Transtensión versus Extensión Proto Golfo

La apertura del Golfo de California tradicionalmente se ha explicado como un proceso de dos etapas de deformación y localización de esfuerzos. Este modelo definido aquí como extensión-transtensión fue propuesto por Stock y Hodges (1989), quienes indican que al término de la subducción de las micro placas remanentes de Farallón, el movimiento relativo de Pacifico-Norteamérica fue inicialmente particionado entre una zona de cizalla lateral en el margen del Pacifico (falla Tosco-Abreojos) y una zona de extensión proto- Golfo en la región oeste de la Provincia Extensional. En una segunda etapa (a partir de los 6-7 Ma.), la cizalla lateral progresivamente se acomodo al igual que la extensión en la zona actual del Golfo.

Una hipótesis alterna sugiere que la deformación transtencional ocurrió en una sola etapa del proto-Golfo (transtensión). En este modelo las costas de Sonora y Baja California y la región entre éstas debieron acomodar todo el movimiento relativo entre la Placa Pacifico y de Norteamérica desde ~11 Ma (Gans, 1997; Fletcher et al., 2007; Seiler et al., en prensa), y progresivamente maduró en el sistema de fallas transformes y cuencas pull-apart en los últimos 5 Ma. acomodando la mayor parte del movimiento relativo entre la placa del Pacifico y Norteamérica. Este movimiento de ~500 km ocurrió entre 12 Ma. y el presente, y solo los últimos ~300 km de desplazamiento ocurrieron a partir de ~6 Ma. (Gastil et al., 1981; Oskin et al., 2001).

Con base en sus estudios en el abanico submarino de Magdalena Fletcher et al., (2007) proponen que el margen oeste de la península de Baja California acumuló menos de 150 km de desplazamiento dextral, por lo que más de 450 km debieron acomodarse en la zona del Golfo actual. La costa de Sonora y Sinaloa son áreas en donde se ha documentado transtensión en la etapa del proto-Golfo (Gans, 1997) y recientemente en la región de San Felipe en el norte de la península (Seiler et al., en prensa).

En este trabajo los resultados indican que la cuenca Tiburón está controlada por dos fallas maestras de desplazamiento lateral y oblicuo con orientación al noroeste (falla Tiburón N33°W y falla De Mar N50°W). Esto apoyaría la propuesta de Fletcher y colaboradores (2007), ya que no es posible documentar estructuras que respondan únicamente a esfuerzos extensionales en dirección este-oeste. Las fallas maestras en los bordes de la cuenca (este- oeste) al parecer cortan toda la corteza continental y debieron acumular la mayor parte de la deformación transtensiva antes de entrada en actividad de la zona de falla del Canal de Ballenas (Stock, 2000). El patrón estructural con fallas normales en dirección NE-SW acomoda la extensión entre las dos fallas con desplazamiento lateral y no es posible documentar un primer periodo de extensión ortogonal, aun cuando se ha propuesto que el relleno sedimentario profundo en cuenca Tiburón muestra un paquete de reflectores sísmicos subparalelos (secuencia pre-rift de Aragón-Arreola y Martín-Barajas, 2007). Los resultados de esta tesis favorecen la propuesta de una sola etapa, en donde el movimiento relativo Pacifico-Norteamérica se acomodó desde la etapa del proto-Golfo en la zona entre la falla Tiburón y las fallas en la zona costera de Sonora. Con el tiempo, la falla Tiburón y De-Mar concentraron la mayor deformación transtensiva en esta zona del rift

CAPITULO IV

CONCLUSIONES

El procesado e interpretación de líneas sísmicas de reflexión multicanal propiedad de PEMEX y de dominio público (Ulloa 99) permiten proponer un mapa estructural de la cuenca Tiburón en donde el basamento acústico (Figura 26) presenta dos caídas abruptas asociadas a las fallas Tiburón en el margen oeste y De Mar en el margen este. Estas dos fallas definen una cuenca rombocásmica con fallas normales de orientación NNE (en promedio N10°E), las cuales controlan las caídas del basamento en los dominios norte y sur, respectivamente. Esta geometría define una cuenca pull-apart, aunque es posible que parte de la deformación debió también ocurrir en la costa de Sonora, posiblemente a través de un gradiente de deformación creciente hacia las fallas De Mar y Tiburón.

El basamento del margen de Sonora presenta una geometría en escalón con dos segmentos; uno controlado por el sistema de falla La Cruz al sur y otro por la falla de Mar. Estas fallas producen dos entrantes de basamento de más de 35 km hacia el oeste, uno es la isla Tiburón y otro es el dominio Libertad.

El cierre norte de la cuenca es un alto estructural orientado al NNE de ~20 km de ancho que alcanza los 2.5 segundos (en contraste con los >6s de profundidad del depocentro). La secuencia sedimentaria sobre el alto estructural y su flanco sur muestra pliegues abiertos con fallas normales en las crestas. Se especula que son pliegues de arrastre desarrollados sobre una falla de detachment a profundidad con transporte de la placa superior en dirección al sureste. Esta falla de bajo ángulo solo se documentó en la línea 5085 de PEMEX.

El depocentro de la cuenca tiene una forma ligeramente elongada norte-sur y una profundidad superior a 6 km. La zona “sin basamento” es de ~57 km en dirección NW, y es posible que en esa región de la cuenca los sedimentos sobre yacen a una corteza oceánica nueva. Sin embargo, no se observaron intrusiones volcánicas similares a las que ocurren en las cuencas activas Delfín, Wagner, Cerro Prieto y Salton considerados centros de dispersión incipientes (Persaud et al., 2003; Fuis y Kohler, 1984; Lonsdale, 1989).

La falla Tiburón tiene una orientación N33°W y se proyecta hacia el sur en forma oblicua a la falla del Canal de Ballenas. Su orientación indica una componente importante de extensión y es posible que esta diferencia en la orientación haya ocasionado su abandono y el inicio de la zona de fractura del Canal de Ballenas. La falla Tiburón posiblemente no continúa hacia el sur y su desplazamiento lateral fue transferido a fallas dextrales que bordean la Isla Tiburón (e.g. falla La Cruz) u otras zonas de cizalla entre las islas San Lorenzo y San Esteban.

La falla Tiburón en el dominio Norte corta a los sedimentos más recientes, lo que podría indicar que esta zona de falla ha tenido actividad sísmica reciente.

Los estudios geológicos de campo en la costa de Sonora y en la región del margen de San Felipe permitirán acotar la edad de la deformación en la cuenca Tiburón, en donde se ha documentado que existe un relleno sedimentario inicial de posible edad Mioceno Medio (c.f. Helenes et al., 2009). Futuros trabajos sísmicos en la parte suroeste de la cuenca permitirían establecer la antigua conexión de la falla Tiburón y el sistema de fallas que transfieren la deformación a la zona de fractura al norte de la cuenca de Guaymas.

BIBLIOGRAFÍA

Aguilar Campos, C. 2007. Sísmica de reflexión en el alto Golfo de California. Tesis de maestría en ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada. 90 p.

Aragón-Arreola, M. 2007. Structural evolution of basins in the Northern y Central Gulf of California. Implications for rift kinematics y strain accommodation. Tesis de Doctorado, Centro de Investigación Cientifica y de Educación Superior de Ensenada, Ensenada, B.C., 146 p.

Aragón-Arreola, M. y Martin-Barajas, A. 2007. Westward migration of extension in the Northern Gulf of California. Geology 35(6) :571-574.

Atwater, T., y J. Stock. 1998. Pacific-North America Plate tectonics of the Neogene southwestern Unites States: An update. International Geology Review 40 :375-402.

Bennett, Scott E.K.,y Oskin, M. E. 2008. A New High-Precision Paleomagnetic Reference Vector From Mesa El Burro, Mesa Cartabón, y Mesa El Pinole, Baja California for the Tuff of San Felipe, a Miocene Ignimbrite Marker Bed Exposed in Baja California y Sonora, México. Abstrac AGU 2008 :45-53.

Brown, L. G. 1978. Recent Fault Scarps Along the Eastern Escarpment of the Sierra San Pedro Mártir, Baja California, Master’s thesis, California State University, San Diego, 102 p.

Bryant, A. B. 1986. Geology of the Sierrra Santa Rosa Basin, Baja California, Mexico. Geological Sciences. San Diego, CA, San Diego State University, 75 p.

Castro-Escamilla, R., Valdez-González, C., Shearer, P., Wong-Ortega, V., Astiz, L., Vernon, F., Perez-Verti, A. y Mendoza, A., 2009. Localizacion y registros de banda ancha de los sismicos del 3 de agosto del 2009 de la region de Canal de Ballenas, Baja California. Geos, v.29(1) :104-105.

Crowell, J.C. 1974. Origin of late Cenozoic basin in southern California. Tectonics and sedimentation: Society of Economic Paleontologist y Mineralogist special publication 22 :190-204.

Curray, J. R., y D. G. Moore. 1984. Geologic history of the mouth of the Gulf of California. Tectonics and sedimentation:.Pacific Section S.E.P.M. 38 :17-36.

DeMets, C.A., 1995. Reappraisal of seafloor spreading lineations in the Gulf of California: Implications for the transfer of Baja California to the Pacific plate y estimates of Pacific- North America motion. Geophysical Research Letters. 22 :3545-3548.

Fenby, S.S y R.G Gastil. 1991. Geologic-Tetonic Map of the Gula of California y Surrounding Areas. En: The Gulf y Peninsular Provinces of the Californias, AAPG Blletin. Memoir 47 :79-83.

Fletcher, J. M., y M. Grove. 2007. Ridge-trench interactions y the Neogene tectonic evolution of the Magdalena shelf y southern Gulf of California: Insights from detrital zircon U-Pb ages from the Magdalena fan y adjacent areas. Geological Society of America Bulletin 119(11) :1313-1336.

Fuis, G.S., y Kohler, W.M. 1984. Crustal structure y tectonics of the Imperial Valley Region, California. Pacific Section S.E.P.M., 1-13.

Gans, P.B. 1997. Large-magnitude Oligo-Miocene extension in southern Sonora: Implications for the tectonic evolution of northwest Mexico. Tectonics. 16(3) :388-408. Gastil, R.G. 1981. Volcanic correlations across the Gulf of California: National Geographic Society Research Reports. 13 :231-234.

Gastil, R.G., y Krummenacher, D. 1975. Reconnaissance Map of Coastal Sonora between Puerto Lobos y Bahia Kino: Geol. Soc. America Map y Chart Series MC-16.

Gastil, R.G., Krummenacher, D. 1977. Reconnaissance geology of coastal Sonora between Puerto Lobos y Bahia Kino: Geological. Society. of America Bulletin. 88 :189-198.

Gastil, R.G., Krummehacher, D., Doupont, J., y Bushee, J. 1974. The West Mexican Batholith Belt: Pacific Geology, 8 :73-78.

Gastil, R.G., Krummenacher, D., Doupont, J., Bushee, J., Jensky W., y Barthelmy, D. 1976. La Zona Batholitica del sur de California y el Occidente de Mexico: Boletín Sociedad Geológica Mexicana, XXXVII; 84-90.

Gastil, G., Krummenacher, D., y Jensky W.A. II. 1979. Reconnaissance Geology of West- Central Nayarit, Mexico: Summary: Geological Society of America Bulletin, Part I (90) :15-18.

Gastil, G., Morgan, G.J., y Krummenacher, D. 1978. Mesozoic history of peninsular California y related areas east of the Gulf of California: in Mesozoic Palegeography of the Western United States. Pacific Section Society of Economic Paleontologists y Mineralogists, California, U.S.A. 107-116.

Gastil, R.G., Neuhaus, J., Cassidy, M., Smith, J.T., Ingle, J.C., Jr., y Krummenacher, D., 1999. Geology y paleontology of southwestern Isla Tiburon, Sonora, Mexico: Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, 16 :1–34.

González-Escobar, M., Martín-Barajas, A., Abdeslem-García, J., y Aragón-Arreola, M. 2006. Evolución Tectonoestratigráfica de las Cuencas del Norte del Golfo de California, Volumen 2. Procesamiento e interpretación de datos de sísmica de reflexión. Reporte técnico No. 410303843, PEMEX, 23.

González-Escobar, M., Aguilar-Campos, C., Suárez-Vidal, F., y Martín-Barajas, A. 2009. Geometry of the Wagner basin, upper Gulf of California based on seismic reflections. International Geology Review, v. 51(2) :133-144.

Gonzalez-Fernández, A., Danobeitia, J. J., Delgado-Argote, L. A., Michaud, F., Cordoba, D., Bartolome, R. 2005. Mode of extension y rifting history of upper Tiburon y upper Delfin basins, northern Gulf of California. Journal of Geophysical Research 110(B01313): 1-17.

Harding, T.P. 1974. Petroleum traps associated with wrench faults: American Association of Petroleum Geologist Bulletin, 58 :1290-1304.

Helenes, J., Carreño, A.L., y Carrillo, R.M. 2009. Middle to late Miocene chronostratigraphy y development of the northern Gulf of California, Marine Micropaleontology., 72 :10–25 pp.

Henry, C.D., Mcdowel, F.W., y Silver, L.T. 2003. Geology y geochronology of the granitic batholithic complex. Sinaloa, Mexico. Implications for Cordilleran magmatism y tectonics. Tectonic Evolution of Northestern Mexico y the Southwestern USA: Geological Society of America. Special Paper 374 :237- 274.

Hernández-Pérez, J. A. 2008. Estructura y estratigrafía en las cuencas Wagner y Consag, Golfo de California, a partir de sísmica de reflexión. Tesis de maestría en ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada. 100 p.

Karig, D. E., y Jensky, W. 1972. The proto-gulf of california. Earth y Planetary Science Letters. 17 :169-174.

Levi, S., y Riddihough, R. 1986. Why are marine magnetic anomalies suppressed over sedimented spreading centers?, Geology, 14 :651-654.

Lewis, C. J. 1996. Stratigraphy y geochronology of Miocene y Pliocene volcanic rock in the Sierra San Fermin y southern Sierra San Felipe, Baja California, Mexico. Geofisica Internacional. 35 :3-25 p.

Lizarralde, D., Axen G. J. 2007. Variation in styles of rifting in the Gulf of California. Nature 448: doi:10.1038.

Lonsdale, P., 1989. Geology y tectonic history of the Gulf of California. The Eastern Pacific y Hawaii. In: D. Winterer, M. Hussong y R. W. Decker (eds.). Boulder, CO, Geological Society of America. N: 499-521.

Lonsdale, P. 1991. Structural patterns of the Pacific floor offshore of Peninsular California. The Gulf y Peninsular Province of the Californias. American Association of Petroleum Geologists, Memoire 47 :87-125.

Martín-Barajas, A.; Stock, J. M.; Layer, P.; Hausback, B.; Renne, P., y López-Martínez, M. 1995. Arc-rift transition volcanism in the Puertecitos Volcanic Province, northeastern Baja California, Mexico. Geological Society of America Bulletin 107(4) :407-424.

Martín-Barajas, A., Helenes-Escamilla, J., Gonzalez-Escobar, M., García-Abdeslem, J., Aragón-Arreola, M., Carreño, A. L., Pacheco-Romero, M. 2008. Neogene evolution of rifting in the northern Gulf of California: Tectonostratigraphic analysis of seismic reflection y borehole data. En ILP Joint Task Forces Meeting. 28 :20.

Nagy, E. A., Grove, M. Stock, J.M. 1999. Age y stratigraphic relationships of pre-y syn-rift volcanic deposits in the northern Puertecitos Volvanic Province, Baja California, Mexico. Journal of Volcanology y Geothermal Research 93 (Special Issue on rift-related volcanism: Geology, Geochemistry y Geophysics): 1-30.

Nagy, E. A., y Stock, J. M. 2000. Structural controls on the continent-ocean transition in the northern Gulf of California. Journal of Geophysical Research 105(B7): 16251-16269. Nourse, A. J., y Yerson, H. T. 1994. Tertiary metamorphic core complexes in Sonora, northwestern Mexico. Tectonics 13(5) :1161-1182.

Ortega-Rivera, A. 2003. Geochronological constraints on the tectonic history of the Peninsular Ranges batholith of Alta y Baja California: Tectonic implications for western México. In: Tectonic of northwestern Mexico y southwestern USA. Geological Society of America. 374.

Oskin, M., Stock, M. J., y Martín-Barajas, A., 2001, Rapid locatization of Pacific-North America plate motion in the Gulf of California. Geology 29(5) :459-463.

Oskin, M.E., 2002. Tectonic evolution of the northern Golf of California, México, deduced from conjugate rifted margins of upper Delfin basin.: Ph. D. Thesis, California Institute of Technology, Pasadena, 487

Oskin, M. y J. M. Stock, 2003a. Cenozoic volcanism y tectonics of the continental margins of the Upper Delfin basin, northeastern Baja California y western Sonora. Tectonic evolution of northwestern México y soutwestern USA. Geological Society of America. Special Paper 374 :421-438.

Oskin, M. y Stock J., 2003b. Marine incursions synchronous with plate boundary localization in the Gulf of California. Geology 31 :23-26.

Pérez-Cruz, G. 1982a. Evolución geológica, interpretación geofísica y perspectivas petróleras de la provincia San Felipe-Tiburón, Golfo de California. Ingeniería Petrolera 22: 20-32.

Pérez-Cruz, G., 1982b. Exploración petrólera de la porción noroccidental del Golfo de California. Boletin de la Asociación Mexicana de Geofísicos de Exploración 21: 81-128. Pérez Tinajero, C. I. 2007. Sísmica de reflexión en el Desierto de Altar, Sonora, México. Tesis de maestría en ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, B.C. México. 101 p.

Persaud, P., Stock, J., Steckler, M., Martín-Barajas, A., Diebold, J., Gonzalez-Fernández A., y Mountain, G. 2003. Active deformation y shallow structure of the Wagner Consag, y Delfin Basins, northern Gulf of California, Mexico. Journal of Geophysical Research 108(B7): 2355, doi:10.1029/2002JB001937.

Phillips, R. P. 1964. Seismic refraction studies in Gulf of California. Marine geology of the Gulf of California. T. H. van Yel y G. G. Shor. Tulsa, Oklahoma, AAPG. 3 :90-121.

Ramos-Velázquez, E., Calmus, T., Valencia, V., Iriondo A., Valencia-Moreno, M., y Bellon, H. 2008. U-Pb y 40Ar/39Ar geochronology of the coastal Sonora batholith: New insights on Laramide continental arc magmatism. Revista Mexicana de Ciencias Geológica, 25(2) :314-333.

Reichle, M., y Reid, I. 1977. Detail study of earthquake swarms from the Gulf of California: Seismological Society of America Bulletin, 67 :159-171.

Sánchez-Zamora, O. y Doguin, P. 1991. Magnetic anomalies of the northern Gulf of California: Structural y thermal interpretations. The Gulf y Peninsular Province of the Californias. American Association of Petroleum Geologists. 47 :377-402.

Seiler, C. A., Gleadow, J.W., Fletcher, J. M., y Kohn, B. P. 2009. Thermal evolution of a sheared continental margin: Insights from the Ballenas transform in Baja California, Mexico. Tectonophysics, en prensa.

Silver, L.T., y Chappell, B., 1988. The Peninsular Ranges Batholith: an insight into the evolution of the Cordilleran batholiths of southwestern North America: Trans. Royal Soc. Edinburgh, Earth Sciences. 79 :105-121.

Schmitt, K. A. y A. J. Vazquez 2006. Alteration y remelting of nascent oceanic crust during continental rupture: Evidence from zircon geochemestry of rhyolites y xenoliths from the Salton Trough, California. Earth y Planetary Science Letters. 252 :260-274.

Stock, J. M., y Hodges, K. V. 1989. Pre-Pliocene extension around the Gulf of California y the transfer of Baja California to the Pacific plate. Tectonics 8(1) :99-115.

Stock, J. M., 2000. Relation of the Puertecitos Volcanic Province, Baja California, Mexico, to the development of the plate boundary in the Gulf of California. Cenozoic tectonics y volcanism of Mexico. Geological Society of America Special Paper 334 :143-156.

Summer, J. R., 1972. Tectonic significance of gravety y aeromagnetic investigations of the head of the Gulf of California. Bulletin of the Geological Society of America 83 :3103- 3120.

Valencia-Moreno, M., Ruiz, J., Barton, M.D., Patchett, P.J., Zurcher, L., Hodkinson, D.G., y Roldan-Quintana, J., 2001. A Chemical y isotopic study of the Laramide granitic belt of northwestern México: Identification of the southern edge of the Noth American Precambrian basement: Geological Society of America Bulletin. 113 :1409-1422.

Yilmaz, O., g 1987. Seismic Data Processing. Investigations in Geophysics, Society of Exploration Geophysicists. Segunda Edición. Tulsa, Oklahoma. 526 p.