Rare earth element geochemistry of the Late Quaternary tephra and volcano-clastic sediments from the Pachuca sub-basin, north-eastern Basin of Mexico

Este estudio presenta el comportamiento geoquímico de las tierras raras (TR) en tefra y depósitos volcani-clásticos subyacentes del Cuaternario Tardío en la sub-cuenca de Pachuca, ubicada en la parte noreste de la Cuenca de México. Los contenidos totales de TR, así como los patrones normalizados de TR, índices de fraccionamiento de TR ligeras (La/Sm), pesadas (Gd/Yb), total (La/Yb) y anomalía de Eu son comparados con la mineralogía y el contenido de elementos mayores y trazas, con el propósito de encontrar los firmas geoquímicas de la fuente. Las tefras de composición basáltica y basáltica-andesítica, con plagioclasa, piroxeno y olivino, se caracterizan por bajos contenidos de TR, bajos índices de fraccionamiento de TR ligeras y pesadas, así como anomalía positiva de Eu. Los sedimentos subyacentes muestran dos diferentes comportamientos de TR e indican que la proveniencia varía entre rocas félsicas y máficas durante el Cuaternario Tardío. La composición geoquímica y los patrones normalizados de TR del grupo I (15-17 m, 4.6-9.6 m y 2-4.6 m) son comparables a los de las tefras y sugieren una fuente máfica. Además, se caracterizan por una ausencia de anomalía de Eu y bajo contenido en el total de TR, comparada con las muestras del grupo II. Los sedimentos del grupo II (9.6-15 m y 0-2 m) contienen abundante feldespato potásico y los datos geoquímicos muestran altas concentraciones en el total de TR, anomalía negativa de Eu y son enriquecidas en Zr, Y y Th. Esto último indica una contribución de minerales pesados, tales como alanita, monacita y zircón, típica de rocas félsicas. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2010.49.1.147

Major and trace element geochemistry of Permo-Triassic granitoids from NW Sonora, Mexico: Constraints on the origin of the Late Paleozoic-early Mesozoic Cordilleran magmatic arc along SW Laurentia

Permo-Triassic granitoids (PTGs) (284–224 Ma) crop out in Sierra Los Tanques (SLT) and surrounding areas in NW Sonora, Mexico. Based on mineralogical and geochemical characteristics, the PTGs are subdivided into three main suites: melanocratic (MS), leucocratic (LS) and pegmatitic-aplitic (PAS) suites. MS has I-type signatures (mostly metaluminous: biotite and hornblende), while LS is weakly peraluminous with biotite, muscovite, and garnet. PAS is composed of garnet-bearing pegmatite-aplite dikes of Permo-Triassic age. MS is slightly older than LS based upon field relations and age dating. PAS cut both granitoid suites and local Paleoproterozoic banded gneisses. PTGs are petrologically and geochemically classified as granodiorites, granites, and quartz monzonites, with medium-to high-K calc-alkaline affinity, and volcanic-arc granite (VAG) signatures. The enrichment in LILE (such as K, Rb, Ba, Sr, and Pb) and LREE over HFSE and HREE, respectively, together with negative Nb, Ta, P, and Ti anomalies, suggest derivation from a crustal source in a continental arc setting. Trace-element ratios of Ba/Ta≫1000, Th/Yb > 1, and Th/Ta>6–20 also support a setting in an active continental margin. All these geochemical features imply that crustal assimilation did play a major role in magma genesis. Crustal contamination is supported by field evidence, including xenoliths, stoped blocks, and roof pendants of Proterozoic basement rocks (Yavapai-type? crust). We propose that the PTGs from NW Sonora formed in a continental arc setting likely derived from the heat-fluxed melting of crustal material induced by mafic (basaltic?) underplating, thus the PTGs record the initiation of subduction and the generation of the early magmas in the nascent Late Paleozoic Cordilleran arc in SW Laurentia

Rocas graníticas pérmicas en la Sierra Pinta, NW de Sonora, México: Magmatismo de subducción asociado al inicio del margen continental activo del SW de Norteamérica

Multidisciplinary studies in the Sierra Pinta area in NW Sonora, including U-Pb zircon geochronology, mayor and trace element geochemistry as well as Sm-Nd isotopic studies have allowed a precise characterization of Permian granitic rocks. The results suggest the existence of a suite of Permian granitoids with U-Pb zircon ages between ~275 y ~258 Ma. Initial epsilon Nd values between -19.2 and -10.4 and corresponding Nd model ages (TDM) between 2.5 and 1.6 Ga, as well as some geochemical characteristics, indicate melting of Proterozoic crustal basement associated to the early stages of subduction forming the continental magmatic arc of SW North America. It is likely that this Permian magmatic pulse in NW Sonora was part of a larger event in the American Cordillera extending from western-southwestern USA, passing through northern Mexico and up to central and southern Mexico and, perhaps, to northern South America (i.e., Colombia). We suggest that the occurrence of the Permian granitoids in Sierra Pinta is associated with a Paleoproterozoic crustal weakness zone formed by a narrow stretch of the Yavapai crustal province. This weakness zone could have acted as a channel-way that facilitated the ascent towards higher crustal levels of the first magmas generated by subduction.Estudios geológicos multidisciplinarios realizados en rocas cartografiadas en el área de Sierra Pinta, en el NW de Sonora, que incluyeron geocronología U-Pb en zircones, estudios isotópicos de Sm- Nd en roca total y geoquímica de elementos mayores, traza y tierras raras, han permitido un precisa caracterización de rocas graníticas pérmicas. Los datos muestran la existencia de rocas pérmicas con edades U-Pb en zircones entre ~275 y ~258 Ma y valores iniciales de épsilon Nd de -19.2 a -10.4 (edades modelo Nd TDM entre 2.5 y 1.6 Ga). Estos datos, junto con los estudios geoquímicos, indican fusión de basamento cortical proterozoico relacionada a los estadios iniciales de la subducción que propició el establecimiento de un arco magmático continental en el SW de Norteamérica. Probablemente este pulso magmático es parte de un gran evento a nivel cordillerano que se extiende desde el SW de los EE. UU. pasando por Sonora, Chihuahua y Coahuila hasta el centro y sur de México, y quizás hasta el norte de Sudamérica (específicamente Colombia). La ocurrencia de estas rocas graníticas pérmicas en la Sierra Pinta podría asociarse a una zona de debilidad cortical formada por una franja angosta de basamento paleoproterozoico Yavapai, como el encontrado en algunos lugares del NW de Sonora, que sirvió para que los primeros magmas generados por subducción ascendieran con mayor facilidad hacia la superficie