3. Petrogénesis de los intrusivos meridionales cretácicos del Cinturón
3.2 Características geoquímicas regionales de los intrusivos de la parte sur del
3.2.3 Fuente de los intrusivos cretácicos del sur del CBP
Los valores εNdi disminuyen de oeste a este, reflejando un decremento en componentes de manto y un incremento en componentes de corteza continental. Basándonos en este
con el involucramiento de corteza de arco oceánico en la evolución de los magmas, un εNd(t) = +1.6 en los intrusivos de la zona transicional, sugiere que los fundidos producto de la fusión de un manto empobrecido se han mezclado con componentes de arco de islas y de corteza continental, por último un εNd(t) = +0.4 en los intrusivos de la zona este, hace evidente una mezcla de los fundidos con una corteza de tipo continental principalmente.
Estas observaciones en las firmas isotópicas de los plutones también se reflejan en una progresión en el incremento de elementos incompatibles de oeste a este (e.g. K2O, Nb, La, Nd, Rb, Ba y Th; Tabla 4) y el decremento en elementos compatibles (e.g. CaO, MgO, FeO y Sc; Tabla 4). Los diagramas Harker indican claramente que aunque la química es relativamente uniforme, los magmas que generaron los granitoides del este son diferentes a los que generaron los plutones del oeste (Figura 42).
El diagrama de discriminación Y+Nb vs Rb (Figura 48a; Pearce et al., 1984) muestra que todas las rocas del sur del CBP se ubican en el campo de los granitos de arco volcánico, donde la fuente exhibe una tendencia progresiva de los magmas hacia los granitos sin-colisionales, pero sin alcanzar nunca ese campo.
Basándonos en la correlación que existe entre el incremento de alcalinidad con respecto a la profundidad de la generación de los magmas, las variaciones en los diagramas indican que la fuente de los magmas de la parte sur del CBP es distinta en el oeste con respecto a los del este. El contenido de K2O y Na2O se incrementa de oeste a este y las tendencias en el diagrama QFP (cuarzo, feldespato alcalino y plagioclasa; Figura 48b) indican una diferenciación con dominio de facies minerales cálcicas en la parte oeste del batolito. Esta tendencia se refleja también al graficar las muestras en el diagrama MALI (índice de alcalinidad modificado; Figura 48c), en donde las muestras con menor contenido de SiO2 de la zona oeste caen en el campo cálcico, que son las zonas de augita, hornblenda y labradorita definidas por Frost et al. (2008). En el mismo diagrama las muestras de composición intermedia están dentro del límite definido para las rocas del CBP, siguiendo una distribución paralela a las líneas que delimitan el campo entre las rocas cálcicas y las calcoalcalinas conforme aumenta su
contenido en SiO2, lo que según Frost et al. (2001), es típico en rocas de arco magmático que han sufrido procesos de cristalización fraccionada. Sin embargo, es notable que las muestras de las zonas transicional y este aumentan en su contenido de álcalis y que algunas de estas muestras caen preferentemente en el campo de las rocas peraluminosas de tipo-S (Figura 48d), una característica de los plutones tipo La Posta (Wallawender et al., 1990).
Las relaciones Nb/Yb son relativamente uniformes en las muestras de los plutones del oeste, donde la mayoría tienen valores menores a 2 (Figura 49a) y no aumentan con el incremento de SiO2. En contraste, los valores de Nb/Yb en las zonas transicional y este son dispersos y tienen rangos entre 4.5 y 12, principalmente. Los valores promedio de Ta/Yb y La/Yb al igual que el Nb/Yb, se incrementan de oeste a este (Figura 49b, c y d), como han sido documentadas en las rocas intrusivas del norte del CBP por Morton et al. (2014) quienes lo atribuyen a la progresiva interacción de los magmas con corteza continental.
Los diagramas de REE pueden también ser utilizados para evaluar la profundidad a la cual se han generado los fundidos. Se ha estimado que los coeficientes de partición del granate cambian en tres órdenes de magnitud entre las tierras raras ligeras y las pesadas cuando el magma cristaliza por debajo de la presión de estabilidad del granate (10-12 kbar; Moyen y Stevens, 2006), por lo tanto, la suave pendiente de los patrones de REE en las rocas de la zona oeste (Figura 44a) indican que la cristalización debió ocurrir a profundidades menores a los 30-35 km y que los patrones de REE de los plutones de las zonas transicional y este que tienen pendientes relativamente más pronunciadas que los del oeste, indican profundidades mayores de cristalización.
Figura 48. (a) Diagrama de discriminación Rb/(Y+Nb) para granitos (Pearce et al., 1984). VAG = granitos de arco volcánico, SCG = granitos sincolisionales, WPG = granitos de intraplaca, ORG = granitos de dorsal oceánica. (b) Diagrama QAP para rocas plutónicas (LeMaitre, 2002), que muestra la clasificación modal del conjunto de rocas del sur del CBP. (c) Diagrama (MALI) (Na2O + K2O – CaO)/SiO2, mostrando
la contribución de fases minerales en la distribución de las muestras y el campo de los intrusivos del Cinturón Batolítico peninsular según Frost et al. (2008). (d) Diagrama del índice de saturación de Aluminio (Shand’s - index). Las muestras del plutón Nuevo Rosarito fueron tomadas de Peña-Alonso (2012).
Figura 49. (a) Gráfica de Nb/Yb en donde se observa un incremento progresivo en los valores desde la zona oeste a la zona transicional y este. (b-d) Promedio de los valores de Nb/Yb, La/Yb y Ta/Yb para las tres zonas en las que se ha discriminado el área de estudio. Abreviaturas: ZO= zona oeste, ZT= zona transicional y ZE= zona este.
También los valores de las relaciones entre tierras raras ligeras y tierras raras pesadas como Gd/Yb y La/Sm, respectivamente, pueden ser utilizados para estimar la profundidad pues los valores de Gd/Yb tienden a incrementarse con la profundidad de la fuente del magma, y los valores de La/Sm con el fraccionamiento (Morton et al., 2014). En la gráfica de la Figura 50 se observa que los valores de Gd/Yb de las rocas de la zona oeste es menor a 2 y que casi todos las razones de las rocas de la zona transicional y este así como algunas muestras de la parte norte del plutón Calmallí son mayores a 2, indicando una fuente de magma más profunda. Los valores promedio de La/Sm para las rocas de la zona oeste es de ~2.9 y estos valores aumentan hasta ~6.7 en la zona este.
Las relaciones de Sr/Y manifiestan el efecto del fraccionamiento de la plagioclasa y el granate en zonas de subducción (Morton et al., 2014). La cristalización fraccionada en zonas de estabilidad de granate, donde la plagioclasa es menos estable, separa el granate (Y) y las tierras raras pesadas del líquido residual, empobreciendo el fundido en Y. En el sur del Cinturón Batolítico Peninsular, el contenido de Y en la zona oeste tiene un promedio de ~21.5 ppm, decrece hasta ~6.4 en la zona transicional y hasta ~8.4 en la zona este. Por otra parte, la cristalización fraccionada a profundidades someras, donde la plagioclasa es estable y el granate inestable, la plagioclasa se separa junto con el Sr y Eu del líquido empobreciéndose el residuo del fundido en Sr. Las concentraciones de Sr en la zona oeste tiene un promedio de ~237 ppm, hasta ~653 ppm en la zona transicional y ~474 en la zona este. Con base en lo anterior, se interpreta que procesos de diferenciación somera produjeron los magmas de la zona oeste con valores de Sr/Y bajos (~11; Figura 43a), que no son muy distintos a los reportados por Morton et al. (2014) para la zona oeste del norte del CBP, donde las relaciones de Sr/Y son de 13.6. En contraste, los procesos de diferenciación que produjeron los magmas de las zonas transicional y este debió llevarse a cabo a niveles más profundos, dando como resultado valores de Sr/Y promedio de hasta ~97.6 en la zona transicional y de ~56.5 en la zona este.