Tlamati Sabiduría, Volumen 7 Número Especial 2 (2016)

4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT

11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación

Acapulco, Guerrero 21, 21 y 23 de septiembre 2016

Memorias

Estratigrafía y estructura del sureste de la Cuenca de la Independencia.

Beatriz Coral Beltrán Martínez (Becaria)

Universidad Autónoma de Guerrero

Unidad Académica de Ciencias de la Tierra

Programa de Verano Delfín

magic_blue_08@hotmail.com

Área en la que participa: Área I: Físico-Matemáticas y Ciencias de la Tierra

Dr. Isidro Loza Aguirre (Asesor)

Profesor-Investigador de la Universidad de Guanajuato

isidro.loza@ugto.mx

Resumen

La Cuenca de la Independencia ubicada al nororiente del estado de Guanajuato y

comprendida en una zona de transición entre las provincias fisiográficas Sierra Madre Oriental,

Mesa Central y Faja Volcánica Transmexicana cuenta con una variedad de rocas y de estructuras

muy interesante. Su evolución geológica inicia con el depósito en una secuencia de rocas

volcanosedimentarias y calizas mesozoicas, sobres estas encontramos derrames andesíticos y

depósitos de lahares del paleógeno, del neógeno encontramos estratovolcanes y derrames

andesíticos y basálticos y del cuaternario depósitos lacustres y aluviales. Estos derrames de lavas

y depósitos de rocas se pueden asociar a algunos eventos de deformación, principalmente

extensionales. En este contexto los productos de la deformación como las fallas y fracturas, al

exponer rocas más antiguas y marcar rasgos geomorfológicos, nos son muy útiles en la geología

para el estudio e interpretación de la evolución de cierta región.

Palabras clave: Estratigrafía, estructura, Cuenca de la Independencia

4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación

Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016

Introducción

La Cuenca de la Independencia (CI) se localiza en la zona de transición entre las

provincias fisiográficas Sierra madre Oriental (SMOr), Mesa Central (MC) y Faja Volcánica

Transmexicana (FVTM), principalmente en la provincia de la MC y al sureste abarca la porción

norte de la FVTM, entre los meridianos 100° 10´ y 101° 35´ E y los paralelos 20° 45´ y 21° 35´

N, con un área aproximada de 6,840 Km2, cubriendo principalmente los municipios de Doctor

Mora, Dolores Hidalgo, San Diego de la Unión, San Felipe, San José Iturbide, San Luis de la Paz

y San Miguel de Allende. Se caracteriza por ser de relieve predominantemente plano, valles

amplios con orientaciones NE y NW, con elevaciones medias sobre el nivel del mar entre 1,700 y

1,800 m. Sus elevaciones más altas llegan aproximadamente a los 2,100 m. y están conformadas

principalmente por rocas volcánicas del tipo riolítico (Alaniz-Ruiz, 2002).

Para el presente proyecto se estudiará el sureste de la CI, específicamente el área

comprendida entre las coordenadas UTM 310000E 2320000N y 380000E 2300000N.

Localmente en el sureste de la CI, la morfología está constituida por zonas de relieve con

planicies y escarpes que se contrastan y que son claramente visibles en fotografías aéreas y

mapas, se reconoce principalmente al sistema de fallas San Miguel de Allende y los grandes

estratovolcanes miocénicos Palo Huérfano y La Joya, considerados como los más antiguos en su

tipo pertenecientes a la FVTM.

Alaniz-Álvarez et al., (2001) estudió la edad, la cinemática y la magnitud de

desplazamiento de las fallas de la región San Miguel de Allende-Querétaro y demuestra que el

área estuvo involucrada en varios eventos de deformación desde el Oligoceno hasta el Reciente.

Mediante el análisis de rocas de varias fallas contemporáneas, la migración del volcanismo, su

relación con la deformación y la diferencia en la morfología de los escarpes determinó para cada

sistema, el lapso durante el cual estuvo activo cada evento. Además determinó el rango de cuatro

eventos extensionales desde el Oligoceno.

En este contexto, partiendo de la información recopilada de estudios anteriormente

realizados por varios autores, se propone sentar las bases para una futura investigación más

detallada de la estratigrafía y estructura, principalmente cenozoicas, de la CI, con la intención de

generar nuevos datos geológicos.

Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016)

Mapa 1. Delimitación de la Cuenca de la Independencia y de la parte sureste de la misma.

Fuente: Imagen toma de Google Earth, edición propia.

Materiales y métodos

Para este proyecto primero se realizó una recopilación de información referente al área de

estudio, dicha información incluye material bibliográfico, cartográfico y geológico; la

bibliografía se compone de tesis y artículos ya publicados, que sirvieron de base para una

posterior interpretación del relieve y geología del área.

Para el análisis de la CI se utilizaron 20 cartas geológicas, obtenidas de la base de datos

en línea del Servicio Geológico Mexicano (SGM), a escala 1:50,000, con claves: F14C22,

F14C23, F14C24, F14C25, F14C26, F14C32, F14C33, F14C34, F14C35, F14C36, F14C42,

F14C43, F14C44, F14C45, F14C46, F14C52, F14C53, F14C54, F14C56 y F14-10 a escala

1:250,000. Para el área de estudio solamente se usaron las cartas correspondientes al sureste de la

CI, con las claves F14C54, F14C56 y F14-10 (Mapa 1).

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Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016

Posterior a la revisión de la bibliografía y de la geología de la zona, con la ayuda de

softwares, como Google Earth, ArcMap y ArcScene, se realizó un ajuste de la geología al relieve

del mapa, tomando como guía las reglas básicas para la foto interpretación.

Con la información recabada y las observaciones resultantes de la fotogeología, se

eligieron algunos puntos estratégicos por toda la CI para comenzar el detalle de la región, en este

proyecto no se describen resultados de los análisis en campo, porque ninguno de los puntos

recorridos hasta el momento abarcan las cartas correspondientes al sureste de la CI.

Resultados

Fisiografía

En las cartas geológicas y topográficas analizadas podemos ver el contraste que forman

las planicies y las elevaciones. El relieve llano con elevaciones menores a 2,000 m., relleno por

sedimentos del cuaternario, probablemente hasta del Mioceno tardío, lo encontramos en la parte

oeste del mapa, mientras que al este predominan las elevaciones mayores con alturas de más de

3,000 m. compuestas por rocas volcánicas cenozoicas. En el mapa podemos ver solamente una

parte del total de la CI los cuerpos volcánicos representados por las elevaciones mayores señalan

el limite sureste de la CI (Mapa 2).

La fisiografía está controlada por el movimiento diferencial que experimentaron los

bloques y dentro del área de estudio encontramos como estructuras principales a la falla San

Miguel y al segmento norte de la falla de Querétaro, los volcanes Palo Huérfano y la Joya al oeste

de la zona y la Sierra de los Cuarzos en la parte meridional. Las fallas presentan direcciones

preferenciales N-S y NW-SE. El fallamiento en algunas zonas expuso rocas antiguas del

mesozoico, como es el caso de la falla San Miguel.

Estratigrafía

Con el análisis de los mapas geológicos y los artículos referentes a la zona de estudio se

compiló un mapa con algunas modificaciones, por ejemplo, a diferencia del mapa del SGM, en el

mapa geológico realizado por Alaniz-Álvarez et al., en el 2001, se registra la presencia de la

secuencia Cerro Colorado y en el Cerro de los Cuarzos la litología y fallamiento son más

detallados. El mapa que se realizó en este proyecto se complementó con las características de

ambos mapas, a fin de hacerlo lo más detallado posible (Mapa 3).

Mapa 2. Mapa de elevaciones del sureste de la Cuenca de la independencia en que se plasma

la variación en las alturas dentro del área del proyecto. Fuente: Elaboración propia.

Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016)

Mapa 3. Mapa Geológico de la parte sureste de la Cuenca de la independencia, compilado de

estudios anteriores en la zona. Fuente: Compilado de las cartas geológicas con claves F14C54 y

F14C56 a escala 1:50,000, F14-10 a escala 1:250,000 y el mapa elaborado por Alaniz-Álvarez et

al., en el 2001.

Dentro de la zona de estudio se encuentran las siguientes rocas (Anexo1):

Mesozoico.

Unidad Volcanosedimentaria (Kvs).

Estas rocas corresponden a la unidad descrita por Martínez-Reyes (1992) como

Secuencia Volcanosedimentaria Sierra de Guanajuato, la cual integra a las formaciones

Esperanza y La Luz descritas por Echegoyén-Sánchez et al. (1970). El área de estudio es

correspondiente a la que analiza Alaniz-Álvarez en el 2001 y estas rocas afloran en el escarpe

de la falla de San Miguel de Allende, en los poblados Corrales, Landín, Rincón de Centeno y

Juventino Rosas, y en la Sierra de los Cuarzos, ubicada al oriente de Corral de Piedras. En sus

observaciones Alaniz-Álvarez notó la presencia de arenisca, lutita y pedernal, así como

algunos horizontes de radiolarita, intercaladas con rocas volcánicas principalmente básicas,

entre las que se identifican lavas, algunas de ellas con estructuras de almohadilla, así como

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diques y numerosas capas de material piroclástico. En general, a estas rocas se les observa un

metamorfismo de grado bajo (esquistos verdes).

Caliza y arenisca (KiCa).

La parte superior del paquete mesozoico está formado por caliza con intercalaciones

de arenisca calcárea, marga y lutita. Aflora al norte de Celaya en contacto con la unidad

volcanosedimentaria. En el afloramiento de San Miguel de Allende se le observan vetillas de

yeso y en la localidad de Juriquilla, Qro., únicamente están expuestas calizas arcillosas

intercaladas con lutitas. (Alaniz-Álvarez et al., 2001).

Paleógeno

Oligoceno.

Andesita El Cedro. Derrame de andesita y basalto (ToA).

Esta unidad fue descrita en el Distrito Minero de Guanajuato por Echegoyén-Sánchez

et al. (1970) y denominada Andesita Presa de Manantiales por Nieto-Samaniego (1990). La

unidad consiste principalmente de lavas y contiene algunas tobas; su composición varía de

basalto a andesita, su espesor es muy variable, en algunos lugares supera los 100 m (Alaniz-

Álvarez et al., 2001).

Oligoceno – mioceno

Ignimbrita oli-miocenicas de composición riolítica (ToR-TR)

En esta unidad se agrupan ignimbritas de composición acida, con un rango de edad

amplio. Incluye a las rocas que afloran en el bloque levantado de la falla de San Miguel de

Allende, el conjunto de tobas e ignimbritas que se ubican en la Cañada de la Virgen, y las

ignimbritas que afloran en la Sierra de los Cuarzos y al sur de San José Iturbide.

Secuencia Cerro Colorado. Derrames, depósitos de lahares y brechas de composición

andesítica a dacítica (Tdcc).

Derrames, depósitos de lahar y brechas de composición andesítica y dacítica que

forman un domo en el flanco oriental del volcán Palo Huérfano. Esta unidad fue descrita por

Pérez-Venzor et al. (1996) quienes reportaron una edad K-Ar en plagioclasas de 16.1 ± 1.7

Ma. Esta unidad subyace a derrames del volcán Palo Huérfano.

Neógeno

Mioceno.

Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016)

Estratovolcanes y derrames de composición andesítica a basáltica (TmA-B)

En esta litología se agrupan los productos volcánicos de composición básica e

intermedia provenientes de los estratovolcanes Palo Huérfano, La Joya, San Pedro y otros

derrames y aparatos menores que afloran en las mesas ubicadas en la parte sur de la Sierra de

Guanajuato.

En el área de estudio afloran principalmente Los volcanes Palo Huérfano con un

desnivel mayor que 800 metros con respecto al valle, y el volcán La Joya que tiene un

desnivel de 550 m y los derrames tienen espesores menores que 70 m (Alaniz-Álvarez et al.,

2001).

Volcaniclástico Querétaro. Depósitos piroclásticos y sedimentos lacustres (TmTq).

Se denomina así a los depósitos fluviales, aluviales, lacustres y piroclásticos no

consolidados y compuestos principalmente de fragmentos de pómez y otros materiales

volcánicos, en algunos bancos de material están expuestos horizontes con pómez blanca con

abundantes cristales de biotita muy bien preservados. Esta unidad se encuentra subyaciendo al

Basalto Querétaro y cubre a la Dacita Obrajuelo, la Andesita El Cedro y a la Andesita y

Basalto La Joya. La formación de estos depósitos está relacionada con el volcanismo del

Mioceno medio y tardío (Alaniz-Álvarez et al., 2001).

Mioceno – Plioceno.

Basalto Querétaro. Derrames fisurales y aparatos centrales de composición

andesítica a basáltica (TAB).

Derrames fisurales, aparatos centrales y conos cineríticos, de composición basáltica,

del Mioceno tardío. En esta unidad se agrupan varios eventos volcánicos, pero en el área de

estudio solamente afloran rocas de los derrames del norte de la Hoja Querétaro, que según

Alaniz-Álvarez et al., (2001) provienen de una colada de basalto de más de 4 km de longitud

proveniente del dique El Patol.

Mioceno – Cuaternario.

Areniscas y conglomerado cenozoico, depósitos lacustres y aluvión (TnAr-Cgp)

Estos sedimentos afloran en las partes bajas, pues son el relleno de cuencas

continentales. Según Alaniz-Álvarez et al., (2001) la litología de esta unidad la conforman

principalmente areniscas y conglomerados, aparecen también margas y lutitas, algunos lentes

de caliza y pedernal, y en distintos niveles aparecen intercaladas tobas de caída y material

piroclástico retrabajado. Además registró que al poniente de San Miguel de Allende,

aparecen intercaladas tobas e ignimbritas de la Ignimbrita OligoMiocénica.

4° Encuentro de Jóvenes Investigadores – CONACYT 11° Coloquio de Jóvenes Talentos en la Investigación

Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016

El espesor de esta unidad es variable según la cuenca de que se trate, va desde los 100 m

en los afloramientos de San Miguel de Allende (Nieto-Samaniego et al., 1999c); hasta 500 m

en las cercanías de León, Gto. (Hernández-Laloth, 1991).

Conglomerado polimíctico de areniscas (TplQptCgp-Ar)

Cuaternario

Lacustre (Qptla)

Aluvión (Qhoal)

Discusión y conclusión

Se interpreta que en la CI han ocurrido varias fases de fallamiento: el primer pulso de

extensión durante el Eoceno medio y tardío. Una fase extensional suave antes de los 30 Ma.,

contemporánea al emplazamiento de domas y diques. Una fase muy bien identificada que se

interpreta como el pico de extensión que ocurrió entre los 30 y 27 Ma. y fases menores ocurrieron

después de los 24 y antes de los 11 Ma. Tomando como base las investigaciones de Alaniz-

Álvarez et al., en el 2001 de la zona de la CI se realizó la siguiente tabla comparativa, donde se

detallan los eventos de deformación a los que ella hace referencia en su artículo y de los eventos

que son correlacionables con las deformaciones.

EV

EN

TO

ED

AD

DEFORMACIÓN CARACTERISTICAS COORELACIÓN

4

P

ost

erio

r d

e lo

s 5.6

Ma.

Extensional

Este evento corresponde típicamente a la

deformación del centro de la Faja Volcánica

Transmexicana en el sistema Chapala-Tula

con extensión ~N-S. Se concluye que el

sistema NE-SW empieza a ser el sistema

predominante hasta después de 5.6 Ma. y

que desde el Mioceno hay una tendencia de

rejuvenecimiento gradual hacia el SE tanto

del volcanismo como del fallamiento.

Sincrónicamente con este evento

de deformación, ocurrió un evento

de volcanismo poligenético

emplazado a lo largo de la traza

del sistema de fallas Taxco-San

Miguel de Allende: el volcán

Cimatario, Cerro Grande, la

caldera de Amealco, volcán

Altamirano, volcán Ñadó, volcán

Temascalcingo, Cerro La

Guadalupana, volcán San Antonio

y Nevado de Toluca

Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016)

3

Po

ster

ior

a lo

s 7

.5 M

a.

Extensional

La falla 5 de Febrero actuó como falla

sintética y las fallas San Bartolomé y

Tlacote actuaron como fallas antitéticas.

La falla San Miguel de Allende no se activó

mostrando que la deformación migró 30 km

hacia el oriente hacia el sistema de fallas de

Querétaro. Las fallas N-S tuvieron un

desplazamiento vertical uniforme de 80-100

m, mientras que el desplazamiento vertical

de la falla Central fue de 50 m. Las fallas

N-S que se activaron durante este evento

terminan en la falla Ixtla, sin que se pudiera

documentar actividad más al norte de esta

estructura.

Durante este evento se emplazó el

volcanismo máfico,

principalmente fisural, del

Mioceno tardío. Esta deformación

se concentró en el cuadrante SE

del área de estudio.

2

1

2 y

9 M

a.

Extensional

Se determinó por el desplazamiento de los

primeros productos de los volcanes Palo

Huérfano y La Joya y porque los depósitos

más jóvenes de los volcanes PH, La Joya y

San Pedro están fracturados o ligeramente

desplazados. Se infiere que la falla

Querétaro-norte también se activó durante

este evento ya que desplaza andesitas

presumiblemente del Mioceno medio. La

morfología de los escarpes sugiere que la

mitad norte de la región de estudio se activó

durante el evento D2 pero que la mitad sur

registra un evento más reciente. Las Figuras

2 y 5 muestran que los tres sistemas fueron

activados durante este evento, aunque la

deformación en el sistema NW-SE fue

mínima ya que sólo se observan fallas

menores en la Mesa Los Palacios y en las

cercanías de San Miguel de Allende.

Este evento coincide con el

volcanismo poligenético del

Mioceno medio, el cual, si se

considera al volcán Zamorano de

10.9 ±0.5 Ma. (Carrasco-Núñez et

al., 1989), también forma un tren

NE-SW.

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Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016

1

30

Ma.

Extensional

Es inferido por el alineamiento de domos

con dirección NW de la Riolita Chichíndaro

en la Hoja Celaya, el desplazamiento de

ignimbritas oligocénicas y el acuñamiento

de la Ignimbrita Cañada LaVirgen en el

escarpe de la falla Palo Huérfano. Por la

ubicación de los escarpes con dirección NE

y N-S que exponen al basamento, se infiere

que las fallas Querétaro-norte, La Joya e

Ixtla también tuvieron desplazamientos

hectométricos durante este evento.

Este evento es correlacionable con

el evento principal de la MC

ocurrido entre 30 y 27 Ma. y, al

igual que éste, tuvo

desplazamientos de varias

centenas de metros en las fallas N-

S, NE-SW y NW-SE. La

estructura generada debió ser un

arreglo romboédrico conformado

por el sistema de horst y graben de

dirección NE-SW y otro sistema

transversal constituido por las

fallas San Miguel de Allende y

Querétaro-norte.

Entonces, con la información hasta ahora recopilada y las observaciones de las imágenes

digitales se forman las bases para continuar con las investigaciones. Como la foto interpretación

se realizó sobre imágenes digitales del Google Earth, y estas no cuentan con la mejor calidad ni

con la precisión adecuada, es necesario perfeccionar este punto con la ayuda de imágenes

satelitales y ortofotos de mejor calidad. Una mejor fotointerpretación también da paso a los

estudios de campo para detallar y describir características importantes de la Cuenca de la

Independencia, principalmente en rocas y estructuras Cenozoicas, que son de mayor interés para

este proyecto.

Agradecimientos

Primeramente a Dios y a mis padres por siempre apoyarme en mi formación personal y

profesional y por darme las fuerzas necesarias para seguir luchando.

Al Dr. Isidro Loza Aguirre coordinador de este proyecto y mi ex maestro en la UACT, por

recibirnos este verano de investigación, por sus paciencia, humildad, buen humor y por

compartirnos de su conocimiento durante el periodo de estancia en las instalaciones de la

Universidad de Guanajuato.

A mí querida UACT y a mis maestros y amigos por enseñarme que siempre se puede

mejorar y que el buen ánimo siempre es el mejor compañero y solución.

Al programa Delfín y a la Universidad autónoma de Guerrero por permitirnos participar

en este XXI Verano de la Investigación Científica y Tecnológica del Pacífico 2016 y darnos su

apoyo para abrirnos camino en el campo de la investigación y la ciencia.

Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016)

Referencias

Alaniz-Álvarez. et al., (2001). Estratigrafía y deformación extensional en la región San Miguel de

Allende-Querétaro, México. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, v. 18, núm. 2, p 129-148.

Alaniz-Álvarez. et al., (2002). El sistema de fallas Taxco-San Miguel de Allende: Implicaciones

en la deformación post-eocénica de centro de México. Boletín de la Sociedad Geológica

Mexicana. Tomo LV, Núm. 1, p. 12-29.

Alanis Ruiz. (2002). Evolución geológica de la Cuenca de la Independencia y sus alrededores,

estado de Guanajuato, México. Tesis de ingeniería, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional

Autónoma de México, 99 p.

López Vergara (1979). Manual de fotogeología. Capítulo 8: Estudio del tono y vegetación en las

fotografías aéreas. p. 139-152.

López Vergara (1979). Manual de fotogeología. Capítulo 9: Análisis Geomorfológico. p. 119-

127.

López Vergara (1979). Manual de fotogeología. Capítulo 11: Estudio fotogeológico de la

fracturación. p. 139-152.

Nieto-Samaniego et al., (2005) la Mesa Central de México: estratigrafía, estructura y evolución

tectónica cenozoica. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. Tomo LVII, Num. 3, p. 285-

317.

Servicio Geológico Mexicano (1999). Carta geológico-minera, Querétaro F14-10 (1:250,000)

Servicio Geológico Mexicano (1999). Carta geológico-minera, San Miguel de Allende F14C54

(1:50,000)

Servicio Geológico Mexicano (2007). Carta geológico-minera, Colón F14C56 (1:50,000)

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Anexo 1.