Les formations orogéniques mésozoiques du Guerrero (Mexique méridional) : Contribution à la connaissance de l'évolution géodynamique des cordillères mexicaines
Résumé
In the Teloloapan-Zihuatanejo area (southern Mexico), are exposed six volcano-sedimentary and/or volcanopiutonic arc séquences ranging in âge from Late Jurassic to Early Cretaceous which accreted to the North American plate at the end of the Cretaceous. The Taxco-Taxco Viejo is composed of calc-alkaline andésites, dacites and rhyolites interbedded in detrital sédiments. This séquence is affected by a syn-kinematic low grade metamorphism (221-276°C). This séquence Iikely represents the remnants of an island arc built on a continental crust. The Telolopan séquence consists of a highly deformed succession of Tithonian to Albian basalts and andésites of calc-alkaline affinity, which are highly enriched in LREE [QLa/Yb)N=5.5-10.5] and HFSE. Their eNd = +1.6 to +4.6 ratios, rather low for intra-oceanic calc-alkaline melts, suggest that they dérive from an enriched mantle source. Sedimentary cover includes volcaniclastic turbidites, reefal and bioclastic limestones and sandstones and shales of Aptian-Albian âge. The Arcelia séquence is a deformed succession of Albian-Cenomanian mafic pillow basalts and dykes of tholeiitic afinity [(La/Yb)N= 1.0-2.6, eNd = +5.5 to +8.0]. Sedimentary cover consists of radiolarian cherts and black shales. Locally plutonic rocks are thrusted on the volcanic rocks. The Huetamo séquence is formed of a more than 5000 m thick, slightly deformed succession of: (1) Tithonian volcaniclastic conglomérâtes and turbidites, which contain at the base uncommon intra-oceanic tholeiitic pillow basalts [(La/Yb)N = 1.0-1.2; eNd = +7.5]; (2) Neocomian volcaniclastic turbidites; (3) Aptian-Albian reefal limestones and volcanic conglomérâtes; and, (4) upper Cretaceous red beds. Geochemical characteristics of volcanic pebbles within conglomérates vary from tholeiitic [(La/Yb)N = 1.9] basalts in the Jurassic levels through calc-alkaline [(La/Yb)N = 2.6-3.5] andésites and dacites in the Neocomian strata to shoshonitic [(La/Yb)N = 10.3-10.4] andésites and dacites in the Aptian-Albian levels. The Zihuatanejo séquence includes an undeformed succession of calc-alkaline [(La/Yb)N = 2.5-9.8] andésites and dacites, volcaniclastic turbidites and Albian-Cenomanian limestones. Andésites are uncommonly depleted in HFSE and enriched in isotopic Nd (eNd = +7.4 to +9.7). The Las Ollas subduction complex contains a variety of exotic including limestones, quartzites and island-arc tholeiitic [(La/Yb)N = 0.7-1.4; eNd = +7.9 to +8.1] mafic and ultramafic rocks recristallized under médium to high P/T conditions which are included in a sheared matrix of flysch and serpentine. The magmatic affinities of these aforementioned arc séquences which belong to the Guerrero terrane are diversified from one sequence to another and within each sequence. However, two main suites can be recognized : (1) a tholeiitic suite composed of basalts and their feeder dykes, depleted to slightly enriched in LREE which is exposed at Arcelia and Las Ollas; (2) a calcalkaline suite enriched or depleted in High Field Srengh Eléments. In the tholeiitic suite, ultramafic and mafic cumulates are tectonically associated with the basalts and ail these igneous rocks derived from the partial melting of depleted source (eNd ranging between +5.5 to +8; Spinel Lherzolite). In the HFS-enriched calc-alkaline suite of Teloloapan, basalts and mafic andésites predominate and Iikely derived from the partial melting of an enriched source (eNd ranging between +1.6 to +4.6; Garnet Lherzolite). The HFS-depleted calc-alkaline suite (eNd ranging between 7.5 to +9) is represented by the Zihuatanejo andésites and the Aptian-Albian pebbles from Huetamo. These rocks derived probably from the a Spinel Lherzolite depleted source but with a partial melting ratio lower than in the tholeiites. These constrasting arc suites suggest that during the Late Jurassic-Early Cretaceous, the western margin of Mexico was characterized by an intense and diversified magmatic activity Iikely produced in more than one arc-trench System.
Dans le secteur de Taxco-Zihuatanejo (Mexique méridional) affleurent six séquences volcano-sédimentaires et/ou volcano-plutoniques d'arc datées du Jurassique supérieur au Crétacé inférieur qui se sont accrétées au craton nord-américain à la fin du Crétacé inférieur. La séquence de Taxco-Taxco Viejo comprend des andésites, des dacites et des rhyolites calco-alcalines interstratifiées dans une sédimentation exclusivement détritique. Elle est affectée par un métamorphisme syncinématique de basse température (221-276°C). Cette formation représente vraisemblablement le témoin d'un arc insulaire édifié sur un substratum continental. La séquence de Teloloapan comprend des pillow lavas basiques surmontés en concordance par des dépôts volcanoclastiques à lentilles de calcaires récifaux de l'Aptien et des calcaires récifaux de Aptien-Albien. Elle est affectée par deux métamorphismes de bas degré : (1) hydrothermal océanique et (2) syn-cinématique. Le volcanisme comprend surtout des basaltes et des andésites calco-alcalins avec de rares roches acides (andésites et rhyolites tholéïtiques). Comparées aux séries calco-alcalines d'arc intraocéanique, les basaltes et andésites sont enrichis en HFSE et LREE. Les basaltes et andésites présentent des différences géochimiques et un eNd compris entre +4,6 et +1,6. Cette séquence s'est développée dans un environnement d'arc insulaire intra-océanique. La séquence plutono-volcanique d'Arcelia comprend un ensemble plutonique qui repose en klippe sur des basaltes en coussins recoupés par des filons basiques. La sédimentation est soit micritique au sein de la pile volcanique soit pélitique à radiolaires au sommet et datée de l'Albien-Cénomanien. Laves et filons sont affectés par un métamorphisme statique et hydrothermal prehnite-pumpellyite. Les roches basiques d'Arcelia, y compris les rhyolites, montrent des affinités de tholéïte typique d'arc insulaire intra-océanique (eNd compris entre +8 et +6). La séquence de Huetamo représente le comblement d'un bassin fortement subsident qui se développe entre des îles volcaniques appartenant à un environnement d'arc insulaire. La séquence volcano-sédimentaire de Zihuatanejo albo-cénomanienne est composée de pyroclastites et de laves calco-alcalines déjà différenciées, associées à des calcaires récifaux et/ou des couches rouges continentales. Le complexe de subduction de Las Ollas comprend des blocs de roches basiques et ultrabasiques enchâssés dans une matrice de serpentine ou de flysch. Ces blocs sontaffectés par un métamorphisme HP-BT. Les roches basiques montrent des affinités de tholéïtes d'arc, appauvries en terres rares légères. Leurs caractères géochimiques communs suggèrent qu'elles représentent des fragments dissociés d'un croûte supérieure d'un arc insulaire intra-océanique, formée aux tous premiers stades de l'activité de l'arc. Les affinités magmatiques des séries d'arc mésozoïques du "Guerrero terrane" sont très diversifiées à la fois d'une séquence à l'autre et à l'intérieur d'une même séquence. Cependant, deux ensembles peuvent être reconnus : (1) des tholéïtes d'arc appauvries à légèrement enrichies en LREE, composées exclusivement de basaltes et de leurs filons nourriciers et présentes à Arcelia et Las Ollas; quelle que soit la séquence, des cumulats ultrabasiques et basiques sont tectoniquement associés aux laves; leur source mantellique appauvrie (eNd compris entre +8 et +5,5) est du type Lherzolite à spinelles; (2) des séries calco-alcalines enrichies ou appauvries en HFS. Les roches basiques prédominent dans la série calco-alcaline enrichie en HFS (Famille I), représentée par les basaltes et les andésites de l'Aptien-Albien de Teloloapan qui dérivent d'une source enrichie de "Type Lherzolite à grenat". La série appauvrie en HFS (eNd compris entre +9 et +7,5) est représentée par les andésites de Zihuatanejo et les galets de l'Aptien-Albien de Huetamo (Famille II) qui dérivent d'une source mantellique appauvrie, identique à celle des tholéïtes mais avec des taux de fusion partielle moins élevés. Enfin la famille III regroupe les laves de Taxco et présente des caractères intermédiaires entre les familles I et II. Ainsi, les séquences magmatiques orogéniques du "Guerrero terrane" reflètent la complexité de cet arc ou de ces arcs qui, néanmoins, ont fonctionné pratiquement en même temps.