edades no se registraron en la muestra de la Sierra de Catorce, aunque en dichos afloramientos sí se tiene la presencia de rocas volcánicas intercaladas, siendo dichas rocas volcánicas de composición máfica, con contenidos de SiO₂ menores que 54 % en peso.

Por lo anterior, la edad máxima de los depósitos estudiados en la Sierra de Catorce se puede interpretar sólo como posterior al Triásico Superior, por la presencia de circones con una edad de 212 Ma (Figura 6), edad que es congruente con una edad Triásica establecida también por medio de circones detríticos para la secuencia subyacente (Formación Zacatecas; Barajas–Nigoche, 2008), así como con una edad de U–Pb en circones de 174.7 ± 1.3 Ma (Jurásico Medio) para una riolita que en la misma Sierra de Catorce intrusiona y sobreyace a la secuencia estudiada (Barboza–Gudiño et al., 2004). En ambas muestras se aprecian algunas otras poblaciones en forma de picos menores con edades, en el caso de la muestra RC–35, desde 1900 a 2000 Ma (Paleoproterozoico), mientras que para la muestra del área de El Alamito, únicamente dos circones evidencian edades entre 2800 a 3000 Ma (Arqueano). En los diagramas de la Figura 6 se observan también las curvas de concordia, basadas en las relaciones isotópicas ²⁰⁶Pb/²³⁸U y ²⁰⁷Pb/²³⁵U.

Ambiente de depósito e implicaciones paleogeográficas

Tomando en cuenta las características observadas en las secciones estratigráficas medidas, las descripciones petrográficas y los resultados de la geocronología de circones detríticos, los componentes de las areniscas corresponden a un sistema fluvial de tercer orden, el cual se relaciona con sistemas fluviales mayores en ambientes costeros, deltas y abanicos submarinos, en donde los sedimentos detríticos se derivan de áreas muy diversas donde se localizan las diferentes rocas fuente, en este caso los bloques Grenvilliano, Pan–Africano–Brasiliano y las rocas de arcos magmáticos del Paleozoico tardío y Mesozoico temprano.

Para la secuencia expuesta en el área de la Sierra de Catorce se considera como ambiente de depósito, un ambiente de delta, el cual incluye los aportes de sistemas fluviales representados por paquetes de areniscas de textura conglomerática con material retrabajado o reciclado. Sin embargo el ambiente deltaico consecuentemente va pasando a uno de tipo marino de aguas someras, representado por horizontes de limolita rojiza, con tonalidades violáceas y púrpura en ciertas zonas, y que especialmente en el área de la Sierra de Catorce contienen abundantes concreciones de CaCO₃ y Fe(OH), así como glauconita y estratificación de tipo flaser, lo que correspondería a facies propias de una planicie deltaica variante entre planicie deltaica superior y planicie deltaica inferior, en concordancia con el reporte de capas marinas en la secuencia expuesta en el área de la Sierra de Catorce, como fuera propuesto por Erben (1956). Estas mismas características se interpretan para la secuencia expuesta en el área El Alamito a pesar de que en dicho afloramiento las capas son menos potentes y existe un predominio de areniscas más finas a limolitas, así como la ausencia de lavas u horizontes volcanogénicos.

Considerando que la correlación entre las secciones estudiadas puede ser sólo parcial, dadas las diferentes faunas reportadas, así como las edades máximas de los depósitos establecidas por la geocronología de los circones detríticos, se propone un modelo paleogeográfico (Figura 8) que habrá de considerarse con reserva en el detalle, no obstante que de manera más general sí está sustentado en el hecho de que la fauna reportada en ambas secuencias, tanto en el Cañón General de la Sierra de Catorce, como en El Alamito, permite establecer una correlación por lo menos parcial con la Formación Huayacocotla, principalmente a través de la fauna de amonites reportados por Erben (1956) para la Sierra de Catorce, como Vermiceras sp. y Arnioceras cf. Abjectum Fucini n. subsp., cabiendo aclarar también que la formación Huayacocotla descrita en los estados de Veracruz, Hidalgo y Puebla, correspondería según sus facies a un ambiente marino poco más profundo que el reportado para la Sierra de Catorce y aún que el de El Alamito.

 

CONCLUSIONES

La presencia de capas del Jurásico Inferior en el área de la Sierra de Catorce queda demostrada por la edad máxima del depósito, de 212 Ma determinada por geocronología de circones detríticos y una edad mínima (U–Pb, 174.7 Ma) establecida para una roca procedente de la parte superior de la secuencia volcánica que la sobreyace (Barboza–Gudiño et al., 2004). Por lo tanto, la secuencia originalmente denominada de manera informal como capas Cerro El Mazo puede correlacionarse parcialmente con la secuencia expuesta en el área El Alamito y a la vez, por lo menos de forma parcial con la Formación Huayacocotla.

La litología de litarenitas conglomeráticas canalizadas, observada en la secuencia de la Sierra de Catorce, revela que ésta fue depositada en un ambiente de amplios sistemas de canales fluviales a deltaicos que transportaban fragmentos de plantas, pasando estos depósitos transicionalmente a horizontes y capas de limolitas, correspondientes a un ambiente deltaico dominado por aguas someras e influenciado por las bajas y altas mareas. Un ambiente marino somero en algunos horizontes es evidenciado por la presencia de concreciones y lentes de CaCO₃ y Fe(OH), así como glauconita, existentes en las capas de lutitas y limolitas con una sedimentación tipo flaser, prueba de que se alcanzaban a depositar algunos carbonatos en aguas relativamente someras, al tiempo del aporte de materiales arcillosos terrígenos que inhiben el depósito más regular de calizas.

En el afloramiento de El Alamito, las litarenitas presentan características similares a las observadas en el afloramiento de la Sierra de Catorce, sin embargo, en la secuencia de El Alamito, los espesores de dichas capas son menores, alcanzando en promedio 15 a 20 cm y escasos bancos de más de 50 cm, en comparación con los bancos de dimensiones mayores de hasta 2 a 3 metros de espesor que ocurren en la Sierra de Catorce. Por otro lado, las capas de lutitas y limolitas son menos potentes en El Alamito y no contienen las concreciones descritas para la Sierra de Catorce, lo que se interpreta como un cambio hacia una facies de ambiente marino más abierto, por la interestratificación de arenisca–lutita y el aspecto más regular de las capas, además de la fauna reportada.

Los diagramas ternarios de discriminación para procedencia de sedimentos clásticos sustentan una procedencia de un orógeno reciclado y parcialmente un bloque continental. Por otra parte, la procedencia establecida por las poblaciones de circones detríticos revela que las fuentes a partir de las cuales derivaron los circones de ambas localidades, corresponden principalmente con el bloque Grenvilliano, un bloque pan–Africano–Brasiliano y el arco permo–triásico.

Considerando la edad del Jurásico Inferior y la facies marginal a marina somera en algunas capas de esta secuencia, se interpreta su depósito en la margen paleopacífica de México previo, o en parte de manera simultánea, a la apertura del Golfo de México, pero simultáneamente también con el vulcanismo del arco continental del Jurásico Temprano y previo a la formación de los arcos intraoceánicos del occidente del actual territorio mexicano (Terreno Guerrero). En este sentido, las capas estudiadas tendrían una conexión y correlación en cuanto a su edad, ambiente geotectónico de depósito y parcialmente su facies, con las secuencias del Jurásico Inferior de Guerrero, Puebla, Hidalgo, Veracruz, y Sonora.

 

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen los apoyos recibidos a través de los proyectos de investigación SEP– CONACyT –2003–C02–43966, SEP–CONACyT–52805–F y de la UASLP a través del Fondo de Apoyo a la Investigación C06–FAI–11–33.70 y del Instituto de Geología, que permitieron la realización de la parte analítica sustento del presente estudio. Asimismo el M. C. Gastón Venegas–Rodríguez agradece la beca CONACyT (clave 197865) que le permitió realizar y concluir sus estudios de nivel maestría, siendo este trabajo un concentrado de los resultados de la tesis presentada para la obtención del grado. La realización de los estudios geocronológicos aquí presentados fue posible gracias al apoyo del LaserChron–Center de la Universidad de Arizona en Tucson, por lo que se agradece el decidido apoyo logístico y técnico de los Drs. Joaquín Ruiz, George Gehrels, Victor Valencia y Alexander Pullen. La estancia de Rafael Barboza en Arizona fue posible gracias al apoyo del Programa PIFI 3.1 para el desarrollo de cuerpos académicos de la DES–Ingeniería, UASLP, en tanto que la estancia de Gastón Venegas fue posible gracias al apoyo del propio Laser–ChronCenter de la Universidad de Arizona. Finalmente se agradece la revisión sumamente constructiva de los árbitros y editores C. Bartolini, T.F. Lawton y C.M. González–León.

 

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