Una revisión de la geología y evolución tectónica cenozoicas de la Mesa Central de México

Abstract

La Mesa Central (MC) de México es una provincia fisiográfica que consiste en una región elevada, con cotas promedio ~2000 m s.n.m. Dentro de ella se distinguen dos zonas con morfología distinta, la parte norte con grandes planicies y cerros bastante erosionados y la sur, de morfología más abrupta formada por serranías limitadas por valles con relleno fluvio-lacustre. En este trabajo presentamos una puesta al día de la información estratigráfica, estructural y tectónica del Cenozoico de la MC. En los últimos tres lustros se ha generado una gran cantidad de fechamientos isotópicos, cartografía geológica y descripción de fallas; con esta información se tiene un avance sustancial en el conocimiento de la evolución tectónica de esta región de México. La estratigrafía del Cenozoico la hemos organizado en seis unidades cronoestratigráficas, siendo todas continentales y la mayoría de rocas volcánicas. Hay dos de ellas constituidas de sedimentos clásticos que rellenan fosas tectónicas, la más antigua es de edad Paleógeno y tiene intercaladas rocas volcánicas. La segunda tiene un alcance estratigráfico que abarca el Chattiano y todo el Neógeno, representando la sedimentación ocurrida durante una larga fase tectónica extensional. De especial importancia es la presencia de una discordancia entre el Rupeliano y el Chattiano, la cual representa un cambio en la composición del magmatismo y en el estilo de la deformación. La MC ha experimentado al menos tres fases de exhumación, la primera al término de la construcción del Orógeno Mexicano (Cretácico Tardío-Paleoceno), la segunda en el Eoceno, al iniciarse la fase extensional de la MC y la tercera en el Oligoceno, registrada en la discordancia Rupeliano-Chattiano que está presente en toda la parte sur de la MC. Dicha discordancia separa capas con estilos estructurales distintos, bajo ella las rocas fueron deformadas por extensión con fallamiento rotacional bidimensional de “tipo dominó”, mientras que encima de la discordancia la deformación es tridimensional irrotacional, con el desarrollo de un sistema de fallas polimodal. La deformación bidimensional tuvo una dirección de alargamiento horizontal máximo NE, paralelo al vector de convergencia de las placas en el Pacífico mexicano para ese tiempo; por otra parte, en la deformación 3D el alargamiento horizontal máximo estuvo orientado entre E y SE. El cambio en la dirección de alargamiento y en el estilo del fallamiento sugieren que la deformación de la MC dejó de estar dominada por la dinámica de las placas en la costa pacífica y fue influenciada principalmente por la llegada debajo la MC, alrededor de los 30 Ma, de un slab window propuesto por Ferrari et al. (2018, Earth Sci. Rev., 183, 115-152).  Interpretamos que dicho slab window permitió el ascenso de material astenosférico produciendo elevación de las isotermas en forma dómica. Como consecuencia, la deformación extensional pasó a ser en tres dimensiones y fue acomodada por el patrón polimodal de fallas que se observa en la parte sur de la MC. Sin embargo, es necesario mencionar que no hay evidencias geoquímicas de rocas adakíticas, basaltos enriquecidos en Nb, basaltos tholeiíticos o andesitas con alto contenido de magnesio en las rocas volcánicas del Oligoceno. Hay indicios de que el espesor de la corteza de la MC varía entre las zonas de grandes fallas y los bloques que separan, los espesores reportados varían entre 30 y 40 km. La historia geológica cenozoica de la MC indica que ha sido sometida a extensión por ca. 48 Myr. Durante ese lapso han ocurrido eventos de granulitización (metamorfismo UHT) y fusión parcial en la parte baja de la corteza. Los datos provenientes de xenolitos corticales de edad miocénica (protolito sedimentario) indican temperaturas entre 872 °C y 969 °C y las profundidades calculadas para la zona baja de la corteza en la parte oriente de la MC son de entre 25 y 33 km. El estado de erosión en la mayor parte de la MC indica que la actividad tectónica y magmática es muy poca o nula. Sin embargo, hay zonas activas con magmatismo Plioceno-Cuaternario en Durango y San Luis Potosí, mismos lugares donde se ha documentado sismicidad activa. Redes sísmicas locales instaladas temporalmente en esos lugares muestran una coincidencia espacial entre las fallas mayores documentadas en la cartografía geológica y los epicentros registrados en las campañas sísmicas.