Embed Size (px)
Citation preview
32
CAPÍTULO III
GEOLOGÍA
3.1 GEOLOGÍA REGIONAL
La provincia geológica de Sonora es una prolongación de la provincia de Arizona ya que
según Contreras, 1986; p.4 las dos presentan una gran complejidad geológica, gran
variedad de litologías, un extenso rango de edades, una gran diversidad de estructuras, etc.
En Sonora predominan las rocas volcánicas, sobretodo ácidas e intermedias, las rocas
metamórficas se encuentran sobretodo al oeste mientras que las sedimentarias están
distribuidas prácticamente por todos lados. En la cuenca del Río San Pedro tenemos un
valle rodeado por sierras y lomeríos. Los Lomeríos son rocas de un paquete
volcanosedimentario del Cretácico Superior conocido como Grupo Cabullona. Las sierras
están formadas por rocas volcánicas en la Sierra Mariquita, sedimentarias del Cretácico
Inferior (Grupo Bisbee) en la Sierra San José y sedimentarias del Paleozoico en la Sierra
los Ajos.
3.2 GEOLOGÍA DE ARIZONA
En la figura 3.1 se observa una sección de la cuenca del Río San Pedro en Arizona.
Podemos apreciar la geometría típica fallada de los valles intermontanos “Basin and
Range” rellenados por sedimentos.
33
Fig. 3.1 Sección esquemática idealizada S. Huachuca – S. Mule, en Arizona. Modificada de Goode y Maddock (2000; p.17).
Las montañas que bordean la Cuenca del lado americano son la Sierra Huachuca, la Sierra
Mule y la Sierra Tombstone al noroeste de esta última. La Sierra Huachuca y Mule están
formadas por rocas sedimentarias (calizas y areniscas) y rocas graníticas. La Sierra
Tombstone es de rocas volcánicas y en menor proporción afloran también las rocas
sedimentarias y graníticas antes mencionadas. El valle esta relleno por sedimentos. Los
sedimentos más viejos son un conglomerado del mioceno (Formación Pantano) seguido por
el acuífero de arcillas, grava, arena y limo del Terciario Superior y del Cuaternario. El
espesor del conjunto de sedimentos es de 1500 m en algunas partes del valle, aunque debajo
de los 500 m los sedimentos ya no son del cuaternario y están muy compactados y
cementados (U.S. Department of the Interior – Bureau of Land Management – Arizona
State Office, 1998; p.10). El valle es una fosa estructural llamada graben rodeada por
sierras levantadas a lo largo de fallas de ángulo elevado (U.S. Department of the Interior –
Bureau of Land Management – Arizona State Office. 1998; p.10; Freethey, 1982).
34
3.3 ESTRATIGRAFÍA
La columna estratigráfica se compone de rocas Precámbricas constituidas por rocas
metamórficas de la Sierra de Los Ajos, correlacionables con los esquistos Pinal que afloran
en el sur de Arizona. Aflora también en el área un granito con una edad de 1440 +/- 15 Ma.
(COREMI, 2000) que intrusiona esta región.
Después encontramos los sedimentos del Paleozoico, que evidencian una Trasgresión
marina, en su mayoría calizas y areniscas de facie de plataforma.
El Jurásico Inferior-Medio lo constituyen derrames de composición riolítica, arenisca y
toba riolítica asociados a un arco magmático, que se conocen como Riolita El Pinito. El
Jurásico Superior-Cretácico Inferior está representado por rocas sedimentarias expuestas en
la Sierra La Esmeralda, constituidas por arenisca, conglomerado y limolita que se
correlaciona con el Conglomerado Glance. Durante el cretácico se deposita una secuencia
volcánica y volcanosedimentaria correlacionable con el Grupo Cabullona, el cual se
considera parte de las asociaciones estratigráfico-tectónicas no marinas que se depositaron
en cuencas laramídicas, con volcanismo asociado con este evento (COREMI, 2000).
El Cenozoico lo componen depósitos del Terciario asociados a la Orogenia Larámide y el
Cuaternario basaltos originados por la apertura del golfo de California (COREMI, 2000).
35
Fig. 3.2 Columna estratigráfica de la Cuenca Alta del Río San Pedro. Tomada de la Carta Geológico-Minera Nogales H12-2 (COREMI, 2000).
36
3.4 TECTÓNICA
De acuerdo con las cartas Geológico-Minera H12-2 (Nogales) y H12-5 (Cananea) del
Consejo de Recursos Minerales (2000 y 1999) así como con Rangin (1977) en su estudio
“Tectónicas Sobrepuestas en Sonora” los eventos tectónicos se tienen registrados desde el
Proterozoico temprano, cuando ocurrió la orogenia Mazatzal que dio origen al complejo
metamórfico Bámori. Durante el Paleozoico se mantuvo un periodo de estabilidad tectónica
depositándose sedimentos de facies de plataforma.
En el Mesozoico ocurrieron diversos eventos: El intervalo de tiempo del Triásico Tardío al
Jurásico Temprano fue un periodo caracterizado por la creación de un arco magmático y
una cuenca tras-arco provocadas por la subducción de la placa litosférica. Durante el
Jurásico Medio y Tardío se produjo un fenómeno de metamorfismo regional en respuesta a
la depositación ocurrida en la cuenca asociada al arco. El Cretácico en sus inicios es testigo
de una trasgresión marina, a la que le siguió una fase compresiva en el Cretácico Medio
que plegó la secuencia sedimentaria del Cretácico Inferior y los vulcanógenos del Jurásico.
Esta fase compresiva está ligada a la Orogenia Larámide que se presentó del Cretácico
Temprano al Terciario Temprano. El magmatismo asociado de esta orogenia provocó
emplazamientos vulcano-plutónicos importantes.
Los eventos tectónicos no terminan ahí, ya que en el Cenozoico y más precisamente
durante el Mioceno empieza un periodo de tectónica distensiva que continua hasta la
actualidad. Esta dinámica genera la apertura del Golfo de California y la creación de las
deformaciones de “Basin and Range”.
37
3.5 GEOLOGÍA LOCAL
En la Cuenca del Río San Pedro encontramos rocas de todos tipos y de edades muy
variadas. Esto se debe a los diversos eventos que, como ya se expuso anteriormente,
acontecieron en el área.
Se presenta un patrón estructural de lineamientos regionales bien marcados con una
orientación preferencial noroeste-sureste que corresponden a fallas normales con
buzamientos al noreste y suroeste, produciendo sierras paralelas a la orientación de las
fallas regionales, dando como resultado un sistema de boques levantados y hundidos tipo
horst y graben, relacionando a la tectónica extensional del Terciario Superior. (COREMI,
2000)
En la Figura 3.3 podemos apreciar la diversidad de rocas y su ubicación. Lo que predomina
en el área es el Conglomerado del Cuaternario que cubre el valle seguido por los
Volcanosedimentos del Cretácico Superior conocidos como Grupo Cabullona, en los
lomeríos al este y oeste de la cuenca.
Precámbrico. En la Sierra Los Ajos aflora un esquisto Precámbrico micáceo, y con
laminación delgada, este se correlaciona con el esquisto Pinal del Sur de Arizona. Una
secuencia sedimentaria Paleozoica descansa sobre este esquisto. El Consejo de Recursos
Minerales también reporta un granito con una edad de 1440 +/- 15 Ma., U-Pb (COREMI,
2000) que aflora en ambos flancos de la Sierra San José, y en el flanco noreste del cerro El
Caloso.
39
Paleozoico.
Las rocas paleozoicas afloran en la Sierra Los Ajos, en el Distrito Minero de Cananea y al
sur de la Sierra Huachuca en Arizona, consisten principalmente de rocas sedimentarias
(calizas y conglomerados). Tanto Contreras (1986) como en las cartas geológico-mineras
del COREMI (1999, 2000) se reportan 5 unidades estratigráficas. La descripción de las
formaciones se presenta en la tabla 3.1.
Tabla 3.1 Formaciones del Paleozoico en la Cuenca del Río San Pedro.
(Según Contreras op. Cit) IMADES, 2000; p.19. Periodo Áreas en que
aflora Nombre de la formación Composición de la
formación
Cámbrico
Inferior
Sierra Los Ajos,
Distrito Minero
de Cananea
(DMC)
Bolsa Conglomerado cuarcítico
basal que varía hacia su parte
superior a Cuarcita (En el
DMC está representado por
la Cuarcita Capote, espesor
aprox. 200 m).
Cámbrico
Medio
Superior
Sierra Los Ajos,
Distrito Minero
de Cananea
Abrigo (sobreyace a la formación Bolsa) Calizas arcillosas y
Dolomitizadas. (En el DMC
cuenta con un espesor aprox.
De 140 m)
Devónico Sierra Los Ajos,
Distrito Minero
de Cananea
Martín (sobreyace a la formación Abrigo) Caliza arenosa y
dolomitizada
Mississíppico
(Carbonífero
Inferior)
Sierra Los Ajos Escabrosa (sobreyace discordantemente a la
formación Martín). Dentro de esta se emplaza el
horizonte mineralizado Chivateras, en el DMC.
Caliza granular dolomitizada
Pensilvánico
(Carbonífero
Superior)
Sierra Los Ajos
Distrito Minero
de Cananea
Sur de la Sierra
Huachuca
Horquilla y Puertecitos Caliza Pizarroza
Mesozoico.
El Mesozoico esta representado por rocas del Jurásico y Cretácico. La asociación más
abundante son los volcanosedimentos del Grupo Cabullona en lomeríos al Este y al Oeste
de la cuenca, seguida por las Cz-Ar del Grupo Bisbee en la Sierra San José (Tabla 3.2).
40
Tabla 3.2 Formaciones del Cretácico en la Cuenca del Río San Pedro (Según Carta Geo.-Min. de COREMI, 2000).
Periodo Áreas en que aflora Nombre de la formación Composición de la formación
Cretácico
Inferior
Principalmente en la Sierra San
José
Gpo. Bisbee
Morita Lutitas calcáreas y areniscas cafés
Mural
(sobreyace a
la Morita)
Caliza estratificada, graduando hacia
la parte superior a masiva
Cintura Calizas, Areniscas y Lutitas
Cretácico
Superior
Sur de la Sierra San José hasta la
Sierra Los Ajos y entre la Sierra
Huachuca y la Sierra Mariquita.
Grupo Cabullona
Paquete Volcano sedimentario
constituido de arenisca, lutita, toba
riolítica, limolita, conglomerado y
ocasionalmente andesita.
Sierra Mariquita Mesa Andesita y Toba Andesita
Cenozoico
De este periodo se reportan rocas ígneas extrusivas, intrusivas y sedimentarias del Terciario
y Cuaternario. Las rocas ígneas extrusivas comprenden desde rocas básicas (basaltos) hasta
rocas ácidas (riolita, tobas ácidas y brechas volcánicas ácidas). En la periferia de la Sierra
Mariquita afloran cuerpos porfídicos monzoníticos y cuarzomonzoníticos que se consideran
estrechamente ligados a la mineralización del Distrito Minero de Cananea; esta unidad
ígnea intrusiva se encuentra afectando rocas pre-paleoceno (COREMI, 2000).
El Mioceno está representado por unidades sedimentarias que en ocasiones presentan
intercalaciones de basalto, que rellenaron cuencas continentales tipo graben, originadas por
la tectónica distensiva que provoca la apertura del protogolfo de California (COREMI,
2000). Entre la Sierra San José y la Sierra Los Ajos se encuentran unos afloramientos
basálticos.
Conglomerados cuaternarios no consolidados del Pleistoceno se encuentran ampliamente
distribuidos, rellenando valles orientados noroeste-sureste y norte-sur. Los aluviones del
cuaternario cubren los cauces de los ríos y arroyos principales (COREMI, 2000).
41
3.6 EVOLUCIÓN GEOLÓGICA
La cuenca del Río San Pedro comienza en el Precámbrico durante el Proterozoico Medio.
Las unidades sedimentarias fueron intrusionadas por lo que ahora son rocas graníticas de
edades entre 1425 y 1475 M.a. en la región de Cananea (Contreras, 1986; p.5). El
metamorfismo regional forma esquistos micáceos que afloran en la Sierra de Los Ajos (Fig.
3.4 (a)).
En el Paleozoico durante el Cámbrico Temprano se depositan sedimentos conglomeráticos
de composición cuarcítica, de ambiente continental. Estos sedimentos corresponden a la
Formación Bolsa que aflora en la Sierra Los Ajos discordantemente sobre el esquisto (Fig.
3.4 (b)).
(a) (b)
Fig. 3.4 (a) Proterozoico medio; (b) Cámbrico Temprano. Durante el Cámbrico Medio-Tardío ocurre una trasgresión marina de facies de agua
somera. En este periodo se depositan Calizas arcillosas y dolomitizadas, conocidas como la
Formación Abrigo (Fig. 3.5 (a)).
En el Ordovícico-Silúrico se presenta un Hiatus. No tenemos registros de estos periodos.
En contraste durante el Devónico, Mississíppico y Pensilvánico Temprano ocurre la
depositación de la Formación Martín, Escabrosa y Horquilla respectivamente, yacen
discordantemente sobre la Formación Abrigo. Es una Fase estable de plataforma marina
donde se depositaron calizas arenosas y dolomíticas, calizas granulares dolomíticas y
calizas pizarrosas (Contreras, 1986; p.6), (Fig. 3.5 (b)).
42
(a) (b)
Fig. 3.5 (a) Cámbrico Medio-Tardío; (b) Devónico, Mississíppico y Pensilvánico Temprano.
En el Mesozoico durante el Jurásico Temprano-Medio ocurren derrames de composición
riolítica, se presentan areniscas y tobas ácidas, asociadas a un Arco magmático activo
(COREMI, 2000), (Fig. 3.6 (a)).
En el Cretácico Temprano acontece una regresión marina donde se deposita el
Conglomerado Glance, que no aflora en la cuenca del Río San Pedro pero lo hace al sur y
oeste de la misma. Una nueva trasgresión marina, de facies someras y profundas, genera la
depositación de las formaciones Morita, Mural y Cintura (Grupo Bisbee), (Fig. 3.6 (b)).
(a) (b)
Fig. 3.6 (a) Jurásico Temprano-Medio; (b) Cretácico Temprano. En el Cretácico Tardío - Terciario temprano, el plutonismo hipoabisal y vulcanismo
provoca plegamientos y deformaciones compresionales de las secuencias sedimentarias
(Contreras, 1986; p.7; Rangin, 1978; Talafierro, 1933). En este tiempo se emplazan grandes
volúmenes de material volcánico y volcano-sedimentario de composición riolítico y
andesítico, asociado a la orogenia Larámide correspondiente a la formación Mesa y al
Grupo Cabullona (COREMI, 2000), (Fig. 3.7 (a)).
43
En el Cenozoico durante el Terciario la Orogenia Larámide continúa, se produce una
tectónica de tipo cortante a través de fallas (Rangin, 1977; p.44). Se pliegan las rocas
preexistentes con movimientos este-oeste y se genera fallas inversas y normales. Los
pórfidos responsables de la mineralización de cobre diseminado en Sonora se asocian a las
intrusiones de tipo graníticas de este periodo. El fallamiento normal genera grandes
depresiones y da origen a la formación de los valles del Río San Bernardino, Agua Prieta y
muy probablemente el del Río San Pedro (Contreras, 1986; p.12), (Fig. 3.7 (b)).
(a) (b)
Fig. 3.7 (a) Cretácico Tardío – Terciario Temprano; (b) Terciario.
3.7 GEOFÍSICA
La información de los sondeos de resistividad, los registros eléctricos y de la descripción
litológica nos dan una idea de las propiedades del subsuelo.
Fragmentos y clastos provenientes de unidades litológicas ya existentes fueron
transportados y depositados rellenando el valle del Río San Pedro. En los bordes
encontramos depósitos gruesos cantos, boleos, gravas e incluso bloques. Por ejemplo en
los cortes litológicos de los pozos al oeste, 64 y 65, se observan bloques en varias secciones
de la columna, esto también se observa en varios pozos al este y al sur. Al centro del valle
el material de relleno es más fino.
La mayoría de los pozos perforaron entre 150 y 500 m, la profundidad máxima alcanzada
es de 500 m en los pozos 35, 37, 47, 48, 51 y 53.
44
En 1980 y 1982 la compañía Investigaciones Técnicas del Subsuelo, S.A. realizó estudios
geofísicos de resistividad eléctrica en el Valle del Río San Pedro. Se lograron integrar 7
perfiles geoeléctricos, los 3 primeros en 1980 y el resto en 1982. Para hacer los Perfiles
fueron interpretados 76 sondeos verticales del dispositivo Wenner con aberturas máximas
entre los electrodos de 1120 m para el primer estudio y 960 m para el segundo. Los
resultados nos indican un valle muy profundo de hasta más de 700 m de profundidad en
algunas partes. El relleno no es homogéneo sino que presenta un conglomerado con una
serie de intercalaciones de lentes de arcillas, material arenoso, limoso y mixto.
En la figura 3.8 se observa la cobertura del estudio, mostrando la disposición de los
sondeos verticales usados en este estudio.
De este estudio nos basamos más adelante para determinar la geometría de la cuenca así
como las propiedades de conductividad horizontal y vertical.
Fig. 3.8 Distribución de sondeos realizados en la Cuenca del Río San Pedro.
