Structural and kinematics constraints on a recent plate boundary: The northern limit of the Southern Mexico Block
Contraintes structurales et cinématiques sur une frontière de plaque récente: La limite nord du Bloc Sud Mexicain
Résumé
The first part of this work defines the Plio-Quaternary boundaries and kinematics of the Southern Mexico Block (SMB), a microplate uncoupled from North America along the Trans-Mexican Volcanic Belt (TMVB). Structural data combined with analysis of satellite images and seismic profiles show that a major left-lateral strike-slip fault affects the Veracruz Basin and post-5 Ma volcanic rocks of the Los Tuxtlas Volcanic Field. Low seismicity associated to faulted Quaternary markers such as alluvial fans, alluvial terraces and volcanoes argue for active faulting in this area. Plio-Quaternary left-lateral strike-slip faulting along the Veracruz area is important because it connects two important structural provinces: the left-lateral transtensive faulting that affects the central part of the TMVB and the left-lateral Strike-Slip Faults Province of Chiapas to the south. These three active deformation zones accommodate a couterclockwise rotation of the SMB with respect to the North American plate. The model we propose predicts a Plio-Quaternary rotation of 0.45°/Ma with a pole located at 24.2°N and 91.8°W. The second part of this work deals with the tectonic evolution of central Mexico. Structural data and paleomagnetic results for Early Oligocene volcanic units of the Mesa Central are used to investigate the tectonic activity along the N130° trending Tepehuanes-Zimapán fault system (TZFS). In San Luis Potosí and Guanajuato areas structural data and paleomagnetic mean directions that indicate ~10° counterclockwise rotations argue for a left-lateral transtensive motion along the TZFS. The Oligocene intra-arc deformation is similar to the present one that affects the TMVB. This suggests that the SMB could be as old as Early Oligocene. During Late Oligocene and Miocene the boundaries of this crustal block probably migrate jointly with the volcanic arc to reach their present configuration.
La première partie de ce travail s'attache à définir les frontières et la cinématique plio-quaternaire du Bloc Sud Mexcain (BSM), une microplaque tectonique découplée de l'Amérique du Nord au niveau de l'Axe Volcanique Trans-Mexicain (AVTM). L'analyse de profils sismiques, l'analyse d'images satellites ainsi que des observations de terrain montrent que le bassin de Veracruz et le volcanisme post-5Ma du Massif de Los Tuxtlas sont affectés par un grand décrochement sénestre. Cette faille est toujours active comme en témoignent la sismicité modérée ainsi que les marqueurs quaternaires (cônes, terrasses alluviales et volcanisme) affectés par la déformation. Le décrochement plio-quaternaire de la région de Veracruz est important car il établit la jonction entre le système transtensif senestre qui affecte l'AVTM et les décrochements également sénestres qui affectent la région des Chiapas au sud. Ces trois zones, sismiquement actives, accommodent une rotation antihoraire du BSM par rapport à l'Amérique du Nord. Le modèle cinématique proposé ici prédit une rotation du BSM par rapport à l'Amérique du Nord de 0.45°/Ma avec un pôle localisé à 24.2°N et 91.8°W. La seconde partie de ce travail se focalise sur l'évolution tectonique du Mexique central. Des données structurales ainsi qu'une étude paléomagnétique réalisée sur des unités volcaniques oligocènes permettent de mieux contraindre la cinématique des failles du système Tepehuanes-Zimapán (SFTZ), orienté N130°, à proximité des villes de San Luis Potosí et Guanajuato. Les données structurales collectées ainsi que les directions paléomagnétiques moyennes, indiquant des rotations antihoraires de ~10°, montrent que ce système était caractérisé par un mouvement transtensif sénestre. Cette déformation intra-arc oligocène est similaire à celle qui affecte l'AVTM actuel. Il est possible que le SFTZ ait constitué la limite nord du BSM durant l'Oligocène inférieur. Cette limite aurait migré en même temps que l'arc volcanique durant l'Oligocène supérieur et le Miocène pour atteindre sa position actuelle.