Geoquímica y petrogénesis del componente volcánico de la Formación Chilitos: Fresnillo, Zacatecas; implicación del origen y ambiente tectónico

Abstract

"El área de estudio está ubicada al sur de la ciudad de Fresnillo, Zacatecas, y está limitada por las provincias fisiográficas de la Mesa Central y la Sierra Madre Occidental. Simultáneamente, el área está geológicamente relacionada con el denominado Terreno Guerrero. Los datos geoquímicos y de mineralogía de las rocas volcánicas máficas (basaltos y andesitas basálticas) durante el Jurásico Tardío - Cretácico Temprano en el área de Fresnillo (Formación Chilitos) se encuentran en este estudio. Los principales conjuntos mineralógicos en las rocas volcánicas del componente volcánico de la Formación Chilitos se definen principalmente por plagioclasa, feldespato potásico y cuarzo; además la unidad contiene piroxenos y anfíboles como minerales primarios, clorita, sericita, calcita, sulfuros y hematita que sugieren la alteración fílica y propilítica; La alteración de tipo propilítica es dominante sobre la alteración de tipo argílica. Estas rocas se caracterizan por una variable de SiO2 = 38.2–55.6 wt. %, Al2O3 = 15.4–24.4 wt. %, MgO = 0.21–5.7 wt. % con Mg# = 26–76 [Mg# = 100 * (Mg2+ / (Mg2+ + Fe2+))]. Los datos geoquímicos también sugieren una evolución del magma de la serie tholeiitica a la calco-alcalina. La geoquímica muestra un fuerte enriquecimiento en elementos ligeros de tierras raras (LREE) y elementos litófilos de iones grandes (LILE). Además, indica el agotamiento en elementos de alta intensidad de campo (HFSEs; por ejemplo, Nb, Ta, Ti) y patrones de elementos de tierras raras pesados casi lineales (HREE); La insignificante o ausencia de anomalías negativas de Eu y Ti negativo indica que la cristalización fraccionada de la plagioclasa desempeñó un papel insignificante durante la evolución del magma, también los piroxenos desempeñaron el papel de la cristalización del magma. Las características geoquímicas sugieren que el magma máfico se derivó de la fusión parcial de una fuente del manto enriquecido que ha experimentado asimilación y cristalización fraccionada (bajo grado). Las relaciones bajas La/Nb (0.68– 2.23) y Nb/Y (0.19–0.69), relaciones relativamente altas de Zr/Y (3.68–10.56) y Th/Ta (1.03–3.65), y patrones normalizados progresivamente enriquecidos indican una ambiente tectónico del tipo arco de isla oceánica (OIB) y un probable entorno de cuenca tras-arco (back-arc) para la Formación Chilitos en el área de Fresnillo. Los nuevos diagramas de discriminación multidimensional indican la configuración de un rift de océano medio (MORB) a un arco de isla (IAB). Un nuevo modelo tectono-magmático combinado con observaciones geológicas previas indica que la Formación Chilitos se formó en un ambiente tectónico tras-arco durante el Jurásico Tardío al Cretácico Temprano."

"The main study area is located in the south of Fresnillo City, Zacatecas, and is bounded by the Mesa Central and Sierra Madre Occidental physiographic provinces. Simultaneously, this area is geologically related to the Guerrero Terrain. Geochemical and mineralogy data from mafic volcanic rocks (basalts and basaltic - andesites) during Late Jurassic – Early Cretaceous time from the Fresnillo area (Chilitos Formation) are in this study. The main mineral assemblages in volcanic rocks is defined by plagioclase, potassium feldspar and quartz, and also contains pyroxenes and amphiboles as primary minerals. Chlorite, sericite, calcite, sulfides and hematite suggest the phyllic and propilitic alteration; propylitic type alteration is more dominant over argillic type alteration. These rocks are characterized by variable SiO2 = 38.2–55.6 wt. %, Al2O3 = 15.4–24.4 wt. %, MgO = 0.21–5.7 wt. % with Mg# = 26–76 [Mg# = 100 * (Mg2+ / (Mg2+ + Fe2+))]. The geochemical data also suggest an evolution of the magma from the tholeiitic to the calc-alkaline series. They geochemistry displays strong enrichment in light rare earth elements (LREEs) and large ion lithophile elements (LILEs). Moreover, it shows depletion in high field strength elements (HFSEs; e.g., Nb, Ta, Ti) and nearly flat heavy rare earth element (HREE) patterns. Negligible or absence of negative Eu and a negative Ti anomalies indicates that fractional crystallization of plagioclase played an insignificant role during magma evolution, also the pyroxenes played the role of the crystallization of the magma. The geochemical features suggest that mafic magma is derived from partial melting of an enriched mantle source that has experienced assimilation (low degree) and fractional crystallization. The low La/Nb (0.68– 2.23) and Nb/Y (0.19–0.69) ratios, relatively high Zr/Y (3.68–10.56) and Th/Ta (1.03– 3.65) ratios, and progressively enriched normalized patterns indicate an island arc and a probable back-arc basin environment for the Chilitos Formation in the Fresnillo area. New multidimensional discrimination diagrams indicate mid-ocean ridge to island arc setting. A new tectono-magmatic model combined with previous geological observations indicate that the Chilitos Formation was formed in a backarc terrane during the Late Jurassic to Early Cretaceous time."