Arizpe sub-basin: A sedimentary and volcanic record of Basin and Range extension in north-central Sonora, Mexico

Resumen

La subcuenca de Arizpe, localizada en la parte norte de la cuenca del Río Sonora, es un medio graben que empezó a formarse durante el Oligoceno Tardío asociado a la deformación de Sierras y Valles Paralelos (Basin and Range). Su relleno volcánico y sedimentario de ~2.1 km de espesor, el cual buza hacia el oriente, se asigna a la Formación Báucarit y se divide, de la base a la cima, en los siguientes miembros informales. El miembro La Cieneguita, formado por conglomerado con intercalaciones de limolita y yeso, que sobreyace discordantemente a rocas volcánicas cenozoicas más antiguas; el basalto El Toro Muerto, formado por derrames de basalto, brecha basáltica y en menor proporción por conglomerado. El conglomerado Arizpe, formado por tres secuencias conglomeráticas grano decreciente hacia su cima y con interdigitaciones del basalto Tierras Prietas en su parte inferior y del basalto Agua Caliente en su parte superior. El miembro Bamori, formado por limolita, arenisca y conglomerado en secuencia grano-creciente hacia su cima, sobreyace en discordancia al conglomerado Arizpe y está a su vez sobreyacido discordantemente por la brecha El Catalán formada por clastos de basalto. La subcuenca Arizpe empezó a formarse hace ~25 Ma cuando la sedimentación terrígena del miembro La Cieneguita y el volcanismo alcalino del basalto El Toro Muerto precedieron a la sedimentación clástica del conglomerado Arizpe. La edad de ~21 Ma obtenida del basalto Agua Caliente, que ocurre en la parte superior del relleno de la cuenca, indica que ésta fue una cuenca de subsidencia rápida.

El fallamiento normal que inició a la cuenca tuvo lugar cerca de su actual margen oriental y controló el depósito de las secuencias conglomeráticas. En esa posición se ubican las fallas normales El Fuste y Granaditas que buzan al poniente, pero es probable que la falla principal se encuentre actualmente cubierta debajo de rocas más jóvenes del relleno de la cuenca. El fallamiento sinsedimentario fue importante y, después de su formación, la sub-cuenca Arizpe fue desorganizada por fallamiento normal de rumbo NW-SE representado por las fallas Crisanto y Tahuichopa.

Datos geoquímicos de los basaltos El Toro Muerto, Tierras Prietas y Agua Caliente indican que corresponden a traquiandesitas basálticas ricas en K, que varían de alcalinas a subalcalinas con un patrón de enriquecimiento en tierras raras ligeras, con relaciones isotópicas de Sr inicial entre 0.7069 y 0.7076 y valores iniciales de εNd entre -3.76 y -4.88. Análisis isotópicos de Pb en dos muestras del basalto El Toro Muerto arrojan valores muy parecidos y, en conjunto, estos datos sugieren una participación importante de la litósfera continental como fuente de los magmas de este volcanismo.

Los datos reportados se apoyan además en ocho nuevos fechamientos y contribuyen a documentar el tiempo del magmatismo y la extensión de la provincia tectónica de la Basin and Range en Sonora.