isótopos de samario y neodimio de rocas intrusivas del sur del CBP

Los datos isotópicos de intrusivos cretácicos del sur del CBP provienen de 17 muestras distribuidas en el área de estudio como se indica en la Figura 45. El método analítico está descrito en el capítulo II de este documento. Los datos isotópicos de 6 muestras de las rocas intrusivas cretácicas del CBP y de 5 muestras jurásicas de la localidad de Isla Cedros fueron proporcionados por Bodo Weber (comunicación personal, 2015). También se incluyeron los datos de 10 muestras de la región de El Arco publcados en Weber y López-Martínez (2006) y se integraron tres muestras de la región de la península Vizcaíno. Se utilizaron 36 análisis de muestras, los cuales se presentan en la Tabla 5.

Los valores de εNd de las rocas de los plutones de la ZO, caracterizados por ser los intrusivos más viejos en el área de estudio se muestran en la Figura 45. Estas muestras tienen valores isotópicos poco variables, desde εNd(102) +5.3 en una tonalita del plutón La Rinconada, hasta εNd(110) +6.7 en una tonalita del plutón San Jerónimo, con un promedio εNd(t) = +6.1 para los plutones de la zona oeste. Estos son los valores εNd inicial más positivos cuantificados en los intrusivos del sur del CBP, al norte del CBP (33º30´N) Kistler et al. (2014) reportan valores similares para las rocas de la zona oeste, interpretándolos como magmas con fuente derivada de un mantoempobrecido. Hacia el centro del CBP, las rocas del plutón Compostela, considerado un intrusivo con características marcadamente transicionales, tienen valores de εNd(100) variables entre +4.0 y -2.5 (promedio= +1.6), son valores más negativos que la de los plutones de la ZO y, el resultado sugiere que la posible fuente de estos magmas está más contaminada que la fuente de los intrusivos de la zona oeste. La muestra 17-VI-10 tiene un valor de εNd(100) = -2.5 y es muy probable que su origen involucre la asimilación de corteza vieja (continental). Algo similar se observa en las rocas del plutón San Pedro (ZE), donde los valores de εNd(100) varían desde +1.6 hasta -1.8 (promedio= +0.4), siendo estos los resultados de εNd(t) más negativos encontrados en el área de estudio.

El decremento de εNd inicial desde ZO hasta ZE (con promedios de +5.8, +1.6 y +0.4, respectivamente) indican una progresiva incorporación de material de corteza vieja rica en Nd en los líquidos magmáticos.

Otra herramienta para evaluar la posibilidad de mezcla en los magmas se obtiene al elaborar la gráfica de 147Sm/144Nd vs εNd (DePaolo, 1981). En la Figura 46 se puede observar que están incluidas las anfibolitas y basaltos almohadillados provenientes de la secuencia ofiolítica del basamento jurásico de la península Vizcaíno e Isla Cedros, las cuales se interpretan como tipo-MORB (εNd = +10; DePaolo, 1988). Estas rocas podrían representar la fuente de los magmas del arco jurásico, de las cuales se puede observar la manera en que la fuente magmática de arco se ha ido mezclando progresivamente desde el oeste hacia el este con fuentes de corteza enriquecidas en Nd, como se interpretó también a partir del análisis de los elementos traza.

Las rocas intrusivas jurásicas de la península Vizcaíno e Isla Cedros tienen los valores de εNd(165-150) más positivos con un promedio de +8.4 y que, aunque existe un incremento en las relaciones isotópicas 147Sm/144Nd (0.123 a 0.190) en este grupo de rocas, los valores de εNd no varían significativamente (Figura 46), lo cual sugiere que en los intrusivos jurásicos de Vizcaíno e Isla Cedros el proceso principal que rige la evolución magmática es el de cristalización fraccionada (FC) y que estas rocas jurásicas no están siendo afectadas por mezcla cortical. En la región de El Arco, donde también afloran rocas jurásicas, los valores isotópicos varían desde εNd(165)= +8.5 (diabasa) hasta εNd(165)= +4.5 (granodiorita). En la Figura 46 se observa que las diabasas de El Arco forman un grupo con valores más elevados de εNd y que llegan a traslaparse con el campo de las rocas intrusivas jurásicas de Vizcaíno e Isla Cedros, interpretándose que este comportamiento es distinto al de las granodioritas de la misma región (EA), las cuales forman un grupo separado al de las diabasas y tienen valores promedio de εNd(t) = +5.2, donde también es evidente que existen variaciones en los valores de εNd(t) aunque la relación 147Sm/144Nd (0.114 a 0.125) se mantiene estable en todas las muestras de granodiorita. Lo anterior podría significar que el enriquecimiento de los magmas félsicos en esta zona se debe a un proceso de asimilación cortical (AFC).

Tabla 5. Concentraciones de Sm y Nd y composiciones isotópicas de roca total de muestras del área de Vizcaíno, El Arco y el Cinturón Batolítico Peninsular.*= Bodo Weber (Comunicación personal, 2015), º= Weber y López-Martínez (2006).

Localidad Muestra Roca Edad

Sm (ppm) Nd (ppm) 147Sm/ 147/144 143Nd/ 143/144Nd 143Nd/ Epsilon 144Nd 2sig(m)% 144Nd 2sig(m)% 144Nd Nd(t) std. Err. std. Err. (t)

Isla Cedros* CI0419 pillow 165 1.41 3.87 0.23599 0.0105 0.513161 0.0008 0.512906 9.4 Isla Cedros* CI0420 pillow 165 1.40 3.84 0.23613 0.0125 0.513146 0.0008 0.512891 9.1 Isla Cedros* CI0402 microgranito 165 4.52 15.40 0.19029 0.0387 0.513045 0.0006 0.512839 8.1 Isla Cedros* CI0406 dique silícico 165 4.42 15.77 0.18161 0.0211 0.513036 0.0006 0.51284 8.1 Isla Cedros* CI0409 granodiorita 165 3.90 13.65 0.18550 0.0245 0.513030 0.0007 0.512829 7.9 Vizcaíno 8-VI-12 anfibolita 150 3.04 8.18 0.24083 0.0059 0.513201 0.0007 0.512964 10.1 Vizcaíno 12-VI-12 cuarzodiorita 150 2.28 11.92 0.12386 0.0057 0.513029 0.0006 0.512908 9 Vizcaíno 7-VI-12 cuarzodiorita 150 1.90 8.63 0.14266 0.0053 0.513039 0.0008 0.512899 8.9 El Arcoº 267-6 diabasa 165 5.31 20.19 0.15897 0.0100 0.512933 0.0003 0.512761 6.6 El Arcoº 20-7 diabasa 165 5.11 19.63 0.15736 0.0100 0.513032 0.0003 0.512862 8.5 El Arcoº 20-8 diabasa 165 5.44 21.26 0.15471 0.0100 0.513040 0.0003 0.512873 8.7 El Arcoº 277-2 diabasa 165 8.04 29.12 0.16687 0.0100 0.512964 0.0003 0.512784 7 El Arcoº 277-3 diabasa 165 9.01 32.77 0.16619 0.0100 0.512970 0.0003 0.512791 7.1 El Arcoº 182-2 diabasa 165 4.50 15.57 0.17470 0.0100 0.512928 0.0003 0.512739 6.1 El Arcoº 20-4 granodiorita 165 1.68 8.87 0.11426 0.0100 0.512840 0.0003 0.512717 5.7 El Arcoº 20-5 granodiorita 165 1.69 8.91 0.11443 0.0100 0.512862 0.0003 0.512738 6.1 El Arcoº EAS-1 granodiorita 165 1.92 9.26 0.12502 0.0100 0.512818 0.0003 0.512683 5 El Arcoº EAS-1-II granodiorita 165 2.03 10.02 0.12251 0.0100 0.512788 0.0003 0.512656 4.5 N. Rosarito* NR-16 tonalita 108 4.64 14.98 0.20074 0.0164 0.512943 0.0008 0.512801 5.9 N. Rosarito* 18-X-07 tonalita 110 4.25 18.44 0.14954 0.0087 0.512761 0.0014 0.512653 3.1 N. Rosarito* 29-VII-06 tonalita 110 4.53 19.59 0.15006 0.0130 0.512845 0.0027 0.512737 4.7 San Jerónimo MZ-25 tonalita 111 8.60 29.53 0.18885 0.0367 0.512974 0.0006 0.512837 6.7 San Jerónimo MZ-30 tonalita 115 5.15 18.51 0.18035 0.0326 0.512959 0.0015 0.512823 6.5 San Jerónimo 25-IV-09 tonalita 110 5.02 16.34 0.19934 0.0044 0.512971 0.0006 0.512828 6.5 San Jerónimo 12-IV-09 gabro 110 2.04 6.66 0.19846 0.0049 0.512922 0.0008 0.512779 5.5 San Jerónimo 1-VI-09 diorita 110 6.35 25.96 0.15857 0.0033 0.512926 0.0006 0.512812 6.2 La Rinconada* RIN-34 tonalita 102 3.48 14.87 0.15189 0.0105 0.512881 0.0005 0.51278 5.3 Compostela 16-VI-10 tonalita 100 4.21 19.72 0.13828 0.0043 0.512690 0.0010 0.512599 1.8 Compostela 17-VI-10 tonalita 100 5.42 23.19 0.09849 0.0059 0.512446 0.0007 0.512382 -2.5 Compostela 2-VI-12 granodiarita 100 1.12 5.11 0.14257 0.0053 0.512810 0.0009 0.512716 4 Compostela 1-VI-12 granodiarita 100 2.22 14.87 0.10274 0.0062 0.512749 0.0007 0.512681 3.4 San Pedro 14-X-12 granodiarita 100 2.43 12.37 0.12740 0.0039 0.512502 0.0009 0.512419 -1.8 San Pedro 17-X-12 cuarzodiorita 100 5.42 17.73 0.18338 0.0065 0.512865 0.0010 0.512745 4.6 San Pedro 22-X-12 cuarzodiorita 100 3.74 18.38 0.13207 0.0058 0.512658 0.0008 0.512571 1.2 San Pedro 7-X-12 granito 100 2.10 11.31 0.12016 0.0055 0.512670 0.0007 0.512592 1.6

Figura 45. Ubicación de las muestras con análisis isotópico Sm/Nd y los resultados εNd para cada muestra. Los análisis isotópicos del plutón

Nuevo Rosarito, La Rinconada y dos muestras de San Jerónimo (MZ25 y MZ30) fueron proporcionados por Bodo Weber (Comunicación personal, 2015). También se incluyeron los datos de 10 muestras de la región de El Arco publicados en Weber y López-Martínez (2006). Las edades U-Pb de las muestras G20 y G21 fueron tomadas de Kimbrough et al. (2015).

Aunque existen diferencias temporales entre el emplazamiento de los magmas de la región de El Arco (Jurásico) y los plutones de la zona oeste del CBP (Cretácico), no es evidente una separación con respecto a los valores isotópicos de εNd(t) entre los grupos de las rocas intrusivas (e.g. promedios = +5.5; ZW del CBP y +5.2 de El Arco). Lo que los diferencia es el proceso que rige la evolución del enriquecimiento en Nd pues, si se considera que las variaciones en las relaciones 147Sm/144Nd en los magmas jurásicos de El Arco muestran señales de mezcla, los magmas del oeste del CBP, a partir de sus relaciones 147Sm/144Nd, indican que el proceso dominante es el de diferenciación por cristalización fraccionada, por lo menos en el plutón San Jerónimo (Figura 46; ZO). Esto también es evidente al analizar las líneas de evolución de Nd (Figura 47) de las rocas intrusivas de El Arco las cuales tienen tendencias que sugieren fraccionamiento a partir de un manto moderadamente empobrecido, con una ligera contaminación cortical, así como las líneas de evolución de las rocas jurásicas que cruzan a las del plutón cretácico San Jerónimo con líneas de evolución con tendencias muy primitivas. Evidencia clara de incorporación o mezcla de los magmas del CBP se observa en los plutones Nuevo Rosarito, Compostela y San Pedro. El plutón Nuevo Rosarito tiene valores de εNd(108) desde +3.1 a +5.9 con una ligera variación en la razón 147Sm/144Nd (0.140 a 0.200), que puede ser explicado interpretando que son magmas producidos por diferenciación (fusión parcial?) de un manto empobrecido que ha sufrido contaminación por la incorporación baja, pero significativa, de material de corteza jurásica de arco, como lo observado e interpretado en los intrusivos de la zona oeste al norte del CBP (33º30´N) por Kistler et al. (2014) donde las rocas intrusivas tienen valores de εNd promedio de +6.

En los plutones de las zonas transicional y este es más evidente la asimilación de corteza más madura en los magmas, pues se llegan a alcanzar valores de εNd(100) = -2.5 en el plutón Compostela (muestra 17-VI-10; Figura 45) y εNd(104) = -1.8 en el plutón San Pedro (muestra 14-X-12; Figura 45). Las muestras de estos dos plutones tienen

también es evidente al obtener las líneas de evolución de Nd (Figura 47), donde las muestras 14-X-12 y 17-VI-10 tienen edades modelo TDM de 800 Ma y 1.0 Ga, respectivamente, lo que sugiere mayor contaminación. Las posibles fuentes de material cortical en esta región del CBP incluyen a las secuencias mesozoicas de las rocas del arco Triásico-Jurásico (o detritos derivados de ellas; Kistler et al., 2014), o rocas del basamento proterozoico de la provincia de Caborca (Iriondo y Premo, 2003; Farmer et al., 2005).

Figura 46. Diagrama de evolución magmática 147Sm/144Nd vs εNd(t) donde se graficaron datos de muestras

con edades jurásicas de Isla Cedros, Vizcaíno y sierra El Arco, comparado con los resultados de las muestras cretácicas del sur del Cinturón Batolítico Peninsular (CBP). Abreviaturas: NR= plutón Nuevo Rosarito, SJe= plutón San Jerónimo, RIN= plutón La Rinconada, COM= plutón Compostela, SP= plutón San Pedro, EA= El Arco, Vz= Vizcaíno, IC= Isla Cedros, ZO= zona oeste, ZT=zona transicional, ZE= zona este y Gdi= granodiorita. Js y K entre paréntesis significa la edad Jurásica y Cretácica de las zonas correspondientes. Los análisis isotópicos de Isla Cedros y de los plutones Nuevo Rosarito, La Rinconada y dos muestras de San Jerónimo (MZ25 y MZ30) fueron proporcionados por Bodo Weber (Comunicación personal, 2015). También se incluyeron los datos de 10 muestras de la región de El Arco publicados en Weber y López-Martínez (2006).

Figura 47. Líneas de evolución de Nd para rocas intrusivas del área de Isla Cedros, península Vizcaíno, sierra El Arco y las rocas pertenecientes al sur del CBP. DM, Línea de evolución de Nd del manto empobrecido según DePaolo (1981). Abreviaturas: Vz= península Vizcaíno, IC= Isla Cedros, SJe= plutón San Jerónimo, NR= plutón Nuevo Rosarito, EA= sierra El Arco, SP= plutón San Pedro, COM= plutón Compostela.