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Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana

Open Access journal
ISSN (Print) 1405-3322
Published by SciELO

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&rft.title=Boletín+de+la+Sociedad+Geológica+Mexicana&rft.issn=1405-3322&rft.date=&rft.volume="> Paleopedogenesis during the Mikulino interglacial (MIS 5 е ) in the East-European plain: buried toposequence of the key-section "Alexandrov quarry"
- Abstract: The Alexandrovsky quarry exposure (near Kursk, central European Russia) represents one of the most complete and detailed records of paleosols, colluvial sediments and loess for the last glacial-interglacial cycle in Eastern Europe. The buried toposequence of Mikulino (Eemian) paleosols, developed on a gully slope cut in the Dnepr (Riss) loess and overlain by Early Valdai (Würmian) colluvium, was subjected to detailed morphological study. The paleosol on the upper slope is an Albeluvisol that contrasts from the Holocene Chernozem. Analysis of thin sections of the Albeluvisol demonstrated that elluvial features - concentrations of bleached silt in the pores and in the groundmass - dominate not only in E and EB but also in the Bt1 horizon. They also penetrate into lower Bt2 and Bt3 horizons where they combine with illuvial clay pedofeatures. The paleosol profile at the bottom of the gully shows synsedimentary development with several A, AE and E horizons reflecting several phases of geomorphic activity as a response to a complex environmental history during the last interglacial. The shift from dark humus accumulation under grasslands towards forest pedogenesis dominated by clay illuviation and stagnic processes comprised the major trend of the Mikulino (Eemian) soil evolution.El perfil en la cantera Alexadrovsky (cerca de Kursk en el centro de Rusia europea) representa el registro más completo y detallado para el último ciclo glacial-interglacial en Europa Oriental, formado por paleosuelos, sedimentos coluviales y loess. Se ha realizado un estudio morfológico detallado de la toposecuencia sepultada de los paleosuelos Mikulino (Eemian), desarrollada sobre la ladera de una barranca en el loess Dnepr (Riss) y cubierta por el coluvión de Valdai Temprano (Würm). El paleosuelo en la parte superior de la ladera es un Albeluvisol que demuestra una diferencia contrastante con el Chernozen holocénico. Según las observaciones en las láminas delgadas del Albeluvisol, los rasgos de eluviación - concentraciones de limo blanqueado en los poros y en la matriz - dominan no solo en los horizontes E y EB sino también en el Bt1. Ellos penetran en los horizontes subyacientes Bt2 y Bt3 en donde se combinan con las concentraciones de arcilla iluviada. El perfil del paleosuelo en el fondo de barranca muestra un desarrollo sinsedimentario con múltiples horizontes A, AE y E que reflejan las fases de actividad geomorfológica como respuesta a la historia paleoambiental compleja del último interglacial. El cambio de acumulación de humus oscuro bajo pastizales hacía pedogédesis boscosa, dominada por la iluviación de arcilla y los procesos estágnicos, conformó la tendencia principal de la evolución del paleosuelo Mikulino (Eemian).
Architecture of earth: adobe as construction material in the Prehispanic epoch
- Abstract: El adobe como material de construcción para uso habitacional ha sido utilizado por miles de años por los pueblos indígenas de América, tanto en el suroeste de los Estados Unidos como en Mesoamérica y la región andina en Sudamérica. Actualmente el 50 por ciento de las casas del mundo están construidas con este material. La utilización del adobe representa una alternativa viable para resolver el problema de la falta de vivienda, a través de la propuesta de una casa autoconstruible de bajo costo. Sin embargo, una limitante para desarrollar tal alternativa consiste en que la mayoría de las técnicas constructivas tradicionales que utilizan materiales obtenidos a partir del suelo son resultado del conocimiento empírico. Dicho conocimiento generalmente es asistemático, varía en cada cultura y región y carece de una terminología interdisciplinaria. Por lo tanto, difícilmente esta opción ofrece, de modo directo, una base tecnológica universalmente válida. El objetivo de este artículo consiste en contribuir al conocimiento formal relacionado con la naturaleza intrínseca y propiedades diagnósticas de uno de los materiales prehispánicos de construcción más extensamente utilizado: el adobe. Para ello, se considera viable la implementación de técnicas de medición de sus características. Con esta finalidad fueron seleccionadas y analizadas seis muestras de adobe prehispánico provenientes de los sitios arqueológicos de Zethé y Sabina Grande; ambos próximos a Huichapan, Hidalgo. Para caracterizar formalmente a las muestras de adobe se utilizaron métodos analíticos aceptados por la Sociedad Internacional de la Ciencia del Suelo, así como por la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (American Society for Testing and Materials). Estos métodos incluyeron análisis físicos y químicos de rutina, complementados con análisis selectos, entre ellos: (i) determinación cuantitativa del tamaño de partícula, (ii) análisis micromorfológico, (iii) difracción por rayos X y (iv) fluorescencia de rayos X. Las muestras analizadas se caracterizan por presentar las siguientes variables de orden cualitativo y cuantitativo: (i) domina una matriz de textura franca; (ii) muestran contenidos bajos a moderados de arcilla 1:1; (iii) predomina una densidad aparente alta; (iv) bajo coeficiente de extensión linear; (v) consistencia estable; (vi) retención de agua moderada a 33 y 1500 kPa; (vii) reacción alcalina predominante; (viii) reacción a la fenolftaleina baja a moderada; (ix) contenido pobre a moderadamente pobre de materia orgánica y de carbono total; (x) contenido bajo de CaO total; (xi) fracción arena dominada por vidrio y minerales volcánicos primarios; (xii) fracción arcilla dominada por cuarzo, feldespatos y haloisita; y (xiii) arreglo micromorfológico y composición mineralógica similares al de un aluvión vulcanogénico. Es posible suponer que estas características le confirieron a los adobes estudiados propiedades físicas y mecánicas de calidad aceptable como material de construcción. Por otra parte, resulta notable que, no obstante la diferencia espacial y cronológica que existe entre los adobes investigados, las características de éstos son muy similares entre sí. Esta similitud sugiere la probabilidad de que dichos materiales fueron elaborados bajo condiciones tecnogénicas controladas. Dicha especialización en la manufactura de adobes propone la presencia de cierto conocimiento sobre los suelos y de su transformación en elementos constructivos.Adobe has been used as a building material for thousands of years by indigenous peoples of America, in the southwestern United States, Mesoamerica, and Andean South America. Currently, fifty percent of the houses in the world are built with soil-derived materials. These materials may thus represent a viable solution to the problem of homelessness, by proposing a means for low-cost self-built homes. However, a limitation to developing such an alternative is that the processing techniques of building materials made from soil are the result of empirical knowledge. Such knowledge is often unsystematic, varies in each culture and region, and lacks an interdisciplinary terminology, thus precluding the recognition of universal standards for technological evaluation. The aim of this paper is to contribute to the formal knowledge related to the intrinsic nature of one of the most widely used pre-Hispanic construction materials: adobe. In order to do so, techniques for the quantitative measurement of the characteristics and diagnostic properties of the material were implemented. For this purpose six samples of adobe were selected and analyzed from the pre-Hispanic archaeological sites Zethé and Sabina Grande, both located near Huichapan, Hidalgo. The samples of adobe were formally characterized by internationally accepted analytical methods used by the Society of Soil Science and by the American Society for Testing and Materials. Here, methods included routine physical and chemical analysis supplemented by selected tests, including: (i) quantitative determination of particle size, (ii) micromorphological analysis, (iii) X-ray diffraction, and (iv) X-ray fluorescence. The samples are characterized by the following variables: (i) predominance of a loamy matrix; (ii) low to moderate content of non-expansive clay; (iii) predominance of a high bulk density; (iv) a low coefficient of linear expansion; (v ) stable consistency; (vi) moderate water retention (33 and 1500 kPa); (vii) predominantly alkaline; (viii) low to moderate reaction to phenolphthalein; (ix) poor to moderately poor content of organic matter and total carbon;...
The study of biogenic silica in animal dung deposits from the Moscow Kremlin, Russia
- Abstract: Several ancient settlements from Central Russia contain animal dung deposits as a part of their cultural layers. This research was focused on animal dung of different ages sampled in the archeological dig in Taynitsky Garden, Moscow Kremlin, Russia. The method of research was microbiomorphic analysis. The distribution of silica microbiomorphs and the composition of phytolith complexes were analyzed as the most informative. It is possible to see that indicators of open waters (diatoms and spicules) were identified only in one sample (the earliest one dated to the beginning of the 15th century). Phytolith complexes also changed: the samples from layers dated to the late 15th and the early 16th centuries include a lot of cereal straw phytoliths. This fact definitely indicates changes in the animals' diet. Phytoliths from mosses and reeds show that those plants were used as animal bedding. An abundance of fragments and unformed silica particles suggests that grasses and herbs were mowed in summer, when the phytolith formation process had not yet completed. It is possible to say that at the end of the 15th century animals consumed water from wells, suggesting that the construction of the Kremlin wall was finished and the area became isolated from the bank of the Moscow River. Also, the animals' diet changed - straw became dominant instead of hay, possibly linked to a political and economical situation in the country. Conclusions are in reasonable agreement with archeological and historical data.Diversos asentamientos antiguos de Rusia Central contienen depósitos de excremento de animales como parte de sus capas culturales. Esta investigación se enfoca al estiércol animal de diferentes edades, muestreado en una excavación arqueológica en el jardín Tanytsky, dentro del Kremlin de Moscú, Rusia. El método de la investigación fue el análisis microbiomórfico. La distribución de microbiomorfos de sílice y la composición de los complejos de fitolitos fueron analizadas como las más informativas. Es posible observar que los indicadores de aguas abiertas (diatomeas y espículas) fueron identificados únicamente en una muestra (la más joven perteneciente al inicio del siglo 15). Los complejos de fitolitos también cambiaron: las muestras de las capas que corresponden a finales del siglo 15 e inicios del 16 incluyen una gran cantidad de fitolitos de paja de cereal. Este hecho definitivamente indica cambios en la dieta de los animales. Los fitolitos de musgos y carrizos muestran que estas plantas fueron usadas como paja para el ganado. La abundancia de fragmentos y partículas de sílice amorfas sugiere que los pastos y hierbas eran podados en el verano, cuando el proceso de formación de fitolitos no se había completado todavía. Es posible decir que a finales del siglo 15, los animales tomaban agua de pozos, lo que significa que la construcción del muro del Kremlin fue terminado y que el área quedó aislada del banco del río Moscú. También cambió la dieta de los animales - la paja se volvió dominante en lugar del heno, posiblemente en relación con la situación política y económica de la región. Las conclusiones son acordes con los datos arqueológicos e históricos.
Stable Carbon Isotopes Applied to Vegetation Reconstruction in the Teotihuacan Valley, Mexico
- Abstract: Stable carbon isotope values (δ13C) from organic material in soils and sediments suggest possible sources of carbon in the organic component and contribute to the development of hypotheses concerning the composition of regional vegetation. This paper explores the application of δ13C to the study of soils and sediments in conjunction with the analysis of plant remains in the Teotihuacan Valley, Mexico, located approximately 50 km NE of Mexico City, known for the archaeological site of Teotihuacan, occupied between ca. AD 1-650. The ratios of 13C/12C from soil organic matter (SOM) provide a complementary approach towards the analysis of past vegetation change in regions characterized by relatively poor preservation of plant macrofossils and pollen. The analysis of phytoliths recovered from soils and sediments offers an additional source of evidence for broad changes in environmental conditions based on changes in the relative proportions of C3 and C4 grasses. In this paper δ13C ratios obtained from SOM in profiles in the Teotihuacan Valley are compared with the results of phytolith analysis in the same horizons. The relative proportion of carbon derived from C4-CAMS (Crassulacean Acid Metabolism) plants was calculated. Phytolith analysis focused on the relative proportions of C3 (diagnostic phytoliths of the Pooideae subfamily of Poaceae) and C4 grass taxa (subfamilies Panicoideae, Chloridoideae and Aristodoideae). The δ13C ratios obtained from Tlajinga, located in an area of prehispanic irrigation south of the San Lorenzo River in the central Valley, indicate the predominance of C4-CAMS plants while phytoliths from the same horizons reflect a greater proportion of C4 grasses, although proportionally lower than isotopic indicators. The values of δ13C in SOM from Otumba, situated in close proximity to a river that also provided water for a prehispanic irrigation system, reflect a slightly lower predominance of C4-CAMS plants, and a slight increase in C4 grass phytoliths, with respect to Tlajinga. San Pablo provided evidence for the greatest predominance of C4-CAMS plants based on δ13C values in SOM whereas the phytoliths recovered from the same horizons indicate a higher proportion of C3 grasses. In general, the isotopic signatures reported here indicate changes in relative proportions of C4-CAMS plants, suggesting variability in the response of vegetation to local conditions, with a predominance of C4-CAMS plants in soil organic matter and considerable variability in proportions of C4 grass phytoliths in the contexts analyzed.Los valores de los isótopos estables de carbono (δ13C) del material orgánico presente en suelos y sedimentos, sugieren las posibles fuentes de carbono, contribuyendo al desarrollo de hipótesis referentes a la composición de la vegetación regional. Este trabajo explora la utilidad del δ13C para el estudio de los suelos y sedimentos en conjunto con los resultados de los análisis de los restos de plantas del Valle de Teotihuacan, México, localizado aproximadamente a 50 km al noroeste de la Ciudad de México, conocido por el sitio arqueológico de Teotihuacan, ocupado entre ca. AD 1-650. Las proporciones de los isótopos de 13C/12C de la materia orgánica del suelo (MOS), ofrecen un método complementario para el análisis del cambio de la vegetación en el pasado en regiones caracterizadas por una pobre conservación de macro-restos vegetales y de polen. El análisis de los fitolitos recuperados de suelos y sedimentos reporta una fuente adicional de evidencia de amplios cambios en las condiciones ambientales con base en las variaciones en los porcentajes relativos de pastos C3 y C4. En este trabajo se comparan los valores de δ13C obtenidos de la materia orgánica de suelo de perfiles en el Valle de Teotihuacan con los fitolitos analizados en los mismos horizontes. Se calculó el porcentaje relativo de carbono derivado de plantas C4-CAMS (Crassulacean Acid Metabolism). El examen de los fitolitos se centró en los porcentajes relativos de los taxa de pastos C3 (fitolitos diagnósticos de la subfamilia Pooideae de Poaceae) y taxa de pastos C4 (subfamilias Panicoideae, Chloridoideae y Aristodoideae). Las proporciones de δ13C de Tlajinga, situado en un área de irrigación prehispánica al sur del Río San Lorenzo en el sector sur del valle central, evidencian la predominancia de plantas C4-CAMS mientras que los fitolitos recuperados de los mismos horizontes indican un porcentaje mayor de pastos C4 pero proporcionalmente menor que los indicadores isotópicos. Los valores de δ13C en MOS obtenidos de Otumba, situado junto a un río que también suministraba agua a un sistema prehispánico de irrigación, refleja una predominancia ligeramente menor de plantas C4-CAMS, así como un ligero incremento en los fitolitos dominados por pastos C4, con respecto a Tlajinga. San Pablo proporcionó evidencia para la mayor predominancia de plantas C4-CAMS representados por los valores de δ13C en MOS, mientras que los fitolitos recuperados de los mismos horizontes reflejan mayor proporción de pastos C3. En general, las firmas isotópicas reportadas señalan diferencias en los porcentajes relativos de plantas C4-CAMS, lo que sugiere una variabilidad en la respuesta de la vegetación a condiciones locales, con una predominancia de plantas C4-CAMS en la materia orgánica del suelo, mientras que los fitolitos señalan concentraciones muy variables de pastos C4 en los contextos estudiados.
Submicromorphology of pedogenic carbonate accumulations as a proxy of modern and paleoenvironmental conditions
- Abstract: It is likely that the morphology of pedogenic carbonate accumulations (CAs) relates to soil formation conditions and processes. The technique of electron microscopy is especially efficient and applicable to the description of CAs morphology. This method allows estimating the structure and organization of CAs visually and their composition with the X-ray energy dispersive spectrometer for both buried paleosols and surface soils. The relations between submicromorphological features of CAs and conditions of their formation in soil were established: (i) in contrasting climates (alternation of dry and wet seasons), colloform (cryptocrystalline) films are formed; (ii) in dry periods CAs with perfect crystals and sharp borders are formed; (iii) in more humid periods the CAs crystals become irregular with broken faces and holes on surfaces; (iv) needle-shaped calcite crystals are formed in fast-changing water regimes from saturated solutions; (v) perfect crystals grow in quiet conditions from solutions of normal concentration. Submicromorphological studies of the CAs in pedochronosequences can account for trends in changes undergone by soils/paleosols and permit estimation of the general trend of soil evolution.Es probable que la morfología de las acumulaciones de carbonatos (ACs) se relaciona con las condiciones y procesos de formación de suelo. La técnica de microscopia electrónica es especialmente eficiente y aplicable a la descripción de la morfología de ACs. El método permite la estimación de la estructura y la organización de las ACs de manera visual, y de su composición con el espectrómetro de energía dispersiva de rayos X tanto en los paleosuelos sepultados como en los suelos superficiales. Las relaciones entre los rasgos submicromorfológicos de las ACs y las condiciones de su formación en el suelo se establecieron: (i) en climas contrastantes (alternancia de estación seca y húmeda) se forman películas coloformes (criptocristalinas); (ii) en épocas secas se forman cristales perfectos de ACs con bordes agudos; (iii) en épocas más húmedas, los cristales de ACs se vuelven irregulares con caras rotas y hoyos en su superficie; (iv) en regímenes de cambio rápido de agua, se desarrollan cristales de calcita con forma de aguja a partir de soluciones saturadas,; (v) cristales perfectos crecen en condiciones de quietud a partir de soluciones de concentración normal. El estudio de la submicromorfología de las ACs en pedocronosecuencias puede marcar la tendencia de cambio en suelos/paleosuelos y estimar la directriz de la evolución del suelo.
Objects made of copal resin: a radiological analysis
- Abstract: Since pre-Hispanic times, copal (Bursera bipinnata resin) has been used for different purposes, from medical to ritual or religious, which promoted its transportation from what is now the state of Guerrero to Morelos, Puebla, and Mexico City, as has been verified by ethnographic studies. During the Late Post-classic period, the resin was transported to Tenochtitlan where it was transformed into different objects such as bars, spheres, conglomerates, bases of sacrificial knives, anthropomorphic figurines and diverse amorphous fragments. The macroscopic and microscopic study of more than 300 copal objects from the offerings of the Great Temple archaeological zone (Templo Mayor) permitted the establishment of a methodology in the manufacturing processes of several formal groups, which were then corroborated by Computerized Axial Tomography, more commonly known by its abbreviated names, CT scan or CAT scan. This radiological technique, created for the study of living human organisms, is very effective in archaeological applications, since it is not invasive but still allows observation of the surface of an object as well as its interior by means of virtual slices. Additionally, it allows the detection of different densities of the components of the object, making it possible to know the composition of different materials.Desde la época prehispánica el copal (resina de Bursera bipinnata) ha sido utilizado para diferentes fines y contextos, desde uno medicinal hasta uno ritual o religioso, lo que ha promovido su transportación desde el actual estado de Guerrero hacia Morelos, Puebla y la misma ciudad de México, tal como ha sido verificado por los estudios etnográficos realizados en estos lugares. Así, para el Posclásico tardío, como ha sido comprobado etnográficamente, la resina era llevada a Tenochtitlan donde la transformaban en diferentes objetos como barras, esferas, conglomerados, bases de cuchillos de sacrificio, figurillas antropomorfas y fragmentos diversos amorfos. Gracias al estudio macroscópico y microscópico de más de 300 objetos de copal provenientes de las ofrendas de la zona arqueológica del Templo Mayor, se pudo establecer una constante en los procesos de manufactura de cada grupo formal, siendo sometida dicha observación a una corroboración mediante análisis tales como la Tomografía Axial Computarizada (TAC). Esta es una técnica de principio radiológico creada para el estudio del organismo humano vivo, más se ha descubierto que este tipo de estudio es muy efectivo en la aplicación arqueológica, ya que es una técnica no invasiva que permite observar no sólo la superficie del objeto, sino su interior mediante cortes virtuales, además de detectar las densidades de los elementos inmersos del mismo, es decir, establecer diferentes materiales que le componen.
Applicability of evaluation methods of seismic hazard to a mining project (based on neotectonic, instrumental and historic data), Central Andes, San Juan, Argentina
- Abstract: En el presente trabajo se presenta la metodología aplicada en el análisis de la amenaza sísmica para un sitio específico de los Andes argentinos. Se recopiló y analizó la información neotectónica y sismológica como tarea inicial del trabajo. Como es habitual en muchas regiones de Sudamérica, la información sismológica y paleosismológica disponible es escasa y, en general, insuficiente para definir acabadamente la actividad sísmica en el espacio y en el tiempo. Los criterios de verificación sísmica de las obras involucradas en el proyecto se definieron sobre la base de la práctica internacional. Las metodologías determinística y probabilística se aplicaron para la evaluación de la amenaza sísmica en el sitio del proyecto. Los resultados obtenidos se comparan en este trabajo y se discuten los procedimientos a utilizar para la selección de los movimientos sísmicos de diseño. Finalmente se define un criterio de trabajo y se presentan los movimientos sísmicos de diseño que resultaron del estudio.In the present paper the methodology applied for the evaluation of the seismic hazard in a specific site in the Argentinean Andes is presented. Available neotectonic and seismological information was compiled and analyzed as a preliminary work. As it is usual in most South American regions, background seismological and paleosismological information is scarce and, in general, insufficient to completely define the seismic activity in space and time. The definition of seismic design criteria for all the works involved in the project was done with basis on international practice. Both, deterministic and probabilistic analysis methodologies were applied to evaluate the seismic threat in the project's site. The obtained results are compared in this work and the available procedures for selecting the seismic design motions are discussed. Finally, a working criterion is defined and the resulting seismic design motions obtained from the study are presented.
Erosion rates and geomorphological indexes in three coastal basins south of the Baja California peninsula, Mexico
- Abstract: Las cuencas de drenaje costeras del sur de la península de Baja California forman parte importante en la estabilidad del sistema de celdas litorales de su costa, como fuentes principales de sedimentos. Las cuencas Migriño, El Salto y El Tule son vulnerables a la erosión debido a las pendientes empinadas del terreno y a su ubicación, ya que en esta parte de la península tienen mayor influencia las precipitaciones intensas asociadas a los huracanes que se presentan en verano. Con el uso de la fórmula RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation) y los índices geomorfológicos obtenidos mediante la aplicación de técnicas de SIG, se evaluó la distribución espacial de las tasas de erosión hídrica y su relación con las unidades litológicas, rasgos geomorfológicos, distribución de suelos y patrones estructurales. Esto permitió conocer el control que ejercen la distribución del suelo y los rasgos geomorfológicos sobre la distribución de tasas de erosión dentro de cada una de las cuencas de drenaje. Las tasas de erosión de moderadas (0.1 a 0.5 Mg ha-1 año-1) a altas (0.5 a 2 Mg ha-1 año-1) se asocian a pendientes iguales o mayores a 15º, (principalmente laderas de montañas) y a suelos tipo litosol-regosol; tasas de erosión bajas (0 - 0.1 Mg ha-1 año-1) se asocian a pendientes menores a 5º (lomeríos y planicies), con suelos tipo regosol. El análisis de los índices geomorfológicos muestra que las cuencas de drenaje son jóvenes, asociadas a actividad neotectónica moderada a baja, evidenciada principalmente por el control estructural en la parte alta de las cuencas. En la parte media y baja de las cuencas los cambios en los índices geomorfológicos indican control estructural bajo, en donde se presentan procesos erosivos y de sedimentación.Coastal drainage basins in the southern part of the peninsula of Baja California are an important part for the stability of the littoral cell system of the coast in Baja California, because they are the major sediment sources. Migriño, El Salto and El Tule watersheds are vulnerable to erosion due to the steep slopes and geographic location because in this part of the peninsula rainfall associated with summer hurricanes has a mayor influence. Using the RUSLE equation (Revised Universal Soil Loss Equation) and geomorphologic indexes, obtained by GIS techniques, we assessed the spatial distribution of erosion rates and its relationship to lithology, geomorphic features, soil distribution and structural patterns. This allowed us to know the control that soil distribution and geomorphic features exert on the distribution of erosion rates within each drainage basin. Moderate (0.1 to 0.5 Mg ha-1 year-1) to high (0.5 to 2 Mg ha-1 year-1) erosion rates are associated to slopes equal to or greater than 15°(mountain slopes), and Litosol-Regosol types; low erosion rates (0 - 0.1 Mg ha-1 year-1) are associated to slopes of less than 5º (gentle hill slopes and plains), and Regosol types. Analyses of geomorphologic indexes show that river drainage basins are young, and are associated to moderate or negligible neotectonic activity, as evidenced primarily by structural control in the upper basin. Changes in geomorphologic indexes in the middle and lower basins, where erosion and depositional processes are occurring, indicate little structural control.
Cenozoic volcanism and extension in northwestern Mesa Central, Durango, México
- Abstract: The Santiago Papasquiaro region is located in the northwest portion of the Mesa Central and is characterized by Tertiary Sierra Madre Occidental lithology. Geologic mapping and dating of key units using U-Pb laser ablation method on zircons has identified three different lithostratigraphic groups. These include: (1) early Eocene felsic volcanic rocks, consisting of the Antigua ignimbrite [51.75 +0.35/-0.45 Ma]; (2) late Eocene - early Oligocene felsic to intermediate volcanic rocks, consisting of the Altamira ignimbrite [38.8 ± 1.0 Ma], El Cazadero andesite [ages of 37.2 +0.30/-0.40 Ma and 35.95 +0.45/-0.5 Ma], a dioritic intrusion, the Venadita rhyolite, Puente Negro ignimbrite [34.0 +0.50/-0.70 Ma], Los Fresnos ignimbrite and Balín ignimbrite [33.2 +0.50/-0.20 Ma]; and (3) late Oligocene to Quaternary sedimentary and volcanic mafic rocks comprising the Santiago sedimentary formation, basalts equivalent to Metates Formation and Neogene to Quaternary continental non-consolidated deposits. Within the studied area, the main volcanic pulse of the Sierra Madre Occidental volcanic province corresponds to the second group, which lasted ca. 5 Ma. Older rocks are represented by a single outcrop of the Antigua ignimbrite, and the younger units are mainly continental clastic sediments intercalated with sporadic mafic alkaline volcanic rocks that record a major change in the tectonic regime. Extension that began in late Eocene - Oligocene gradually tilted the late Eocene - early Oligocene volcanic sequence and formed the NNW-trending Santiago Papasquiaro half-graben, which is the northernmost and earliest structure of the Río Chico-Otinapa graben. NW-striking faults of the San Luis-Tepehuanes fault system were synchronous with the development of the Santiago Papasquiaro half-graben. The deformation propagated gradually to the south, forming the NNW Río Chico-Otinapa graben by the early-middle Miocene, and to the east-southeast in the Santiaguillo graben. A recent minor extensional deformation accommodated by NE-striking faults was probably related to seismic deformation of the Nuevo Ideal zone, approximately 40 km southeast of the study area.La región de Santiago Papasquiaro está localizada en el noroeste de la Mesa Central y está caracterizada por litología terciaria de la Sierra Madre Occidental. Mediante la cartografía geológica del área y la realización de fechamientos isotópicos por el método U-Pb de ablación láser en circones se reconocieron tres grupos litoestratigráficos. Estos incluyen: (1) rocas volcánicas félsicas del Eoceno temprano, que consiste de la ignimbrita Antigua [51.75 +0.35/-0.45 Ma]; (2) rocas volcánicas félsicas a intermedias del Eoceno tardío-Oligoceno temprano, que incluye a la ignimbrita Altamira [38.7 ± 1.0 Ma], la andesita El Cazadero [edades de 37.2 +0.30/-0.40 Ma y 35.95 +0.45/-0.5 Ma], una intrusión diorítica, la riolita Venadita, la ignimbrita Puente Negro [34.0 +0.50/-0.70 Ma], la ignimbrita Los Fresnos y la ignimbrita Balín [33.2 +0.50/-0.20 Ma]; y (3) rocas sedimentarias continentales y volcánicas máficas del Oligoceno tardío-Cuaternario que comprenden a la formación Santiago, basaltos equivalentes a la Formación Metates y sedimentos continentales no consolidados del Neógeno-Cuaternario. En la zona de estudio el pulso volcánico más importante de la provincia volcánica de la Sierra Madre Occidental corresponde al segundo grupo, que duró ca. 5 Ma. Las rocas más antiguas están representadas por un afloramiento de la ignimbrita Antigua, y las unidades más jóvenes son principalmente sedimentos clásticos continentales intercalados con esporádicas rocas volcánicas máficas alcalinas, que registran un cambio importante en el régimen tectónico. La extensión que comenzó en el Eoceno tardío-Oligoceno basculó gradualmente a la secuencia volcánica del Eoceno tardío-Oligoceno temprano y formó al semigraben de Santiago Papasquiaro de rumbo NNW, que es la estructura más septentrional, y primera en desarrollarse del graben de Río Chico-Otinapa. La actividad en las fallas de rumbo NW del Sistema de fallas San Luis-Tepehuanes fue sincrónica con el desarrollo del semigraben de Santiago Papasquiaro. La deformación se propagó gradualmente hacia el Sur, desarrollándose el graben de Río Chico-Otinapa de rumbo NNW durante el Mioceno temprano-medio, y hacia el Este-Sureste en el graben de Santiaguillo. La deformación menor extensional reciente acomodada por fallas de rumbo NE, estuvo relacionada probablemente con la actividad sísmica en la zona de Nuevo Ideal, 40 km al sureste del área de estudio.