Ignimbrite flare‐up and deformation in the southern Sierra Madre Occidental, western Mexico: Implications for the late subduction history of the Farallon plate

Abstract

The Sierra Madre Occidental (SMO) of western Mexico is one of the largest silicic volcanic provinces on Earth, but the mechanism for the generation of such a large volume of ignimbrites has never been clearly defined. We present new 40Ar/39Ar ages, geologic mapping, and structural data for the southern part of the SMO demonstrating that most of this volcanic province was built in two episodes of ignimbrite flare‐up in Oligocene (31.5–28 Ma) and early Miocene (23.5–20 Ma) time, and that extensional deformation occurred mostly before the transfer of Baja California to the Pacific plate. Extensive ignimbrite successions, with 40Ar/39Ar ages clustering at ∼23 and ∼21 Ma, cover most of the southern SMO, thus correlating in age with ignimbrites exposed in southern Baja California and central Mexico. Grabens with a 020° to N‐S orientation developed in the east almost concurrently with this volcanic episode. Half grabens and NNW striking listric normal fault systems formed at the end of middle Miocene as far as 150 km from the present coast. A belt of left‐lateral transpressional structures formed along the southern boundary of the SMO during the same period. We link these magmatic and tectonic events to the evolution and dynamics of the Farallon and North America plates during the Miocene. Particularly, we propose that a first detachment of the lower part of the Farallon plate in early Miocene time produced a transient thermal event and partial melting of the crust via mafic underplating. Middle Miocene extension would be related to a second detachment event, resulting from the slowing subduction that preceded the final capture of the Magdalena microplate by the Pacific plate at 12.5 Ma. Transpression at the southernmost end of the SMO occurred along the inland projection of the Magdalena‐Cocos plate boundary and may be explained by a difference in subduction rate and by a temporal convergence between the two plates in the eve of the end of subduction of the Magdalena plate.

Magmatismo y tectónica en la Sierra Madre Occidental y su relación con la evolución de la margen occidental de Norteamérica

“…Estas rocas están espacialmente asociadas con cuerpos intrusivos graníticos que han proporcionado invariablemente edades del Oligoceno al Mioceno temprano (Gastil et al, 1978;Nieto-Obregón et al, 1985;Ferrari et al, 2002). Rocas ígneas más antiguas no han sido reportadas en esta región pero sí afl oran inmediatamente al sur de la FVTM en el bloque Jalisco (Figura 2) .…”

“…La secuencia ignimbrítica del Mioceno temprano cubre la SMO en Nayarit. Ferrari et al (2002) reconocen dos paquetes de ignimbritas con edades y proveniencias distintas: la secuencia de Las Canoas y la secuencia del Nayar. La secuencia de Las Canoas tiene un espesor de ~350 m y ha sido fechada tanto por K-Ar como por 40 Ar/ 39 Ar en 23.5 Ma, es decir, contemporánea a la secuencia de El Salto-Espinazo del Diablo expuesta ~80 km más al norte (McDowell y Keitzer, 1977).…”

“…Todas las provincias son dominadas por ignimbritas de composición riolítica. Ferrari et al, 2002), la provincia volcánica de la SMO y la confi guración actual de las placas. FVTM: Faja Volcánica Transmexicana.…”

La evolución tectónica y magmática cenozoica del suroeste de México: avances y problemas de interpretación

“…ZF, zona de fractura. Ferrari et al, 2002;Alaniz-Álvarez et al, 2002;Morán-Zenteno et al, 2004). En este trabajo se presenta una revisión sobre el estado actual del conocimiento acerca de la evolución geológica cenozoica del sur de México, y se plantean las principales interrogantes respecto a los diferentes episodios tectónicos y magmáticos que se han reconocido en la región.…”

“…Este trabajo no pretende ser exhaustivo en cuanto a compilar la mayor parte de los datos disponibles, pero si se intenta delinear las tendencias generales en las interpretaciones, además de comentar algunos de los datos y rasgos más relevantes. La información más importante sobre la edad y geoquímica de las rocas del sur de México puede ser consultada en artícu-los y bases de datos disponibles (i. e. Schaaf et al, 1995;Morán Zenteno et al, 1999;Garduño-Monroy et al, 1999;Ferrari et al, 1999 y la base de datos correspondiente; así como en la Western North America volcanic and intrusive rock database, http://navdat.geongrid.org/.…”