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1
CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES AVANZADOS, S.C
POSGRADO
“DISTRIBUCIÓN Y CARACTERIZACIÓN MINERALÓGICA DE LAS FUENTES
PRIMARIAS DE RADIACTIVIDAD EN LA ZONA NOROESTE
DEL VALLE DE CHIHUAHUA”
Tesis que como requisito para obtener el grado de
Maestría en Ciencias en Materiales presenta:
ALUMNO: Manuel Reyes Cortés
DIRECTORES DE TESIS: Dr. Luis Fuentes Cobas y
Dra. María Elena Montero
Chihuahua, Chih., diciembre de 2005.
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PROYECTO
DISTRIBUCIÓN Y CARACTERIZACIÓN MINERALÓGICA DE LAS FUENTES
PRIMARIAS DE RADIACTIVIDAD EN LA ZONA NOROESTE
DEL VALLE DE CHIHUAHUA
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3
“Para aprender no hay edad” Dedico este trabajo a mis queridas
hijas
Sary y Vale, como tributo a su vocación de saber.
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4
AGRADECIMIENTOS
Mi reconocimiento y mi gratitud para los doctores María Elena
Montero Cabrera y Luis Fuentes Cobas por su apoyo incondicional,
por su orientación y su participación
determinante en la investigación y presentación de los
resultados de este trabajo.
Por sus valiosos conceptos y correcciones en la geología
agradezco al Dr. Ignacio A. Reyes y al M.I. Rafael Chávez
Aguirre.
Agradezco al Lic. Federico Stockton Rejón por su diligencia y al
Dr. Erasmo Orrantia
Borunda por las facilidades que siempre me han brindado. Gracias
amigos.
Al Dr. Jesús González le confirmo mi reconocimiento y le
agradezco por confiar en mí. Siempre ha sido y será para mí un
honor participar en las investigaciones del CIMAV.
Agradezco a mi esposa Sarita por el escrito y formato de este
trabajo.
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5
ÍNDICE
Pagina
PRÓLOGO---------------------------------------------------------------------
7
I.
RESUMEN---------------------------------------------------------------------
8 II.
INTRODUCCIÓN--------------------------------------------------------------9
1.
Antecedentes--------------------------------------------------------------9
2.
Hipótesis-------------------------------------------------------------------11
3. Objetivo
general----------------------------------------------------------12
3.1 Objetivos particulares 3.2 Metas
III.
METODOLOGÍA--------------------------------------------------------------13
1. Cartografía y muestreo 2. Trabajo de gabinete 3.
Laboratorios
IV.
RESULTADOS----------------------------------------------------------------14
1. Datos geográficos
1.1 Localización 1.2 Clima 1.3 Fisiografía
1.3.1 Orografía 1.3.2 Hidrografía
1.4 Geomorfología 2.
Geología-------------------------------------------------------------------24
2.1 Litoestratigrafía 2.1.1 Serie volcánica inferior 2.1.2 Serie
volcánica superior
2.2 Tectónica regional 2.3 Tectónica local
2.3.1 Estructuras de caldera 2.3.2 Zonas radiactivas
2.4 Geología histórica 3. Origen de la mineralización del
uranio-----------------------------44
3.1 Teoría de la mineralización 4.
Petrografía-----------------------------------------------------------------48
4.1 Rocas encajonantes 4.2 Alteraciones 4.3 Minerales
radiactivos
5. Difracción de rayos
X-------------------------------------------------- 70 6.
Resultados del
MEB----------------------------------------------------74
6.1 Espectrometría
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6
7. Espectrometría Alfa y
Gamma-------------------------------------- 84 7.1 Muestras de roca
7.2 Muestras de sedimentos, aguas, plantas y peces
V. DISCUSIÓN Y
PROPUESTA----------------------------------------- -91
VI.
CONCLUSIONES------------------------------------------------------------94
BIBLIOGRAFÍA---------------------------------------------------------------96
ANEXOS
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7
PRÓLOGO
La contaminación de los acuíferos de Chihuahua-Sacramento y de
Tabalaopa-Aldama de donde se suministra el agua para el consumo
humano en la ciudad de Chihuahua, se ha venido estudiando dentro
del proyecto CONACYT 31227-U. “Programa de vigilancia radiológica
ambiental para el estado de Chihuahua”, que se desarrolló desde el
año 2000 y acaba de concluir en el Centro de Investigación en
Materiales Avanzados CIMAV de Chihuahua. En el mismo, se ha
realizado un estudio inicial de la radiactividad de los suelos, de
las aguas superficiales y de pozos de diferentes localidades del
estado (Villalba et al 2002, Villalba et al 2003, Colmenero et al
2003, Montero Cabrera et al 2003).
En los acuíferos del área Chihuahua-Sacramento, las
concentraciones
específicas del uranio en agua subterránea fluctúan de 460 a
1260 Bq m-3 y las de Ra 226 van de 280 a 2660 Bq m -3 de agua. De
33 pozos analizados (de un total de 112) que abastecen a la ciudad
de Chihuahua, el 80% de los pozos contienen concentraciones de
uranio o radio superiores a 560 Bqm-3. Estos elementos disueltos en
el agua son señal de la presencia de uranio en los sedimentos de
los rellenos aluviales.
En un análisis independiente realizado en la Universidad de
Texas en El
Paso UTEP se encontraron valores elevados de uranio contenido en
el agua de uno de los acuíferos (Tabalaopa-Aldama). Al realizar un
estudio estadístico aplicando la discriminación multivarial para
determinar el origen del elemento radiactivo se encontró que el
uranio proviene del agua de recarga del río Chuvíscar, así como de
la recarga lateral generada por los abanicos aluviales que
descienden de las sierras circundantes (Rodríguez Pineda 2001).
La idea de profundizar en los estudios para determinar las zonas
de
contaminación radiactiva surge de la propuesta que la Dra. María
Elena Montero, del CIMAV, presentó ante CONACYT para determinar la
“Radiactividad alfa en el agua subterránea de la ciudad de
Chihuahua, estudio de las fuentes y la distribución espacial de
rocas ígneas radiactivas que la inducen”.
Esta propuesta fue concebida como una parte inicial de la
solución al
suministro del agua para el consumo humano para que cumpla con
la norma mexicana NOM-127 SSAI de la Secretaría de Salud DOF
1999.
La parte correspondiente al “Estudio de las fuentes y la
distribución espacial
de las rocas ígneas radiactivas” ha sido encomendada por la Dra.
Montero al autor de este trabajo de investigación que se presenta
como tesis para obtener el grado de Maestría en Ciencias de los
Materiales.
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8
I RESUMEN El valle denominado Chihuahua-Sacramento es un área de
6 km de ancho por unos 32 km de largo, dirigido de norte a sur.
Existen en el área al menos dos zonas con posibilidades de aportar
rocas con minerales radiactivos, la zona de Pastorías al SW y la de
Majalca al NW, ésta última, fue el objeto del presente estudio.
Durante la etapa de recopilación de bibliografía y antecedentes, se
obtuvo la suficiente información para ejecutar un programa de
estudios y colección de muestras de campo para llevar a cabo la
formulación de la hoja geológica Majalca-San Marcos a escala 1:
50,000 que aquí se presenta. Se tiene información precisa de cinco
localidades de afloramientos mineralizados con uranio y otras 25
zonas con anomalías radiométricas en las rocas de la sierra de San
Marcos, a partir de las cuales se derivan los abanicos aluviales y
sedimentos que rellenan la zona NW del valle de Chihuahua. Mediante
el estudio de las condiciones geológicas y los procesos de
alteración en los yacimientos de San Marcos, La Cruz y La
Tinaja-Victorino, se determinó su origen hidrotermal y las
diferentes (por los menos dos) etapas de alteración por soluciones
hidrotermales y geotermales que transformaron a la roca riolítica
alcalina en peralcalina, para hacer favorable el depósito de
minerales de uranio hexavalente. Además de las muestras de roca,
sedimentos y plantas colectados, también fueron colectadas muestras
de agua y peces en la presa San Marcos, los cuales fueron sometidos
a análisis por espectrometría de rayos alfa y gamma de alta
resolución con el propósito de medir la intensidad de radiactividad
en cada muestra, lo cual arrojó un resultado positivo. Lo mismo
sucede con las muestras colectadas aguas abajo de la presa, en
pozos profundos localizados en granjas de la región. Las muestras
seleccionadas con alto contenido de uranio fueron sometidas a
estudios de microscopía óptica y de barrido electrónico.
Posteriormente fueron preparadas para su análisis por difracción de
rayos X. Se han determinado hasta ahora tres diferentes minerales
de uranio: un silicato; uranofano, un vanadato; metatyuyamonita, y
un óxido de uranio tetravalente; uraninita. Ya se iniciaron los
análisis de fases y estructuras cristalinas de los tres minerales
citados para determinar su interacción con el medio.
Será conveniente informar a la población para que se tomen las
precauciones necesarias para evitar el consumo de pescado obtenido
de la presa San Marcos.
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9
II INTRODUCCIÓN
1. ANTECEDENTES
El valle denominado Chihuahua-Sacramento es un área de 6 km de
ancho por 32 km de largo dirigido casi de norte a sur. Se han
determinado depósitos aluviales de 220 m de espesor sobre una base
de arcilla del Terciario (INEGI 1999). La investigación más
reciente de Rodríguez Pineda et al 1999, propone que la profundidad
del acuífero de Chihuahua-Sacramento llega hasta más de 3500 m.
Este proyecto se enfoca por ahora solo a la región noroeste de la
entidad (Fig. 1) que cubre la cabecera del valle
Chihuahua-Sacramento. Se debe aclarar que existen en el área al
menos dos zonas con posibilidades de aportar rocas con minerales
radiactivos: la sierra de Pastorías, al sur de la ciudad y la zona
de Majalca, al norte. Ésta última es el objeto del presente
estudio. Se cuenta también con importantes estudios sobre los
fechamientos radiométricos de algunas unidades litológicas que se
encuentran en el área y fueron publicadas por Mauger, R. L.
“Geology and Petrology of the central part of the Calera-del Nido
block”. Chihuahua, Mexico in “Uranium in volcanic and
volcaniclastic rocks”; Amer. Assoc. Petr. Geol. studies in geology
No. 13 (1981) 205. Así como las publicaciones sobre la geología de
la caldera de San Marcos de Chávez, J. M. et al (1981) y Ferríz, H.
(1983). No podemos dejar de citar a Spruill, R. C. (1975), autor
que posiblemente haya sido el primero en realizar un estudio a
detalle de una pequeña porción del área de San Marcos y que
comprende la zona de Peñas Azules en el rancho del mismo nombre
ubicado aproximadamente al centro del área que cubre nuestra hoja.
Este autor fue quien por primera vez identificó la Serie Volcánica
Inferior en el área Majalca-San Marcos. También se debe tomar en
cuenta la propuesta de I.A. Reyes 1991 respecto a un modelo en el
que se asume la continuidad de las rocas kársticas desde el área de
Minillas al poniente de la ciudad de Chihuahua, hasta la sierra de
Nombre de Dios, donde se encuentran las grutas del mismo nombre, al
oriente de la ciudad. Ambas rocas kársticas están aflorando por
encima del nivel del valle de Chihuahua. La propuesta indica que el
valle se formó durante los últimos 10 millones de años, por lo que
se considera que el espesor de la capa de rocas volcánicas en el
fondo del valle es mínimo o en su caso, pudiera no existir, porque
para el momento del colapso del graben, dicha roca volcánica ya se
habría erosionado y entonces quedaría la posibilidad de que las
rocas calcáreas cavernosas se encontraran formando la base el
aluvión.
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10
Si esto es cierto se tendría un acuífero kárstico confinado por
sedimentos lacustres y abanicos aluviales depositados en el graben.
Una buena parte de esos sedimentos y abanicos aluviales ha sido
erosionada de las zonas altas del área de San Marcos-Majalca, donde
se han localizado hasta ahora 30 anomalías radiométricas. Ferríz
(1984). Hasta la fecha solo se ha publicado por el COREMI la hoja
geológica del área de Chihuahua, a escala 1: 250,000 en la que está
incluida la zona de San Marcos, pero no es aplicable para este
estudio por el tamaño de la escala. También se cuenta con la hoja
Chihuahua a escala 1:50,000 pero no alcanza a cubrir nuestra área.
Tampoco se tienen datos a detalle a escala 1:50,000 por parte del
INEGI.
Se trata de comprobar que los sedimentos detríticos y en
solución arrastrados por las avenidas intermitentes y torrenciales
del río “Majalca-San Marcos-Sacramento” provenientes del área de
San Marcos contienen material radiactivo. Se trata también de
caracterizar los minerales que originan las fuentes primarias de
radiactividad y aprovechando los estudios y el muestreo regional,
establecer una carta geológica de la región a escala 1: 50,000.
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11
2. HIPÓTESIS
Los sedimentos que rellenaron el graben Chihuahua-Sacramento que
están siendo formados desde el Plioceno por gravas y conglomerados
hacia la base y después por una secuencia cíclica de
arcilla-limo-arena, posiblemente contengan residuos radiactivos
arrastrados desde el área de San Marcos ubicada al NW de la ciudad
de Chihuahua.
Los datos colectados de algunos pozos nos dejan abierta la
posibilidad de que el espesor de los sedimentos sea mayor de 600 m,
sin embargo, con la perforación de pozos más profundos tendremos la
oportunidad de comprobar la hipótesis de que las capas de rocas
volcánicas por debajo del aluvión no existen debido a que fueron
erosionadas antes y durante la etapa de colapso que se calcula en
10 millones de años.
Por otra parte, la mineralización en Peña Blanca, otra zona con
yacimientos radiactivos a 35 km al NE de la ciudad de Chihuahua,
fue fechada en 9 ± 2 ma. y la dispersión y exposición de los
afloramientos se estima en un millón de años. (Reyes 1991). Con el
estudio de los yacimientos en San Marcos, se podrá establecer una
correlación entre ambos.
En este trabajo se discute la posibilidad de que el origen de la
radiactividad en el agua subterránea sea a partir de la
mineralización de uranio de tipo hidrotermal en las rocas
volcánicas que posteriormente, con el intemperismo y la erosión,
está siendo arrastrada con el aluvión, sin descartar que una parte
haya sido lixiviada y transportada en forma iónica hasta los
acuíferos. Por ahora es necesario localizar las áreas productoras
de minerales de uranio, y la posible edad de su emplazamiento.
También se hace necesario tener la certeza de su migración por
medio de y a través de los sedimentos iónicos y detríticos.
Si el yacimiento resulta de origen hidrotermal, entonces se
tratará de ubicarlo
en la clasificación de la IAEA como yacimiento volcánico
hidrotermal asociado a calderas.
Se presenta también un problema de interés mineralógico que
consiste en la correlación de las paragenias de algunas especies
mineralógicas del área de Peña Blanca con los minerales radiactivos
que también se encuentran en la sierra de San Marcos,
específicamente la Tyuyamunita, la Metatyuyamunita y el
Uranofano.
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12
3. OBJETIVO GENERAL
Determinar el origen de los contenidos de uranio en el agua del
subsuelo del área norte del valle de Chihuahua-Sacramento a través
de la caracterización mineralógica de muestras colectadas en el
área y ubicar la distribución de las fuentes de origen de la roca y
el sedimento radiactivo. Así mismo, establecer una carta geológica
preliminar del área de San Marcos a escala 1: 50,000. 3.1 Objetivos
particulares.
Caracterización de los minerales radiactivos de muestras de roca
de las sierras aledañas al valle, formadoras del aluvión.
Determinación de minerales radiactivos por morfología y por
microscopía electrónica de barrido, así como por difracción de
Rayos X para el análisis de fases y estructuras cristalinas.
Análisis petrográficos de las rocas radiactivas de las sierras y
de muestras de esquirlas de pozos perforados en el valle.
Mapeo geológico de las áreas con afloramientos radiactivos y
localización en un plano general de las zonas mineralizadas.
3.2 Metas. Determinación de las zonas para muestreo de rocas
ígneas y sedimentos en las sierras aledañas a la parte norte de la
ciudad de Chihuahua.
Estudio de las muestras por microscopía electrónica y difracción
de Rayos X. Identificación de los minerales radiactivos.
Clasificación de las rocas.
Cartografía de los resultados en un plano geológico a escala
1:50,000
Determinación de la actividad alfa total demuestras del agua
relacionadas con las zonas mineralizadas del área de San
Marcos.
Conclusión de la tesis de maestría del autor.
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13
III METODOLOGÍA
1. CARTOGRAFÍA Y MUESTREO
Levantamiento geológico preliminar de la hoja San Marcos a
escala 1:50,000 con énfasis en las áreas que resultaron
seleccionadas previamente, de acuerdo con el estudio fotogeológico
y con imágenes de satélite.
Visitas continuas al campo para definir tipos de roca, contactos
entre las diferentes unidades litológicas y estructuras,
discriminación de zonas de alteración, así como el muestreo de
ejemplares de roca, sedimentos, plantas y aguas superficiales y
subterráneas extraídas de pozos cercanos del área de San Marcos,
marcando los puntos con un GPS y comprobándolos en planos
topográficos y geológicos del INEGI. Muestreo de las aguas de la
Presa San Marcos a diferentes niveles de profundidad y muestreo de
peces para su análisis por contaminación radiactiva.
2. GABINETE
Formulación de un plano geológico preliminar, diagramas y tablas
con la información recopilada en el campo y con los resultados
obtenidos en los laboratorios. Diseño de planos con el programa
autocad a partir de planos base del INEGI y del COREMI.
Preparación, selección y clasificación de fotografías de
microscopía y radiometría, así como de ejemplares de mano para su
presentación en el informe. Preparación de las muestras
recolectadas para los diferentes análisis de laboratorio. Diseño de
columnas estratigráficas.
3. LABORATORIOS
Estudio mineralógico detallado para establecer correlaciones
entre afloramientos y rellenos aluviales. Petrografía y difracción
de rayos X.
Caracterización mineralógica para identificar especies presentes
en las áreas de San Marcos y compararlos con las del área de Peña
Blanca para establecer su correlación.
Paragénesis de la mineralización radiactiva. El CIMAV posee la
infraestructura instrumental idónea para los estudios de
microscopía óptica, difracción de rayos X y microscopía
electrónica. Con el microscopio petrográfico se realiza el análisis
de las propiedades ópticas de los minerales para identificarlos y
establecer sus relaciones mutuas en la roca. De acuerdo con estos
estudios preliminares se decide cuáles muestras serán sometidas a
la microsonda electrónica de barrido y a la difracción de rayos
X.
Para el análisis de la composición elemental de las rocas se
emplearon varias técnicas, principalmente la fluorescencia de rayos
X y la espectrometría de
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14
plasma. Para determinar la composición elemental puntual se
utilizó la microsonda electrónica asociada a un microscopio
electrónico de barrido.
La difracción de rayos X proporcionó informaciones múltiples
sobre la estructura de los cristales para el análisis de fases. Se
pudo determinar la fracción negra “amorfa” en las rocas con
material radiactivo. Por medio de la difracción de rayos X se sigue
trabajando para afinar las estructuras cristalográficas hasta
esclarecer la ocupación y las posiciones de los átomos en las
celdas unitarias y así identificar las sustituciones por migración
iónica.
Con el microscopio electrónico de barrido se detalló la
caracterización morfológica en cuanto a relieve, porosidad y
espacios microscópicos de disolución, esto combinado con la
microsonda determinó la posición exacta de los elementos
radiactivos entre los demás minerales.
Para la determinación de la radiactividad de las rocas se
utilizó la espectrometría de rayos gama localizando las áreas de
mayor contenido de uranio en el campo. Ya se conocía la
localización de algunos yacimientos de uranio en el área de San
Marcos debido a la información verbal de geólogos ex trabajadores
de URAMEX y CFE, lo cual nos facilitó establecer la ubicación
exacta de varios puntos con anomalías radiométricas, aunque
solamente se pudieron obtener muestras de cinco de las más
importantes localidades.
Todas las muestras de roca, suelos y agua colectadas en el campo
se prepararon y se sometieron a espectrometría gama de alta
resolución. Usando las eficiencias calculadas se determinó la
actividad específica del U238, Pb214 y Bi214 y se infirieron las de
Ra226 y U235.
La determinación de la radiactividad alfa en el agua de la presa
y algunos pozos fue realizada por la M.C. Marusia Rentaría mediante
separación radioquímica y un espectrómetro alfa de alta
resolución.
La determinación de las concentraciones de los elementos
químicos de interés en las aguas subterráneas por medio de ICP-MS
para establecer correlaciones entre las mismas fue realizada por el
Laboratorio de Análisis Químicos del CIMAV.
Se realizaron varios talleres de conclusiones por los
participantes del proyecto mayor con los directores de esta tesis.
Es necesario apuntar que el presente trabajo es solo una parte de
un proyecto mayor coordinado por la Dra. Montero titulado
“Radiactividad alfa en el agua subterránea de la ciudad de
Chihuahua, estudio de las fuentes y distribución espacial de las
rocas ígneas radiactivas que la inducen”.
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IV. RESULTADOS
1. DATOS GEOGRÁFICOS
1.1. Localización. El área de estudio se encuentra situada al
norponiente de la ciudad de Chihuahua, a 25 km en línea recta,
dentro del mismo municipio y en la parte central del estado. Fig. 1
El área representa la parte centro oriental del bloque La Calera-El
Nido y la parte poniente del graben Sacramento (fig. 2), entre las
coordenadas:
28° 45 ´ 00” y 29° 00´ 00” de latitud norte y 106° 20´ 00” y
106° 40´00” de longitud oeste del M. G.
Cubre una extensión aproximada de 900 km2, ocupada
principalmente por las sierras de San Marcos y Majalca, sin
embargo, el área que ocupa la caldera de San Marcos donde se
encuentra la mineralización, está limitada en la parte norte por la
sierra El Gallego, hacia la parte sur por la sierra La Calera,
hacia el oriente por el Valle de Sacramento y al poniente por la
sierra Cumbres de Majalca (plano geológico). Acceso. A partir de la
ciudad de Chihuahua hacia el norte por la carretera federal #45 en
su tramo Chihuahua-El Sauz, en el km 30, hay una desviación hacia
el poniente por un camino de terracería de 2 km, después hay otra
desviación que va al poblado de La Cruz y más allá está la presa
San Marcos. Toda la brecha tiene 17 km hasta la zona de los
yacimientos radiactivos. Fig. 3. 1.2. Clima. Según la clasificación
de Köeppen, modificada para las condiciones particulares de esta
región por García 1973, se presentan las siguientes
características. BS1.- Sub tipo semi-seco templado, con lluvias
torrenciales en verano y escasas a lo largo del año, con un
cociente P/T 18° C. w.- Régimen de lluvia en verano. La mayor parte
de la precipitación se efectúa durante los meses de julio y agosto
en forma torrencial. Estas avenidas son el principal agente de
erosión en toda la región.
Rasgos biológicos. Según los estudios realizados para la zona
por Trucha Lebgue Keleng y John Christian Olson Gallo,
investigadores de la Facultad de Zootecnia de la UACH, se tiene la
siguiente vegetación y fauna: Matorral espinoso que se define como
una mezcla de arbustos tales como el mezquite (prosopus glandulosa)
el gatuño (mimosa bioncífera) y el oreganillo (aloysia gratísima)
entre otros. El estrato herbáceo consiste de algunas especies como
el nopal (opuntia spp), popotillo (hibiscuss spp) zacate navaja
(boutelova
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16
gracilis), zacate tres barbas (arístida spp), pluma blanca
(digitaria califónica) y nolina (molina texana), entre otras.
Fauna. Por lo que respecta a la fauna, existe escasez de animales
silvestres mayores. Sin embargo, con dedicación, aún se pueden
observar los siguientes: Berrendo Antilocapra americana Coyote
Canis latrans Tuza Geomys bursarius Zorrillo Ratón Mus musculus
Víbora de cascabel Crotalus viridis Lagartija Lacertidos Zopilote
Cathartes atratus Cuervo Coros corax Águila Falconida Golondrina
Hiriendo rustica Halcón Buteo jamaiciensis Alondra Alauda avernsis
Paloma Columba livia Correcaminos Geoccyx mexicanus Tarántula
Alauda arvensis Alacrán Androctonus escropionidos Ciempiés
Scolopendra
Figura 1 Localización
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17
Bloque La Calera-El Nido
Bloque
Nombre de Dios
Gráben de
Sacramento
Figura 2 Bloques Tectónicos
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18
Figura 3 Vías de Acceso
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19
1.3. Fisiografía. El área de estudio se encuentra localizada
justo en el límite de 2 grandes provincias fisiográficas
reconocidas por Raizz (1964), Ordóñez (1936) y Álvarez Jr. (1966),
fig. 4. Es el límite entre la provincia fisiográfica de la sierra
madre occidental y la provincia fisiográfica de sierras y cuencas.
Forma parte de la sub provincia de cuencas y sierras altas (Raizz
1964).
Howley (1969) divide al estado de Chihuahua en tres unidades
fisiográficas
pertenecientes a la provincia de cuencas y sierras (fig. 5). La
sub provincia más grande se designa con el nombre de bolsones y la
más pequeña como sub provincia Babícora-Bustillos, por lo tanto, el
área de estudio quedaría de acuerdo con Howley entre las sub
provincias fisiográficas de Babícora-Bustillos y la sub provincia
de bolsones, mientras que de acuerdo con Raizz (1964), Ordóñez
(1936) y Álvarez Jr. (1966) queda dentro de las provincias
fisiográficas de la sierra madre occidental y la de cuencas y
sierras.
A continuación, solo se describe la sub provincia fisiográfica
de Babícora-
Bustillos. Esta sub provincia recibe el nombre de las dos
lagunas aledañas de Babícora y de Bustillos, incluye 4 cadenas
montañosas continuas con elevaciones que exceden el promedio de la
parte oriental de la sierra madre occidental. Se encuentran
separadas por cuencas inter montanas altas. El límite oriental de
la sub provincia de los bolsones está marcado por los escarpes
frontales de las montañas de la Calera, Cumbres de Majalca, la
Campana y el Nido, así como las sierras de las Tunas, la Catarina,
el Cristo y San Joaquín. Este último escarpe es fácilmente visto
desde la carretera federal #45.
Figura 4
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20
1.3.1. Orografía. El área de estudio está constituida por una
serie de cerros sin orientación aparente, controlados por un
sistema de fallas rectas y semicirculares, formando valles angostos
que controlan la dirección de las corrientes. La elevación de estos
cerros se va incrementando desde el este en el graben de Sacramento
hasta la sierra de Majalca en el oeste. El nivel más bajo se
registra a 1600 msnm en la carretera 45 y se va incrementando hasta
el punto más alto en la cumbre del cerro la Tinaja a 2240 m.
La presa San Marcos está a 1700 m y las muestras colectadas en
su
mayoría en el cerro Colorado cercano a la margen NW de la presa
San Marcos, se encontraban a una altura promedio de 1850 m snm.
1.3.2. Hidrografía. Hidrográficamente la región norte del valle
de Chihuahua está formada por dos cuencas. Una de carácter
endorreico (laguna de Encinillas) y la otra donde se encuentra
nuestra área de estudio que es de carácter exorreico (cuenca del
río Sacramento). En esta última, el drenaje no se encuentra bien
desarrollado debido a que las lluvias, aunque escasas, son de
carácter torrencial. Esto implica modificaciones en los cauces casi
en cada período.
La sierra Cumbres de Majalca al poniente y la sierra de Nombre
de Dios al
oriente de la cuenca de Chihuahua, han sido parte sustancial en
el desarrollo de la red hidrográfica del área. El patrón de
direcciones es irregular pero francamente rectangular, los arroyos
tienden a salir con dirección de oeste a este desde la sierra al
valle y casi todos se pierden al llegar al valle, pero algunos
importantes como el arroyo de San Marcos que se junta con el de
Majalca, el arroyo Jesús María, el Mimbre y la Noria, en grandes
avenidas pueden descargar sus aguas en el río Sacramento, para ello
tienen que recorrer distancias que varían desde 15 hasta 25 km a
partir del piamonte de las sierras occidentales hasta la rivera del
Sacramento.
Todos los arroyos en el área de estudio se encuentran en la
etapa juvenil
(temprana en la parte alta y tardía en la parte baja). Esto
significa que todos ellos están erosionando sus cauces y
desplazando grandes cantidades de sedimentos hacia el graben de
Sacramento.
1.4. Geomorfología. Si tomamos un perfil en línea recta de E a W
desde la sierra de Nombre de Dios hasta la sierra de Majalca,
podríamos establecer cuatro unidades geomorfológicas distintas.
La primera unidad está formada por una serie de formaciones
ignimbríticas
y calcáreas de la sierra de Nombre de Dios, en cuya margen
occidental corre paralelamente el río Sacramento con una dirección
casi de norte a sur. Fig. 2.
-
21
La segunda unidad geomorfológica está formada por la cuenca o
valle que
forma el graben de Sacramento en su bloque hundido. En el lado
oeste del valle se forman una serie de lomeríos bajos y
redondeados sin aparente orientación que actualmente están
siendo erosionados por los tributarios del arroyo Majalca-San
Marcos. Los lomeríos tienden a incrementar su altura hacia los
bordes del graben y en particular en el talud que forman las
sierras Rancherías-Picos gemelos, los lechos de los arroyos están
formados por grava y arena con escasez de limos y arcillas y el
principal agente erosivo lo representan las incipientes corrientes
torrenciales e intermitentes.
Figura 5
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22
Figura 6 Provincias Fisiográficas
-
23
La tercera unidad, que es nuestra área de estudio, se encuentra
entre el graben de Sacramento y la sierra Cumbres de Majalca y
forma la transición entre los dos. Esta área presenta una serie de
fallas escalonadas que generaron estructuras de Horst y graben
(pilares y valles) orientados aproximadamente NS. La expansión
topográfica es de mesetas y lomeríos de pendientes abruptas y
suaves respectivamente. Las rocas que constituyen las mesetas son
ignimbritas mientras que los lomeríos, en general se forman por
tobas andesíticas y sedimentos epiclásticos. Los cortes
transversales de los arroyos tienen forma de “V”, es decir, son
eminentemente erosivos en los que el fondo de roca firme no
contiene sedimentos clásticos finos.
La cuarta unidad geomorfológica es la sierra de Cumbres de
Majalca, se
caracteriza por un relieve extremadamente abrupto y acantilado
por sus enormes variaciones topográficas que forman el límite de la
sierra; los arroyos también tienen pendientes muy fuertes.
El origen del graben de Sacramento, así como de las fallas
escalonadas
que forman los alineamientos de los cerros en el área de estudio
fueron originados por un tectonismo post laramídico que dio origen
a la provincia de sierras y cuencas. En nuestra área estos
movimientos pudieron ser sumamente tardíos y modificaron el patrón
de estructuras preexistente generado por el volcanismo que formó a
la sierra madre occidental. Figs. 7 a 11.
-
24
2. GEOLOGÍA El área de estudio fue denominada como área San
Marcos y está
constituida principalmente por rocas volcánicas y
volcanoclásticas de composición riolítica, así como por prominentes
domos resurgentes y diques de roca de composición intermedia a
básica.
Las estructuras que controlaron el área originalmente, pudieron
ser las
estructuras del sistema de sierras y cuencas, después este
sistema fue modificado y complicado por las estructuras volcánicas
locales. Estas estructuras volcánicas superpuestas sobre el sistema
de sierras y cuencas hacen más compleja la interpretación de la
geología del área en general. Además, las dimensiones de los
espesores de las formaciones expuestas no son indicativas de una
magnitud real continua, ya que gran parte de estas rocas se acumuló
en una topografía preexistente muy irregular.
La columna litológica del área de estudio está constituida por
un grueso
paquete de rocas volcánicas y volcanoclásticas de edad
terciaria. Las rocas carbonatadas que existen en el área se
encuentran a pocos kilómetros al norte de la presa San Marcos, pero
también existen al otro lado del valle de Chihuahua formando parte
del bloque oriental del graben de Sacramento y al mismo tiempo
formando parte de la sierra de Nombre de Dios.
Figura 7
-
25
A partir del cretácico superior, después de la depositación de
las rocas calcáreas y arcillosas, la secuencia fue sometida a
esfuerzos de compresión originándose estructuras anticlinales y
sinclinales que generaron las sierras y cuencas. Fig. 8.
Posteriormente sobrevinieron los esfuerzos distensivos de la
tafrogenia. Este cambio en el sentido de los esfuerzos dio como
resultado el desarrollo de estructuras tipo horst y graben.
Asociado al tectonismo distensivo se generó un período de
intenso
volcanismo que al final formó las estructuras actuales
obviamente con la intensa erosión que corresponde a la etapa
juvenil en que se encuentra nuestra área de estudio. Fig. 11.
-
26
2.1. Litoestratigrafía. En este capítulo se presenta la
descripción de las unidades litológicas aflorantes en el área, las
cuales están constituidas por rocas volcánicas y volcanoclásticas.
Es necesario aclarar que en la parte NE del área, en la sierra
Punta de Agua afloran secuencias calcáreas que fueron marcadas en
el plano geológico, pero no fueron descritas por carecer de
importancia para el objetivo general de este trabajo.
Las rocas ígneas se dividen en dos grandes grupos: el Complejo
Volcánico
Inferior y la Serie Volcánica Superior (McDowell y Clabaught
1979) aunque esta división no está plenamente definida en el área
por carecer de algunos fechamientos radiométricos. Fig.13. Estas
rocas cubren más del 90% del área, mientras que el 10% restante
está ocupado por aluvión y depósitos de talud. McDowell y Clabaught
dividieron de manera informal la columna estratigráfica de la
sierra madre occidental en dos grandes grupos: el Complejo
Volcánico Inferior y el Grupo o Serie Volcánica Superior. Esta
división establecida originalmente por King (1939) y posteriormente
por Clark (1979) se ha venido considerando como una división formal
de las rocas volcánicas de la sierra madre occidental.
El Complejo Volcánico Inferior, que constituye la base de la
Sierra Madre
Occidental se caracteriza por estar constituida
predominantemente por rocas de tipo andesítico con eventuales
intercalaciones de ignimbritas y basaltos y con horizontes
volcanoclásticos andesíticos. La Serie Volcánica Superior está
formada principalmente por rocas de tipo ignimbrítico y rolitas con
esporádicas intercalaciones de rocas andesíticas y otras
volcanoclásticas intermedias.
2.1.1. Serie Volcánica Inferior, también llamada Complejo
Volcánico
Inferior, en el área de estudio se restringe al cañón Cumbres de
Majalca, al N y al S de la presa San Marcos. Las unidades que
forman esta serie son: grupo Majalca y unidad Peñas Azules.
Grupo Majalca. (TMa) Definición. - Mauger (1979) definió la
unidad
Majalca como las rocas más antiguas que se encuentran en el
cañón Cumbres de Majalca con el nombre de “Grupo Volcánico del
Cañón de Majalca”. Estas rocas son una secuencia de ignimbritas
desvitrificadas y hematizadas, con derrames andesíticos que varían
de espesor entre 5 y 10 m, domos riolíticos, rocas volcanoclásticas
y tobas. Los domos presentan estructuras fluidales verticales y
contorsionadas bien definidas con horizontes o bandas de vidrio con
fuerte desvitrificación. Las ignimbritas presentan fenocristales de
feldespato potásico y líticos de ignimbrita, riolita y andesita de
0.2 a 10 mm de diámetro. Las cantidades de líticos varían de un
lugar a otro, pero son más abundantes hacia la base, donde llegan a
constituir entre el 15 y 25%. Los fragmentos de pómez en la mayor
parte de esta secuencia de ignimbritas están desde ligeramente
aplanados hasta muy aplanados. Estas ignimbritas forman escarpes de
más de 50 m de alto.
-
27
La parte volcanoclástica de esta unidad se presenta a manera de
horizontes o lentes acuñados entre los miembros volcánicos y están
formados por fragmentos de rocas en una matriz arenosa y tobácea
con estructuras estratificadas y graduales. Es difícil establecer
el espesor de esta unidad por su relación tan compleja, no
obstante, hay espesores de más de 300 m.
Figura 10
-
28
Estas rocas no han sido fechadas radiométricamente debido a su
estado de
alteración, pero Mauger (1979) sugirió una edad mesozoico
superior para este grupo. Aparentemente estas rocas forman el
basamento local sobre el que se depositaron todas las demás
unidades volcánicas.
Esta unidad se depositó en un ambiente continental con
topografía irregular
como lo demuestra el acuñamiento abrupto de los miembros
volcanoclásticos y la distribución restringida, así como el gran
espesor de algunos derrames basálticos.
Unidad Peñas Azules. (TPa). Spruill (1976) definió a esta unidad
como
constituida por una secuencia de derrames y material
piroclástico de composición andesítico-basáltica alternados con
gravas y conglomerados. La localidad tipo descrita por Spruill está
a lo largo del arroyo Majalca, entre el cañón de Majalca y el
rancho Las Quintas. Nosotros la localizamos al sur de la Presa San
Marcos, en la cañada de las Torres y al poniente de la sierra Punta
de Agua.
La variedad de rocas volcánicas que constituyen la Unidad Peñas
Azules y
la compleja relación que existe entre ellas la hacen difícil de
cartografiar. Esta unidad fue dividida en dos miembros por Carreón
(1987): el miembro inferior que se denomina B1 tiene un espesor
compuesto calculado aproximadamente de 500 m. Los conglomerados y
brechas volcanoclásticos se presentan formando estructuras de
abanico aluvial y nosotros observamos que la parte superior de esta
unidad está constituida, hacia la base, por una toba gris
blanquecina que en partes varía a color rosado y hacia arriba son
derrames andesíticos y basálticos
Figura 11
-
29
de color gris oscuro a negro con algunas bandas de color café
rojizo. Así pues, la toba de color claro divide al cuerpo inferior
del cuerpo superior en esta unidad.
La unidad Peñas Azules descansa en forma discordante y angular
sobre la
unidad TMa en el arroyo Majalca, mientras que al sur de la presa
San Marcos el contacto inferior está cubierto. Mauger (1981)
reporta una edad de 68 millones de años para el miembro andesítico
superior de esta unidad. La muestra fue tomada entre los ranchos
Peñas Azules y Quintas. Esta andesita no se pudo correlacionar
petrográficamente con las otras andesitas aflorantes del área, sin
embargo, por su posición estratigráfica se puede correlacionar con
las andesitas de los afloramientos marcados en el plano
geológico.
El ambiente de depósito de la unidad Peñas Azules se puede
considerar
como continental de derrame y también como aluvial. De acuerdo
con las estructuras que presentan los conglomerados y brechas
intercaladas en las andesitas se puede inferir que existió un
graben en el cual se depositó esta unidad.
2.1.2. Serie Volcánica Superior. La serie volcánica superior
está
constituida por el paquete de rocas ignimbríticas de la parte
superior de la Sierra Madre Occidental. En el área de estudio cubre
cerca del 70% y constituye los rasgos topográficos más
sobresalientes.
Unidad Cumbres (TCu). Fue descrita inicialmente por Mauger
(1975) como
un miembro del grupo sacramento, posteriormente Spruill (1976)
la describió como unidad y Ferríz (1981) la menciona, pero con
diferente relación estratigráfica. La unidad TCu consta de dos
miembros: el inferior es de basaltos de color rojizo y el superior
es una brecha tobácea de carácter piroclástico que está intercalada
con un flujo de dacita bien expuestos al sur del arroyo de Majalca
en el área de Peñas Azules. Esta unidad es un pequeño afloramiento
que únicamente se presenta en la parte centro-oriental del área de
estudio y se puede confundir con la unidad Peñas Azules.
Hacia la cima, esta unidad se hace más arenosa y
arenoconglomerática
con estructuras sedimentarias de estratificación cruzada. El
espesor es variable, pero en la parte sur tiene más de 30 m
mientras que en la parte norte tiene un máximo de 10 m. El miembro
inferior está formado por un material tobáceo de composición
andesítica con estructura fluidal o eutaxítica, de color pardo
rojizo a gris oscuro, con un 20% de fragmentos líticos.
Forma pequeños escarpes de 1 a 2 m de alto. Este material
tobáceo está
intercalado con algunos derrames andesíticos y con varios
horizontes de material epiclástico de laminación delgada de 5 a 10
cm. El miembro inferior de la unidad TCu tiene un espesor compuesto
no mayor de 50 m. La unidad TCu se encuentra sobreyaciendo en
discordancia angular a la unidad TPa entre los ranchos Peñas Azules
y Quintas, su edad no está definida por carecer de fechamiento
-
30
radiométrico. Es muy posible que la unidad TCu represente el
inicio de la actividad ignimbrítica relacionada con las estructuras
de caldera en la región.
Figura 12
COREMI
-
31
Unidad Victorino-Quintas (TVi y TQm). Spruill (1976) describió a
los dos miembros inferior y superior como unidad Victorino
constituidos por ignimbritas masivas fuertemente soldadas,
eutaxíticas y vitrocristalinas. La localidad tipo de estos miembros
se encuentra en el cañón las Quintas, donde tienen su mejor
exposición. Sin embargo, Ferríz (1981) describió solamente al
miembro inferior como formación Victorino en el cerro La Tinaja.
Aquí alcanza más de 250 m de espesor sin que su contacto inferior
esté expuesto. Nosotros aceptamos el nombre de unidad Victorino
para el miembro inferior con las siguientes características:
Es una ignimbrita moderadamente consolidada compuesta por 20%
de
fragmentos de pómez y 15% de fenocristales principalmente
sanidino, cuarzo y plagioclasas, con cantidades mínimas de
anfíboles oxidados, ilmenita y zircón.
El miembro superior llamado ignimbrita Quintas según Spruill y
formación
Cumbres según Chávez et al (1981) está formado por una
ignimbrita riolítica de más de 200 m de espesor y aflora en las
cercanías del rancho Las Quintas, presenta un vitrófido basal con
espesor mínimo de 2 m. La ignimbrita está fuertemente soldada y
tiene aproximadamente un 20% de cristales de feldespato y cuarzo,
20% de fragmentos de pómez aplanados y cantidades menores de
ferromagnesianos.
La descripción petrográfica más desarrollada se presenta en los
anexos.
Estas dos unidades, la unidad Victorino y la unidad Las Quintas
son las que presentaron hasta ahora los afloramientos de
mineralización de uranio, en el área de la presa San Marcos y en el
rancho La Tinaja.
Estas unidades presentan su distribución en la parte SE del área
de
estudio. Como ya se apuntó, son dos miembros: el inferior y el
superior, aunque en los alrededores del rancho La Tinaja es difícil
su diferenciación. El miembro inferior (ignimbrita Victorino según
Ferríz 1981) está formado por la ignimbrita vitrocristalina
fuertemente soldada, con estructuras de pómez aplanados. Se pueden
observar espesores de hasta 250 m, lo que nos podría indicar una
facies de intra caldera.
El miembro superior (unidad Quintas) también está formado por
una
ignimbrita con un vitrófido basal cristalo vítreo de entre 50 cm
hasta 4 m de espesor. Este vitrófido se puede observar por el
camino entre los ranchos Peñas Azules y Las Quintas y casi rodeando
totalmente a la presa San Marcos. Este miembro superior presenta
una variación litológica hacia la parte media que está indicada por
erosión diferencial. Contiene aproximadamente sanidino 12%, cuarzo
10%, plagioclasas 3 a 5%, con abundantes fragmentos líticos y pómez
aplanados en matriz vítrea. El miembro superior se encuentra
desvitrificado y alterado con colores de alteración verde grisáceo
a pardo rojizo en el vitrófido y gris blanquecino a amarillo ocre o
rosado amarillento en la parte superior de este miembro.
-
32
Asociados a esta unidad se encuentran varios diques y domos
riolíticos, los
cuales en algunas ocasiones se confunden con el miembro superior
de esta unidad. Los domos principales son los que forman el cerro
al sur del campo don Pedro, el cerro Colorado, la mesa Colorada y
el cerro la Nopalera. Constituyen cuerpos riolíticos con
estructuras de flujo vertical fuertemente distorsionados. Los
diques principales se localizan al poniente de la presa San Marcos
y al norte del rancho Peñas Azules, con una orientación N20W. En la
cañada la Tinaja van orientados a lo largo de una fractura anular y
al sur de la presa San Marcos con una orientación casi NS. Los
espesores varían enormemente, desde unos cuantos metros hasta más
de 100.
Relaciones estratigráficas. - La unidad Victorino y el miembro
superior
Unidad Quintas se encuentran sobreyaciendo discordantemente a la
unidad Peñas Azules en el área de Peñas Azules y al sur de la presa
San Marcos. Están subyaciendo también en forma discordante a la
unidad Carrizalillo y a la unidad Trampa-Picos Gemelos al sur de la
presa San Marcos.
Edad y correlación. La unidad TQm fue fechada por Mauger (1981)
en 46
ma. Esta edad nos permite establecer en forma general la edad de
la caldera que originó esta ignimbrita y correlacionarla con las
unidades aflorantes en la sierra de Peña Blanca, que también
presentan mineralización de uranio.
Es pertinente aclarar que la edad de la roca no es
necesariamente la edad
de la mineralización, en todo caso la mineralización se podría
correlacionar con la edad de los diques emplazados muy
posteriormente a las ignimbritas.
Ambiente de depósito. La unidad Victorino puede representar
aproximadamente la primera etapa de la formación de la caldera,
ya que en el campo se puede interpretar la tumescencia y la
formación de fracturas angulares presentes a lo largo del arroyo
Majalca y el arroyo el Oso. La segunda etapa del ciclo está formada
por el emplazamiento de la parte inferior de la unidad y su
correspondiente colapso. Así, el miembro inferior presenta
espesores mayores de 250 m en el cerro la Tinaja y espesores mucho
menores en el cañón de Majalca. Una reactivación de esta caldera
formó la fractura orientada casi NS y que limita al flanco oriental
del cerro la Tinaja.
Durante esta reactivación se emplazó la parte superior de la
unidad Quintas
que es distribuida en las áreas topográficamente bajas en la
parte SO del área. En el área de San Marcos los espesores del
miembro superior Quintas son mayores de 200 m y se adelgazan
abruptamente hacia el N hasta 50 m o menos en el cerro
Carrizalillo. La resurgencia de esta caldera la constituyen los
domos y diques mencionados. Una descripción petrográfica se
presenta en los anexos.
-
33
Unidad Carrizalillo (TCa). La unidad Carrizalillo no está
formalmente propuesta y en ella se incluyen miembros riolíticos que
Ferríz (1981) y Spruill (1976) confunden con una unidad de carácter
andesítico. Se propone como localidad tipo de esta unidad a la
ignimbrita eutaxítica masiva que constituye la mayor parte del
cerro Carrizalillo sin tomar en cuenta las altas topografías que
están caracterizadas por los domos mencionados con
anterioridad.
También esta unidad está formada básicamente por una
secuencia
ignimbrítica que se divide en dos partes según su litología: el
miembro inferior formado por una ignimbrita lítica cristalina,
riolítica, con coloraciones rosadas y parduzco a gris claro en una
secuencia de más de 50 m mientras que el miembro superior, formado
por un vitrófido basal de unos 20 m de espesor, está coronado por
una ignimbrita vitrocristalina lítica de colores que van del pardo
rojizo al gris rojizo y con un espesor de 25 m.
La unidad Carrizalillo se encuentra sobreyaciendo en forma
discordante a la
ignimbrita Quintas en la falda poniente del cerro Carrizalillo y
subyace discordantemente a la unidad Damas en la parte norte.
No se cuenta con fechamientos radiométricos de este cuerpo de
ignimbritas
que pueden representar depósitos de extra caldera y que pudieran
estar relacionados con la estructura que se observa al poniente de
nuestra área.
Unidad Calabacillas (TCal). Aflora en la parte sur del área, fue
denominada
por Mauger (1981) como riolita Mogote-María. Está constituida
por un vitrófido con fenocristales de sanidino y cuarzo. Mauger
divide a la unidad en tres miembros: inferior, medio y superior,
sin embargo, en este estudio solo se definieron dos miembros. El
miembro inferior es una ignimbrita eutaxítica masiva de color
rojizo con alteraciones a rosado y gris parduzco. Presenta un
vitrófido basal de color rojo oscuro con unos 10 m de espesor. El
espesor total es de más de 100 m, aflorando en el lado occidental
de la sierra El Mogote, al sur de la presa San Marcos. La sierra El
Mogote no se encuentra en el área de estudio, solo una pequeña
parte queda incluida en ella en la colindancia sur de la hoja.
El miembro superior de la unidad Calabacillas está formado por
tres
cuerpos separados por horizontes vítreos intercalados con
material tobáceo y volcanoclástco, con un espesor compuesto total
de cerca de 70 m.
La localidad tipo del miembro inferior fue descrita en el cañón
de San Isidro
Calabacillas con un espesor de unos 80 metros. La unidad
Calabacillas se encuentra distribuida ampliamente en el cerro El
Mogote y los alrededores del cerro Jesús María. También se
encuentra aflorando al sur de la presa San Marcos.
La unidad Calabacillas está sobreyaciendo discordantemente a la
unidad
Peñas Azules al sur de la presa San Marcos y se encuentra
subyaciendo a la
-
34
unidad Mogote precisamente en la sierra del mismo nombre. Esta
unidad no fue fechada radiométricamente, pero se tienen los
fechamientos de Mauger (1981) para la unidad Mogote con 43 millones
de años y aparentemente representa una facies distal extra
caldera.
Grupo Trampa-Picos Gemelos (TTpg). La unidad TTpg incluye
una
secuencia volcánica y volcanoclástica de La Mesa, La Trampa y
Los Picos Gemelos. Se dividió en cuatro miembros, sin embargo,
Ferríz (1981) propone el nombre de formación Mesa-La Trampa para
este material en una sección de 260 m localizada en la meseta
conocida como Mesa-La Trampa. Mauger (1981) reporta una edad
radiométrica de 43 ma para la parte superior de esta unidad.
Spruill (1976) describe a la andesita Picos Gemelos como un derrame
andesítico de color gris oscuro glomeroporfídico, indicando que
dichos picos son el foco de erupción de dicho derrame.
Descripción. - El miembro basal o inferior está constituido por
derrames de
basalto, pero en el área de los Picos Gemelos está formado por
un derrame andesítico, caracterizado por sus vesículas y fracturas
rellenas de cuarzo en la cima de este primer miembro que presenta
un espesor aproximado de 30 m de basalto y más de 200 m de
andesita.
Los dos miembros intermedios están constituidos por
conglomerados
volcánicos y brechas piroclásticas con tobas conglomeráticas
aflorando en la mesa La Trampa y sus alrededores. El material
piroclástico y volcanoclástico presenta estructuras de
estratificación cruzada y laminar, así como estratificación gradual
que indican el relleno de una topografía accidentada
preexistente.
El miembro superior de la unidad está representado por una
ignimbrita
lítico-cristalina riolítica moderadamente soldada y fuertemente
argilitizada con un espesor superior a los 50 m. La unidad TTpg
está sobreyaciendo discordantemente a la unidad Peñas Azules y a la
unidad Quintas en la cañada de La Tinaja al E y NE de la presa San
Marcos, pero el contacto superior en el área de estudio no se
presenta ya que la unidad se encuentra expuesta y se está
erosionando en las partes altas de los cerros.
La unidad TTpg cubre discordantemente a la unidad Victorino (46
ma,
Mauger 1981) pero además la parte superior de la TTpg arrojó una
edad de 43 ma lo que indica que esta unidad es contemporánea con la
unidad Calabacillas o ligeramente más joven.
Los derrames del miembro inferior pueden constituir un evento de
actividad
de pre caldera mientras que la ignimbrita superior es
representativa del material extra caldera.
Unidad El Mogote (TMo). La unidad TMo no se encuentra dentro del
área
de estudio, pero forma parte de la caldera El Mogote al E
inmediato de esta área.
-
35
Fue denominada por Mauger (1981) como el miembro superior de la
riolita Mogote-María, sin embargo, presentamos dos miembros para
esta unidad: el miembro inferior que está constituido por una
riolita vítrea con zonas de silicificación y pómez bien aplanados,
pero con ausencia de otros líticos. Presenta un espesor aproximado
de 250 m y un vitrófido basal de 4 m de espesor.
El miembro superior está constituido por una ignimbrita lítica
bien soldada
de color rojizo con fragmentos líticos y litofisas con sanidino
chatoyante. Forma grandes escarpes en los flancos del cerro Jesús
María, pero su espesor mayor es de más de 20 m. La unidad El Mogote
se encuentra ampliamente distribuida en la sierra El Mogote y en el
cerro Jesús María, así como en la mesa del Puerto y en el cerro La
Muralla. En todas estas localidades la formación TMo está coronando
los altos topográficos.
La unidad TMo se encuentra sobreyaciendo en discordancia
paralela a la
unidad Calabacillas a lo largo del cañon que forma el arroyo de
EL Mogote. La misma relación se presenta en la mesa El Puerto. La
edad de esta unidad está datada en 44 ma (Mauger 1981) lo que
supone una correlación con la unidad TTpg, sin embargo, por su
diferente litología se consideran diferentes eventos, pero
simultáneos. Todo el cuerpo de esta unidad coincide con la
estructura de la caldera El Mogote.
Unidad Los Guardias (TGu). Esta unidad está conformada por
una
ignimbrita vitrocristalina que ocupa el área N de la hoja. En
realidad no fue motivo principal de estudio para este trabajo y
solo nos proponemos seguir sus posibles límites y contactos.
Unidad Las Damas (TDa). Fue designada por Mauger (1983) como
unidad
Las Damas. Incluye ignimbritas, tobas y derrames de carácter
riolítico en una localidad que se encuentra al S del arroyo El
Potrero (El Álamo) en el ejido Bella Vista.
La unidad TDa se encuentra restringida a la parte N del área
desde la
cañada de Los Sauces hasta el límite N de la hoja, siempre
coronando los altos topográficos de esta zona. Se trata de una
ignimbrita soldada con fragmentos de pómez aplanados y coloración
parduzca.
En el cañón de Las Torres se le calculó un espesor de 300 m
aproximadamente. La unidad TDa se encuentra sobreyaciendo en
discordancia a la unidad Peñas Azules en la cañada de Las Torres y
a la unidad Victorino en la cañada Las Carboneras, pero subyace a
la unidad Acantilado que fue fechada por Mauger en 30 ma.
Unidad Acantilado (TAc). Esta unidad fue nombrada por Mauger
(1981)
como toba acantilado en una localidad de las cumbres de Majalca
justo en el escarpe que corta el cañón Cumbres de Majalca antes de
llegar al parque
-
36
nacional del mismo nombre. Es una ignimbrita fuertemente
soldada, granofídica. Se reconoce fácilmente por su alto contenido
de fenocristales, más de 25% de sanidino y cuarzo.
La unidad TAc ocupa buena parte del área W de la hoja de
estudio. Forma
el imponente escarpe de la sierra Cumbres de Majalca. Esta
unidad se ha dividido en tres miembros para su descripción: el
miembro inferior, que está constituido por un material
volcanoclástico intercalado con tobas con estructuras de
estratificación cruzada en estratos de 3 a 50 cm y en parte con
estratificación gradual; el espesor total es menor de 40 m.
El miembro intermedio está formado por una ignimbrita cristalina
vítrea
eutaxítica con más del 15% de fenocristales de feldespatos
chatoyantes; el espesor calculado del miembro intermedio en el
escarpe de la sierra Cumbres de Majalca es de 120 m y presenta un
vitrófido basal de unos 2 m de espesor.
El miembro superior está constituido por una secuencia de tobas
en capas
de 20 a 50 cm, con diferentes grados de desvitrificación que
genera por erosión el efecto de piedras encimadas. Se calcula
cuando menos unos 80 m para el espesor del miembro superior, pero
es difícil establecerlo porque su contacto superior está cubierto
con la unidad Manzanillas.
2.2. Tectónica regional. Con base en los estudios sobre
tectónica relacionados por Campa y Coney (1983) para el N de
México, se ha establecido la teoría que sustenta que el área que
ocupa el estado de Chihuahua y la porción NE de Sonora constituyen
las únicas áreas de México que se consideran inmóviles o
relativamente inmóviles del Cratón de Norteamérica. El 80% restante
de México está formado por un conjunto de terrenos alóctonos de
arcos insulares volcánicos y marinos que fueron paulatinamente
acresionados contra la margen SW del Cratón de Norteamérica durante
el mesozoico. Sin embargo, existen algunas preguntas acerca de la
relación que hay entre los alóctonos y el Cratón de Norteamérica al
final de paleozoico y durante el mesozoico.
Aparentemente no hay duda en cuanto a la estratigrafía para la
formación del geosinclinal paleozoico en Chihuahua, especialmente
durante el pérmico-carbonífero. Estos sedimentos sirvieron de base
a la secuencia del geosinclinal mexicano. El llamado geosinclinal
mexicano inició su formación a partir del jurásico superior y
continuó hasta el cretácico superior afectando también nuestra área
de estudio.
Por otra parte, el cinturón orogénico pérmico-carbonífero del
Maratón-
Ouachita se extiende hasta Chihuahua durante el Permo-triásico y
es truncado y desplazado por el “Mega-Shear” Mojave-Sonora
(Dickinson, 1981) que es una importante falla que se extiende desde
el SE de California a través del SE de
-
37
Arizona y NE de Sonora para continuar por Chihuahua hasta el S
en el Golfo de México. Según Dickinson 1981, se extiende por 1000 o
hasta 1200 km.
Así se preparó el terreno que cubría nuestra área de estudio
para recibir
durante el Cretácico tardío y hasta el Paleoceno temprano al
tectonismo compresivo de la orogenia tipo Laramide que se propagó a
través del N de México. El plegamiento y fallamiento producidos por
esta orogenia dio lugar a la formación de sinclinales y
anticlinales con su plano axial recostado hacia el NE y con sus
ejes orientados NW-SE paralelos a las paleo estructuras
preexistentes. El evento compresivo culminó aproximadamente hace 50
ma y el cambio de compresión a distensión se llevó a cabo entre 38
y 23 ma. Esta distensión tuvo dos etapas: la primera con dirección
E-NE y la segunda con dirección francamente E-W. Esto generó el
fallamiento perpendicular que se desarrolló como un sistema de
basculamiento de bloques que afectaron a toda la columna
sedimentaria con un sistema de fallas normales, a veces acompañadas
de actividad ígnea.
El fallamiento de bloques basculados por los movimientos
tafrogénicos dio origen a la morfología de la provincia
fisiográfica de sierras y cuencas. Muchos de los valles que limitan
a las sierras de esta provincia son el resultado de las fallas
normales, pero algunos de estos bloques hundidos son solamente
medias fosas o cuencas, es decir, solo por una cara están hundido a
manera de bloques inclinados.
Posteriormente, durante la intensa actividad ígnea que siguió a
la orogenia y
hasta nuestros días, la erosión ha permitido que se rellenaran
las fosas producidas por los dichos basculamientos y fallamientos
de bloques. Esto ha conducido a la formación de enormes paquetes de
material clástico erosionado de las rocas ígneas que coronaron a
los bloques que no se hundieron. Las lavas y materiales ígneos
piroclásticos que afloraron desde el subsuelo por conducto de estas
fallas presentan etapas intermitentes de emisiones separadas por el
depósito de material clástico y piroclástico, esencialmente tobas
arenosas, brechas y conglomerados volcanoclásticos que representan
periodos de relativa calma en la actividad ígnea.
Asociados también con este paquete de material volcánico se
desarrollaron
múltiples intrusiones de composición diversa: monzonitas, diques
andesíticos, domos riolíticos, etc.
El intemperismo y la erosión de las rocas generó depósitos
aluviales que
rellenaron las cuencas con espesores que van desde algunas
decenas de metros hasta más de dos mil metros. (Rodríguez P.
2001).
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38
En resumen, podemos establecer tres aspectos principales para la
tectónica
regional:
1. La orogenia tipo laramide está representada por el
levantamiento y deformación del paquete cretácico. 2. La provincia
de sierras y cuencas fue generada por un intenso fallamiento
orientado NW-SE. 3. El tectonismo de distensión (Rift del Río
Grande o Bravo) que forma fallas orientadas NS.
En la actualidad se conocen fallas activas cuaternarias en el
área del río
Bravo que están asociadas a la apertura del Rift del río
Grande.
Figura 13 Columna estratigráfica del área de San Marcos
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39
2.3. Tectónico local. El área que comprende la hoja San Marcos
está constituida por una litología predominantemente de carácter
ígneo. Los afloramientos de roca sedimentaria marina son escasos
por lo que las estructuras tales como plegamientos se encuentran
muy enmascaradas. Nuestra área queda comprendida en lo que parece
formar la transición de la provincia fisiográfica de sierras y
cuencas que se extiende al E y la subprovincia de sierras altas de
la Sierra Madre Occidental hacia el W. En esta zona de transición
se encuentra el bloque de La Calera-El Nido, a donde pertenece el
área de San Marcos.
Este bloque es único dentro de los sistemas de cuencas y sierras
que se ha documentado en la mayor parte de la historia ígnea del W
de México. La serie volcánica inferior expuesta en el área de Peñas
Azules está relacionada con la tectónica de subducción durante el
periodo de actividad volcánica-plutónica casi continua entre los
100 y 45 ma. Esta actividad está presente a lo largo de la
cordillera del SW de Norteamérica y NW de México.
La geomorfología característica del área es el resultado de la
influencia de
los eventos tectónicos que afectaron al NE de México,
especialmente donde las estructuras de caldera son tan evidentes.
Los intrusivos de la serie volcánica inferior se encuentran: uno en
el poblado de Punta de Agua y otro en el cerro de La Gloria en la
sierra de Nombre de Dios y posiblemente exista un tercero en el
cerro de Santa Rosa casi en el centro de la ciudad de Chihuahua.
Dichos intrusivos están datados con 55 ma (Mauger 1983) y las rocas
más antiguas de la serie volcánica superior tienen 45 ma (unidad
Victorino). Esto coincide en edad con los ajustes de los límites de
placas en el Pacífico de acuerdo con Coney (1972).
Spruill (1981) establece también que el repentino incremento de
la actividad
volcánica hace 34 ma en la sierra Madre Occidental no fue el
resultado de un cambio en la actividad del arco magmático, sino más
bien el resultado de un cambio rápido en la configuración de la
placa oceánica debajo del margen W de México. Esto produjo, junto
con el volcanismo una serie de estructuras de caldera a lo largo de
toda la sierra Madre Occidental.
Tres de estas estructuras de caldera se presentan en el área de
estudio y
son: la caldera San Marcos, la caldera La Carbonera y la caldera
de Majalca. Una cuarta caldera que está íntimamente relacionada con
el área es la caldera El Mogote pero se encuentra fuera del área en
su límite sur oriental, aunque una parte del material piroclástico
emitido ocupa un pequeño espacio en el SW de la hoja.
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40
Fallas y fracturas. Dentro del área tenemos por lo menos dos
sistemas de fracturamiento y fallamiento principales, con sus
correspondientes sistemas perpendiculares complementarios. El
primer sistema que se describe es el que se encuentra con una
orientación N-S y su sistema secundario complementario E-W. Este
sistema tiene variaciones N10W y N15E con inclinaciones y
buzamientos que van desde 45° hasta verticales y cuyo bloque caído
puede estar tanto al E como al W. Los desplazamientos alcanzados
por este sistema llegan a tener más de mil metros en el graben de
Sacramento-Chihuahua. Este sistema es el que dio origen al actual
valle de Chihuahua.
El segundo sistema de fracturamiento y fallamiento se encuentra
orientado
NW-SE. La variación que presenta este sistema es de N40W hasta
N50W y su sistema complementario con orientación de N40E a N50E. La
inclinación de los planos de falla varía mucho y los
desplazamientos asociados a este sistema varían desde unos cuantos
centímetros hasta varios cientos de metros. A este sistema
pertenecen las fallas de Punta de Agua, el sistema Mesa-La Trampa y
el sistema de Peñas Azules, así como las fallas del cañón de
Majalca, las fallas que originan los diques mineralizados de uranio
en San Marcos y las fallas del campo San Pedro.
2.3.1 Estructuras de Caldera. Smith y Bailey (1968) definieron
como una caldera a toda subsidencia volcánica estructural, sin
considerar forma, tamaño, profundidad de erosión y conexión con el
volcanismo superficial. Aquí están incluidas las grandes
depresiones volcanotectónicas más o menos rectangulares o
totalmente irregulares y sus formas están controladas por el mismo
tectonismo regional.
Una caldera resurgente (Smith y Bailey, 1962) es definida como
una caldera
dentro de la cual, el bloque central o interno, después de la
subsidencia inicial ha sido levantado generalmente en forma de domo
estructural. Este domo estructural fracturado radialmente,
concéntricamente o ambos, comúnmente presenta rasgos de colapso
secundario o etapas de movimientos diferenciales de los segmentos
mayores relacionados al levantamiento. Las calderas resurgentes
generalmente, pero no necesariamente, muestran su resurgencia y
volcanismo post resurgente a lo largo de las fracturas y dentro del
domo estructural.
En el caso de la caldera de San Marcos se observan diques
radiales y domos
resurgentes concéntricos de edades posteriores a las unidades
volcánicas más recientes y además íntimamente asociados a la
mineralización de uranio.
Resumiendo, podemos indicar que durante el mioceno se desarrolló
una serie
de estructuras de caldera en una franja paralela a la costa del
Pacífico incluyendo el área de estudio. Se especula que esto se
debió a un cambio rápido en la configuración de la placa oceánica
debajo de la margen W de México.
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41
Las edades comprendidas en esta serie datan de 45 a 30 ma. El
ambiente de depósito fue continental, lo cual contribuyó en gran
parte a la formación de las calderas. Durante la última etapa de
formación de la caldera de San Marcos intrusionaron los diques y
domos resurgentes que vienen asociados con la mineralización del
uranio en las rocas preexistentes, tanto de intra como de extra
caldera.
2.3.2 Zonas radiactivas. De acuerdo con un artículo de Horacio
Ferríz
publicado por la IAEA en 1986 acerca de la mineralización del
uranio en el área de San Marcos, él supone que existen cerca de 30
anomalías radiométricas y las ubica en el área que ocupa desde el
rancho Peñas Azules hasta la Presa San Marcos en un plano sin
escala. Nosotros visitamos todos los lugares indicados, pero solo
encontramos 5 lugares con anomalías radiométricas por encima del
estándar normal en la sierra. Sin embargo, solo se pudo obtener un
muestreo efectivo para realizar los diferentes análisis de
laboratorio en tres sitios bien definidos que marcamos como
principales en el plano geológico general.
El primero y más importante por la evidente presencia de mineral
de uranio, amarillo y negro, aflorando y observable a simple vista,
es el que se encuentra en la zona del Rancho La Tinaja donde se
localizan afloramientos a ambos lados del camino y a unos 200 m al
poniente de la entrada al rancho. Esta zona aparenta ser la más
rica superficialmente y de ahí se obtuvieron muestras que
resultaron ser de uranofano y uraninita en pichblenda. Es
importante señalar que estos afloramientos están casi en el lecho
del arroyo principal (arroyo de La Tinaja) que alimenta a la presa
San Marcos (plano geológico).
Los afloramientos se presentan como mineralización secundaria en
vetillas y
formando parte de la matriz alterada de una roca brechada y
acompañada de los efectos de alteraciones típicamente
hidrotermales, como son la intensa silicificación, feldespatización
y posible piritización primitiva, aunque por ahora solo se pudo
observar la hematización intensa en vetillas y también fuertemente
diseminada con manchones característicos en todo el afloramiento.
La roca encajonante que contiene estos yacimientos es la
correspondiente a la unidad Quintas (TQm), casi en contacto con la
unidad Victorino y muy cercana a unos diques dacíticos que cortan
todo el cerro de La Tinaja con dirección N40W y más adelante, antes
de llegar a la mesa La Trampa, se transforman en un gran domo
riolítico que es controlado por una de las fracturas circulares de
la caldera San Marcos.
La segunda zona está localizada a unos 500 m arroyo arriba al
norte de la
presa San Marcos en la parte media y sobre la cresta del cerro
que sigue la orientación de un dique proyectado desde la cima del
cerro de La Tinaja, con una dirección franca NS. Estos
afloramientos también se encuentran en rocas correspondientes a la
unidad Quintas (TQm) pero a más de 3 km de distancia de la unidad
Victorino.
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42
Sin embargo, no se descarta la posibilidad de que esta última
formación Victorino se encuentre a pocos metros por debajo del
afloramiento, ya que estratigráficamente es más antigua. En esta
segunda localidad se pudieron identificar minerales de
metatiyuyamunita y de uranofano en vetillas y reemplazando los
feldespatos o el material alterado de los feldespatos o simplemente
rellenando los feldomoldes.
Por último, la tercera zona se desarrolló en el área que ocupa
el cerro de la
Cruz al poniente del poblado San Marcos. Los afloramientos se
pueden ubicar en una brecha de ignimbrita riolítica de la formación
Quintas en el contacto con la unidad La Trampa-Picos Gemelos
(TTpg). Aquí solo colectamos una muestra con uranofano. Los
escurrimientos superficiales de esta tercera zona no drenan hacia
la presa San Marcos, aunque sí se encauzan para unirse al río San
Marcos aguas abajo de la presa. Precisamente en el punto de unión
entre este arroyo de la Cruz y el río San Marcos, existe un pozo
profundo de donde se obtuvo una muestra de agua corriente para su
análisis. 2.4 Geología histórica. Como ya se anotó, el área de San
Marcos es un sistema volcánico riolítico muy probablemente de edad
eocénica. La actividad volcánica comienza con la erupción de la
riolita Victorino sobre un sustrato de rocas volcánicas andesíticas
y basálticas de la unidad Peñas Azules. Esta erupción inició el
colapso de la caldera San Marcos que se estima de unos 20 km de
diámetro con un mínimo de desplazamiento vertical de unos 250 m. El
borde estructural de la caldera está formado por la falla que forma
el cañón de Majalca, pero la erupción continuó después del colapso
rellenando la caldera con la ignimbrita Victorino, la cual ha sido
fechada radiométricamente en 46 ma. Esta unidad presenta
desvitrificación intensa y alteración debido a la fase de vapor,
aunque localmente presenta alteración hidrotermal con piritización
y cloritización sobre impresa con intensa hematización.
Después del emplazamiento de la ignimbrita, surgieron los domos
y el
material de la formación Cumbres. El material epiclástico fue
derivado de la erosión de los domos y las paredes de la caldera. El
colapso del gráben de la Tinaja, una pequeña depresión tectónica de
5 km de ancho por 15 de largo colateral a la caldera de San Marcos,
se puede correlacionar con la erupción de la riolita Quintas,
fechada en 46 ma.
El límite occidental de este graben es una falla en la parte
norte de la caldera
San Marcos, el límite oriental no está expuesto. La ignimbrita
Quintas acumuló en este gráben más de 200 m de espesor y fue
alterada posteriormente por emanaciones fumarólicas. Posteriormente
la ignimbrita Quintas fue cubierta por un cuerpo nuevo de
ignimbritas de más de 70 m de la unidad Majalca afectada también
por los efectos de la fase de vapor.
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43
Otro pequeño graben limitado al W por la falla de la cañada de
La Tinaja se desarrolló en el área de la Tinaja cortando las
ignimbritas Quintas y nuevo Majalca. Esta depresión acumuló los
piroclastos de la unidad Quintas, una secuencia de sedimentos
volcanoclásticos, así como depósitos formados por flujos de
andesita y domos riolíticos. Algunas de estas últimas ignimbritas
fueron erupciones ligadas a los domos del graben de la Tinaja.
El último volcanismo acumula extensos cuerpos piroclásticos que
formaron
los depósitos de las unidades Trampa-Picos Gemelos fechadas en
43 ma. Algunos de estos depósitos acumulados en ambientes poco
profundos y otros como los del domo estructural de Mesa Colorada
fueron depositados como “ash fall” en partes topográficamente más
altas.
El espesor de esta unidad varía de 70 a 200 m y es contemporánea
con un
pequeño volumen de basalto localizado en la parte inferior.
Existen algunos domos riolíticos cortando el cuerpo de la unidad
Trampa-Picos Gemelos emplazados a lo largo de fracturas anulares
que limitan la caldera San Marcos.
La actividad volcánica en estas fracturas fue tapada por el
desarrollo de un
domo andesítico y la intrusión de un dique dácitico que cortó
también a las tobas de la formación la Trampa. Finalmente, una
buena parte del área oriental de la caldera San Marcos fue cubierta
por aluvión quedando al descubierto solo el cuadrante
noroccidental.
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3. ORIGEN DE LA MINERALIZACIÓN DEL URANIO 3.1 Teoría de la
mineralización del uranio. El yacimiento de uranio en el área San
Marcos está emplazado en la unidad Victorino, en rocas
ignimbríticas riolíticas formando parte de un fenómeno hidrotermal
comprendido al menos por dos eventos de alteración anteriores a la
mineralización del uranio. En primer lugar, una etapa de
introducción de cuarzo y feldespato con hematización que ocasionó
la formación de numerosas vetillas y en segundo lugar una intensa
alteración argilítica, todo lo cual preparó el terreno para lograr
las condiciones favorables para el depósito del mineral de
uranio.
Las anomalías radiactivas están alineadas a lo largo de varias
fracturas paralelas, en una de las cuales logramos obtener las
muestras con el más alto contenido de mineral de uranio para su
estudio. Las fracturas con hematización y argilización llevan un
rumbo casi E-W emplazadas en la unidad Quintas y se continúan por
más de 300 m hasta cortar un dique riodacítico al poniente, lo cual
indica que el fracturamiento es posterior al dique.
Las vetas de cuarzo con feldespato y hematita son sumamente
delgadas no
mayores de 3 cm de espesor. Contienen mayor cantidad de cuarzo
que de feldespatos potásicos, además contienen cristobalita y
tridimita y en algunos casos se presentan crustificaciones de
ópalo. La hematita y goethita (?) se presentan más bien diseminadas
en la matriz argilizada de la roca y es evidente la presencia de
hematización cuando los feldespatos originales están total o
parcialmente caolinizados. En algunos casos solo se observan los
moldes (feldomoldes) de feldespato y una textura relicta.
La alteración argílica del yacimiento actúa principalmente
reemplazando la
matriz de la roca por un agregado micro a criptocristalino
cuarzofeldespático con calcedonia y tridimita, además donde la
densidad de las fracturas es alta, la roca está más alterada por
caolinización y silicificación.
Todas las anomalías visitadas presentan fuerte oxidación y
argilización en el
área de los fracturamientos. Presencia de la mineralización del
uranio. El uranofano se presenta
rellenando fracturas delgadas y formando vetillas que se
observan como delgados pero numerosos hilos en las zonas de falla.
El material criptocristalino está incrustado a las paredes de las
fracturas como polvo fino. El uranofano reemplaza total o
parcialmente al feldespato caolinizado ocupando la forma tabular
del molde de posibles cristales de sanidino alterados. Se logró
colectar en el área de La Tinaja un ejemplar de material amorfo
masivo de color negro brillante a opaco y altamente radiactivo. Los
estudios de difracción de rayos X muestran la presencia de
uraninita. Todo el material fue obtenido de una brecha riolítica
entre las fracturas de la roca.
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45
Las soluciones hidrotermales fueron responsables de dos eventos
con diferentes carácterísticas, observados en San Marcos. El hecho
de que la alteración presente vetas de cuarzo y sanidino con
hematita sugiere que el fluido responsable de la alteración
temprana fue relativamente alto en proporción K/H dentro del campo
de estabilidad del feldespato potásico. Además, la recristalización
y la disolución de las estructuras en la ignimbrita sugiere que la
alteración tuvo lugar a altas temperaturas. Por otra parte, debió
haber otra etapa con los fluidos responsables de la argilización
con un rango de actividad K/H más bajo que la estabilidad del rango
del feldespato potásico. La fuerte hematización que se observa
puede indicar que los fluidos fueron relativamente bajos en
temperatura, pero altos en fugacidad de oxígeno.
La etapa de alteración cuarzo-feldespato-hematita no parece
asociada
directamente con la mineralización del uranofano, pero si parece
que incrementó el contenido de feldespato potásico y cuarzo en la
roca, lo cual favoreció el depósito de uranio. Por otra parte, la
coincidencia espacial entre la hematización y la argilización así
como los moldes de feldespato rellenados con caolinita pudieron
atraer o absorber la precipitación del uranio hexavalente.
Es posible que los fluidos a bajas temperaturas, inclusive de
las aguas subterráneas en condiciones supergénicas fueran las
responsables de la argilización y también de la distribución del
uranio y sus características mineralógicas.
Nuestro yacimiento queda ubicado dentro de los depósitos tipo:
ígneo de
asociación volcánica, formado por actividad hidrotermal que
puede ser desde alta hasta baja temperatura y asociado
principalmente a rocas ácidas. Los depósitos de uranio volcánico
según Gandhi y Bell (1995) son comúnmente asociados con Mo, F y Th.
Ocurren en rocas volcánicas formadas principalmente durante un
período post orogénico. Las rocas volcánicas de San Marcos son
comúnmente alcalinas que per alcalinas, sin embargo el uranio se
concentra normalmente en rocas alcalinas potásicas, por lo tanto
nuestras ignimbritas riolíticas necesitan estar feldespatizadas. La
roca almacenadora según Gandhi y Bell es comúnmente albitizada,
hematizada o alterada por carbonatación.
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46
De acuerdo con la clasificación de los depósitos de uranio de la
IAEA (1998 pp 275, v 38 M.S.A.)
Table 8. Classification of uranium deposits
A. IGNEOUS PLUTONIC AND VOLCANIC ASSOCIATION
1. Igneous Plutonic Association 1.1. Magmatic uranium deposits -
formed by differentiation of evolved uraniferous magmas
1.1.1. Alkaline complex deposits 1.2. Formed as result of
high-to-low temperature hydrothermal activity associated with
high-level granite
magmatism
1.2.1. Granite associated deposits including vein-type deposits
1.2.2. 'Perigranitic' vein deposits 1.2.3. Metasomatite
deposits
2. Igneous Plutonic and Volcanic Association
2.1 Deposits associated with granite magmatism and acid volcanic
and volcaniclastic sequences in anorogenic settings 2.1.1 Breccia
complex deposits
3. Igneous Volcanic Association 3.1 Formed as a result of
high-to-Iow temperature hydrothermal activity associated with
high-level mainly felsic volcanics
3.1.1 Volcanic deposits B. METAMORPHIC ASSOCIATION
1. Formed by metamorphic fluids probably derived from igneous or
sedimentary
rocks previously enriched in uranium
1.1 Synmetamorphic deposits 1.2 Vein deposits in metamorphic
rocks
C. SEDIMENT/SEDIMENTARY BASIN ASSOCIATION
1. Continental
1.1 Associated with late post-orogenic sedimentary basins having
mainly clastic fill- formed or modified in some cases by
intra-basinal fluid flow 1.1.1 Quartz-pebble conglomerate deposits
1.1.2 Unconformity-related deposits
1.1.3 Sandstone deposits 1.1.4 Sediment-hosted vein deposits
1.1.5 Collapse breccia deposits 1.1.6 Lignite deposits
1.2 Penecontemporaneous with sedimentation or formed by surface
weathering 1.2. I Surficial deposits
2. Marine
2.1 Oceanic
2. 1.1 Phosphorite deposits
2.2 Epicontinental 2.2. 1 Black shale deposits
Gandhi y Bell op cit citan precisamente los yacimientos de Peña
Blanca en
Chihuahua como un ejemplo de este tipo de yacimientos. Los
depósitos de uranio ocurren en todas las litofacies volcánicas
desde proximales hasta distales, incluidos los sedimentos
volcanoclásticos centrales de las calderas, flujos de lava, “ash
flows”, cuencas volcanosedimentarias, domos y brechas.
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47
Estos depósitos también pueden ser epigenéticos y haber sido
formados por la circulación de fluidos con altas y bajas
temperaturas, incluso por aguas meteóricas recalentadas en el
subsuelo y enriquecidas con uranio por procesos de
intemperismo.
En el área de Peña Blanca incluso existe la teoría de que el
uranio fue
depositado por corrientes geotermales de convección en el agua
subterránea, las cuales transportaron al uranio para depositarlo en
rocas ignimbríticas riolíticas caolinizadas.
La posición de la IAEA es que los diferentes tipos de depósitos
de uranio en
vetas sean considerados en relación con su ocurrencia geológica
más que de acuerdo con su importancia económica, según Sheppard
(1986) las aguas juveniles derivadas del manto que nunca antes han
interactuado con la hidrósfera, son definidas como agua en
equilibrio isotópico con los magmas máficos a temperaturas de más
de 1200° C, sin embargo, la constitución de estas aguas a la
concentración y precipitación del uranio probablemente es
insignificante.
En conclusión, podemos definir los siguientes fenómenos que
dieron origen o
por lo menos facilitaron la depositación del uranio en las rocas
riolíticas del área de San Marcos.
Se cuenta con un numeroso fracturamiento en la roca con intensa
actividad hidrotermal que se observa en las vetillas rellenas de
cuarzo, feldespato y hematita.
La presencia de sulfuros oxidados (piritización) que pudiera
venir por influencia de los diques y domos cercanos.
El hecho mismo de situar el depósito en el centro estructural de
una caldera y que concuerda con la descripción de otros yacimientos
en el mundo donde también se encuentra el depósito en forma de
vetillas y reemplazando el material argilizado de la roca
riolítica, indican que el yacimiento se puede clasificar como
depósito hidrotermal en vetas con parcial diseminación proximal a
la zona de fracturamiento.
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4. PETROGRAFÍA
4.1 Rocas encajonantes. Como ya se apuntó en el capítulo de
Metodología, se realizó un muestreo sistemático en diferentes
localidades, según se muestra en la fig. 2. Posteriormente se
procedió a muestrear básicamente la unidad litológica citada en
este estudio como unidad Quintas. Se recolectaron para su estudio
de laboratorio 25 muestras de diferentes partes en el yacimiento y
sus alrededores, de lo que resultó la siguiente descripción
petrográfica:
M.5 a M.16. Ignimbrita riolítica masiva, fuertemente soldada, de
textura
eutaxítica vitrocristalina-lítica, con abundantes fragmentos
líticos y pómez deformados. Presenta 20 a 25% de fragmentos líticos
y 20 a 25% de fenocristales de cuarzo, sanidino,
andesina-oligoclasa y biotita. Otros minerales en proporciones
menores de 1% y de menor tamaño son: hornblenda, riebekita,
ilmenita, zircón, esfena, magnetita y cristalitas posiblemente de
apatita. Todo ello en una matriz vítrea con parcial
desvitrificación, así como cloritización, hematización,
argilización y residuos de piritización. (Figs. 14a y 14b).
Las muestras cercanas a la zona de fracturamiento y
mineralización de
uranio van incrementando una fuerte silicificación y
feldespatización. Podemos observar vetillas de cuarzo, calcedonia,
ópalo, tridimita y feldespato, así como hilos de hematita en
vetillas y diseminada en concentración tan intensa que cambia
localmente el color de la ignimbrita de rosado claro y gris a pardo
rojizo en la zona mineralizada. Así mismo los feldespatos presentan
intensa caolinización y en ocasiones se han lixiviado totalmente
dejando solo el molde del cristal. (Figs. 15a y 15b).
A continuación, se presentan en formato especial los estudios al
microscopio
petrográfico más re