Etude Geologique Des Cordilleres Nord-Americaines

Bernard PLAUCHUT, Marc TARDY, Rene BLANCHET et Matthis ZIMMERMANN, Pascal CABEZAS, Thierry ROSAZ, Marc SOSSON

ETUDE GEOLOGIQUE DES CORDILLERES NORD-AMERICAINES

Bull. Centres Rech. Exp1or.-Prod. Elf-Aquitaine 13 2 215.295. 16 fig., 1 tabl. Boussens, Dm.4. 1989

ISSN 0396-2687. BCREDP ETUDE GEOLOGIQUE DES CORDILLERES NORD-AMERICAINES GEOLOGICAL STUDY OF THE NORTH AMERICAN CORDILLERA

Bernard PLAUCHUT

Depuisune douzaine d'annees. un N Programme Etu- diants n en geologie d'Elf Aquitaine a pour cadre les Cordille- res nord-americaines. Cest en effet a la fin de 1978 que la DirectionExploration de laSNEA(P) aincite les services centrauxet les filialesnord-americaines a patronnerdes thesesd'etudiants franqais geologues dans I'Ouest du Canada et des Etats-his. afin d'approfondir les connaissan- ces sur ce vase domaine tout en permettant a des thesards de parfaire leur cycle superieur dans des regions remarquables (Fig. 1). Le premier d'enrre eux a ete aussit6t lance dans I'etude de I'UOvenhrust Belt II de I'Utah central aux Etats-clnis. II a ete bient6tsuivi par un autre &ve charge deI'etude sedimentologiquedu Mississippien en Alberta auCanada. seuleaction dans ce pays dufait de la vented'Aquitaine Company of Canada(ACC) en juin 1981. Et, a cejour. en 1989. douzeetddiants repanis dans les Cordilleres nord- americaines entre Jasper au Canada et El Paso A la frontiere sud des Etats-Unis, distants de 2 800 km. ont present6 ou presenteront d'ici a 1991 (Fig. 1) un. voire deux, mernoires de these : theses de specialite, Master of Sciencescanadien. memoirede DEA.PhD americain.these d'etat. theses de I'universite x nouveauregime 1) ou thesed'habilitation. La presque totalite de la charge scientifique et materielle de ce programme aete supponeepar la filiale americaine. Elf @ H. ae LA TOUR du PIN 1983 Aquitaine Petroleum (EAP). les thesards trouvant egalement. en permanence en France. assistance et conseils aupres des @IJV. CHATELLIER 1983 (Canada1 lw services centraux de la SNEA(P). @ M. Le VOT 1084 Sept universites franqaises participent a I'encadrement de @ Pn. GOUROhhEC 1995 ces eleves tandis que la Societe Geologique deFrance et une douzaine d'universires ou d'organismes canadiens et sunout @ E. HOULGATTE americains collaborent activement : @ S. BUREAU 1989 @ P. CABEZAS Universite des Sciences et Techniques de Lille 1989 Universite de Nice - Sophia Antipolis Universitb d0rleans Universite de Park Sud Orsay - Park XI Universite de Savoie - Cnambev Universite ae Bretagne Occidentale - Brest Un;vers;tB Pierre et Marie Curie - Paris VI New Mexico Bureau of Mines - Socorro Geological Survey of Canada US Geological Survey - Denver et Menlo Park Brigham Young University - Provo - UT Colorado School of Mines - Golden - CO Tne Pennsylvania State University - PA

0396-2637/89/W13-0215 $0.60 0 1989 SOC. Flat. Elf Aquitaine (Product;on). F-31360 Boussens 216 8. PLALJCHUT BCREDP 13 (1989)

University of Calgav - Canaaa rarion et une acrivite sismique importante du Pliocene termi- University of Colorado . Boulder - CO nal a I'Actuel. Universite de Mexico - Mexico The University of Michigan - Ann Arooor Th.Rosaz s'estconsacre au sua-ouestdu Nouveau- university of Montana - Bozeman - MO Mexique. 11 precise les limites du Bassin de BisbeeIU - Bar forme auCretace inferieur de pan et d'autre des frontieres entre I'Arizona, le Nouveau-Mexiqueetle Mexique. La Ces travaux son1 consignes daw les mhmokes de tnese formation molassique campanien-maastrkhtien Ringbone et rediges par les etudiants. En outre. les 22 et 23 avril 1985. la lesvolcanites post-orogeniques de I'Eocene-Oligocene de SocieteGgologique de France et la SocieteNationale Elf Playas Peak permettent de situer I'orogenese (( laramienne )I Aquitaine(Production), ont organise conjointement a Paris entre le Maastrichtien et le Lutetien. Des differentes phases une seance consacree aux Corailleres nord-americaines avec tecton,ques observees du Cretace a I'Actuel. il conclut que la panicipation despecialistes canadiens et americains et le passagedes Cordilleres nord-americaines auxSierras aanslaquelle le (( ProgrammeEtuaiants )I avait unelarge Madres mexicaines est assure par une chaine aecrochante place; denombreux resultatset des syntheses ont ete et chevauchante ancree sur les accidents de socle uu linea- exposes et publies dam les bulletins 5-6 de la S.G.F.. 1986. ment au Texas considerecomme un faisceau defailles (8) t. 11. oriente N 12CPE. Recemment. J.Y. CHATELLIER(1988) apublie. les conclu- M. Sosso~la pour zoned'action le sua-est de I'Arizona. sions de ses travaux en Albena. au Canada. sur la Formation Comme au sud-ouest du Nouveau-Mexique.cette region a carbonathe Banff d'3ge mississippien. Sur le plan sedimento- sub;plusieurs evenements tectoniques avant I'extension logique. ;I disringuedeux domaines: run a rest sur la neogene du Basinanu Range : auJurassique terminal - plate-forme qui comprend deux sequences peu epaisses et Cretace basal. au Cretace moyen, et au Cretace terminal - I'autre a I'ouest dans les Montagnes Rocheuses correspon- Eocene. Les << Metamorphics Core Complexes n sont lies a un uant a une puissante serie de mer ouvene. II ajoute que la ecaillage au socle sur la bordure sud du Plateau du Colorado limite de ces domaines a prograde vers I'ouest tout au long pendant le Cretace moyen a superieur: ils ont et6 denudes du Mississippien.Enfin la sedimentationde la Formation pendantI'Oligo-Miocene. Le suu-estde I'Arizonaconstitue Banff est contrbleeau Carbonifere par des anciens traits donc un nceud structural complexe ou serelient la defor- structuraux y compris des paleo-failles normales importantes. mation de I'OvenhrustBelt et la brancheseptentrionale de laSierra Madre orientale. H. BELLONet al. (1989) (Universite de BretagneOcciden- tale) ont rassemble,les aatations isotopiquesde produits Enfinles Professeurs M. TARDYet R. BLmchET. quiont magmatiquesemis dans 3 regions : Montanacentral et panicipeau lancement du u ProgrammeEtudiants 1) en meridional.Utah. Ces mesuresmenent en evidence quatre Amerique du Nord et a I'encadrement de 9 des 12 thksards, episodes d'activite : les 3 premieres correspondent A la mise et M. ZIMMERMA~UNd'EAP resurnent lanature. I'origineet en place des magmas d'affinite orogenique au Cenomano- I'evolution structurale des lineaments du Texas et Caltam aux Turonien. au Campanien - Paleocene et a I'Eocene inferieur: confins des Etats-Unis et du Mexique : c'est une bande de ledernier episode est a'3ge eocenesuperieur-oligocbne. fracturescrustales longuede 2000 Km entrele Golfe du d'affinite alcaline: il est annonciateur de I'extension au Basin. Mexique et leschaines cbtieres californiennes, formee en and Rangeau Mio-Pliocene. plusieurs etapes : 1) genese des failles lors de la fracturation de la Pangee a la fin du Permien. 2) reutilisation des cassdres Jusqu'en 1985. I'activite au <( Programme Etudiants n etait a I'ouvenure du Golfe du Mexique au Jurassique superieur localisee dans le centre et le nord des Cordilleres americai- - Neocomien aboutissant onea faille transformantede nes. Depuis.elle s'est deplacee toutnaturellement vers le 750 kmde rejet horizontal aulong du lineamentCaltam: sud. versles Corailleres meriaionales jusqu'a la frontigre 3) deformationen transpression et' genese d'un edifice mexicaine et ce volume ne contient que 4 articlessur ces laramien transverse au Cretace terminal - Paleogene; 4) jeu regions. enfaille de transfen du lineament au Texas longeantle Plateau du Coloradolors de I'extensionneogene du Basin P. CABEZASa etudie la deformation laramienne et le Rift du and Range. Ainsi. les lineaments du Texas et Caltam sont les RioGranue autour de Socorro. 11 conclut a une succession limites d'une zone de decrochements polystructuree qui se d'evenementstectoniques bien souvent obliteres par la manifesteau-tlavers de la plaque nord americaine par des distension du rift : 1) au Pennsylvanien. la region est decou- structures variees. plus ou moins actives, au moins depuis pee en horst et graben; 2) au Paleocenesuperieur-Eocene le Permien. inferieur. la phasecompressive majeure des Rocheuses Avec I'arret de I'exploration phtroliere aans les Cordilkres individualiseles Grandes Plaines centrales. les Montagnes americaines par EAP. s'ach8ve ce (( Programme Etudiants )I. Rocheuseset le Plateau du Colorado.Dans les Montagnes Les troisderniers thesaras sont tres avances dansleurs Rocheuses. des mouvements de socle donnent naissance a travaux: deux publient leurs principales observations dans le desecailles crustales a vergenceest. A I'Eocene moyen- presentbulletin et defenarontleur memoire en 1990: Th. superieur.des mouvements transpressifs provoquent des ROSAZa I'Universite de Savoie et M. Sosso~devant celle de decrochements aextres nora-sud sur la bordure orientale du Nice - Sophia Antipolis. Enfin. aI'automne 1991, R. MARTIN Plateau du Colorado: enfin I'extension du rift est guidee 3) exposera les resultats de I'etude sedimentologiquedes par les cisaillements crustaux rejouant en sens contraire et carbonates mississippiens de I'OTB du Wyoming et jurassi- esr a I'origine de failles Ihstriques: elie s'evectue en 3 etapes ques des chainons bearnais devant I'Universite de Paris-Sud la formation miocene Popotosa comblant les bassins oligo- Orsay. cene superieur-mioche inferieur, laformation Pliocene Ladrones comblant a sontour lesbassins miocene supe- Bernard Plauchut, SMEA(P). 26. Avenue des Lilas. F-64018 rieur-Pliocene inferieur. et enfin un aernier stade de fractu- Pau CEDEX. - September 13. 1989. BCREDP 13 (19891 ETUDE GfiOLOGIOUE DES CORDILLERES NORD-AMCRICAlkES 21 7

Remerciemenls CABEZAS. P. (1989). - Etude geologique d'un segmentdes MontagnesRocheuses meridionales des Etats-Unis. Le u ProgrammeEtudiants n dansles Corailleres nord- Stratigrapnie et tectonique des deux boraures du Rift du americaines n'a pu&ire mis en oeuvre quegrsce a la Rio Grande dans la region de Socorro. Nouveau-Mexique. determination et au soutien scientifique. technique et mate- - These Doci. Sci. Univ. Nice-Sophia Aniipolis. 246 pp. riel d'Elf Aquitaine, de la SNEA(P). d'EAP ainsi que d'ACC au CHATELLIER.J.Y. (1983). - Sedimentology of tne Mississippian debut des annees 1980 au Canada; qu'elles soient vivement BanffFormation insouthwestern Albena Mountain and remerciees. Depuis 11 ans. lesartisans de cette aventure Plains. - M. Sci.Thesis, Univ. Calgaw, 193 pp. americaine sont les douze thesards qui, avec acnarnement CHATELLIER,J.Y. (1984). - Sedimentologiede la Formatibn et minutie. ont accumule des observations geologiqdes dans Banff et des formations a son toit et son mur (Devonien des conditions parfois difficiles : dans la neige. le froid. les superieur et Carbonifereinferieur. Alberta, Canada). - grizzlys etles modstiques au Nord.et dans le chaleur. les TheseSci. Univ. Paris 6, 171 pp. epineux et les serpents a sonnettes (ranlesnake) au Sud: je CHATELLIER.J.Y. (1988). - Carboniferous carbonate ramp, the les assure de toute notre gratitude. Je remercie egalement Banff formation, Alberta,Canada. - Bull. Cenires Rech. chaleureusementtous ceux qui, de pres ou de loin , ont Exp1or.-Prod. Elf-Aquiiaine, 12. 2, 569-599. encadreles etudiants ou collabore a ces travaux:profes- GOURONNEC,P. (1985). - Etude geologique d'unsecteur de seurs, geologues. ingenieurs. collegues. techniciens. dessi- I'Ovennrust Belt du Montana (USA) : le nord des Big Belt nateurs, secretaires. frayais. americains ou canadiens: il est Mountains, - TheseSci. Univ. Brest, 220 pp. preferable dene pas les citer par crainted'omissions toujours regrettables.Je ferai toutefois une exception pour M. ZIM- LA TOURDU P,N. h.. de(1983). - Contribution a I'etude geologiquede I'Ovenhrust Belt du Montana (USA) : MERMANN car, depdisson arrivee a Denver en 1980. ils se stratigraphie et tectonique des Rocky HJls et du Tendoy passionne pour ceite activite. dirigeantavec un rare talent les Range (Sud-odest du Montana). - These Sci. Univ. Erest. thesards sur le terrain et nous formons un biname efficace 262 pp. par-dessus I'Ocean Atlantique.Enfin un grand merci a R. CURNELLEqui ouvre largement les colonnes du Bulletin Elf LE VOT. M. (1984). - L'OvenhrustBelt face aux Uinta Mountains (Utah, USA) : etude geologique des Promon- Aquitaine au u ProgrammeEtudiants 1) des Cordilleres tory Mountains et de I'Antelope Island. - These Sci. UniV. nord-americaines. Best. 278 pp. MARTIN,R. (1987). - Etude microtectoniqde aans I'Ovenhrust Belt duWyoming : application a la restaurationdes structures tectoniques et etude preliminalre de la relatlOn REFERENCES fracturation - pene deporosite dans un reservoir Pa- Ibozoique. - Mem. DEA, Univ. Paris-Sud. Orsay. 146 PP. ROURE, F. (1984). - Une coupe geologique de Golconda au BELLONH., HOULGA~EE., GO~RONNEC P..BLAhCHET R.. TARDYM.. pacifiqde(Oregon. Nord-ouest du Nevada. Norade la LA TOURDU PIN H. de. LE Vor M. & VILLIEN A. (1989). - Le Californie) : evolutionmesozoique et cenozo'we de la magmatismemesozoique et cenozoiquede I'Ovenhrust margeouest-am6ricaine. - These d'Eiai UniV. Paris 6. Belt(Cordilleres nord americaines. Etats-Unis). Ages "K-"Ar et signification geodynamique. - Bull. SOC.geol. 300 PP. France, (5). 3, 5-6. 620-627. KLLIEN. A. (1980). - Etude geologiqued'un segment de BUREAU.S. (19%). - Stratigraphie. sedimentologic. diage- I'(( OvennrustBelt)) des Cordilleres de I'Amerique dU Nord : I'Utah centro-meridional. USA. TheseSCi. UnIV. nese et paleogeographie du (1 Madison Group n, Missis- - sippien. dans I,((Ovenhrust Belt n de I'ouest du Wyoming. Brest, 251 pp. Etats-Unis. - These Doci. Sci. Univ. Paris-Sud, Orsay, VILLIEh. A. (1984). - Central Utah deformation belt. - PHD 302 ..pp. thesis Univ. Colorado, 345 pp. LES LINEAMENTS DU TEXAS ET CALTAM ENTRE CORDILLERES AMERICAINES ET SIERRAS MADRES MEXICAINES : NATURE, ORlGlNE ET EVOLUTION STRUCTURALE

THE TEXAS AND CALTAM LINEAMENTS FROM THE AMERICAN CORDILLERA TO THE MEXICAN SIERRAS MADRES : NATURE, ORIGIN AND STRUCTURAL EVOLUTION

Marc TARDY, Rene BLANCHET et Matthis ZIMMERMANN

TARDY. M.. BLANCHET. R. & ZIMMERMAIUN. M. (1989). - Les lineaments au Texas etCaltam entre Coraill6res ambricaines et Sierras Madres mexicaines : nature. origineet evolution structurale [The Texas and Calramlineaments from the American Cordillera to rhe Mexican Sierras Madres : nature. origin and structural evolution]. - Bull. Centres Rech. Exp1or.-Prod. Elf-Aquitaine. 13,2. 219-227. Sfig.: Boussens. December 4. 1989. - ISSN : 0396-2687. CODEN : BCREDP. Along with the Lewis ana Clark Lineament (BILLINGLEY& LOCLE. 1939)in the northern pan ofthe US Cordillera.the Texas Lineament (ALBRmON & SMITH. 1957)and the Caltam Lineament (TARDY, 1978) have been aebnedas major N12CPE trending structural features that cross the North American continent from the Californian Transverses Ranges to the Gulf of Mexico (Fig. 1). Tnese wo meridional crustal fractures deflne a 150 km-wide tectonic zone straddling the American-Mexican international border. Thisarea is considered to beone of the key points for an unaerstanding of the geodynamic evolution of the US and Mexican Cordillera : the changeover from the American Overthrust Belt and Rockiesto the Mexican Sierra Madre Oriental is tnodght to be located within this complex zone. Tnis paper discusses the structural evolutlon of this area bomdea by the Texas ana Caltam Lineaments. from its probable Dim at the ena of the Paleozoic orogeny dp to the Neogene extensional 'Basin and Range. event. The Texas Lineament (Fig. 1) is thought to represent a major Structural feature according to'MuEtBERGER (1965). Buried under a thick Cenozoic sequence made of volcanics and detritic sediments aeoloaically acauainted with the *Basin and Range. andSierra Maare Occidental tknia; events. 'its morpnostrllcturalexpression- is outlinea oya N12CPE-trending plain, lying from LasVegas (Nevada)to El Paso (Texas) :

the wo~ Mesozoic ~~~~~ ~ US ~ Cordillera lthe Overthrust Belt ana tne Southern Rockies1 are sharply disrupted and stop dead 'in this area. also Known as -the Las Vegas-El Paso Gap"(NYOEGGER. 1982). Further East, throughput western Texas. this lineament is responsible for theoffset of the Paleozoic Appalaches - Ouachita - Marathon. thrustbelt in the Sierra Diablo area. The Caltam Lineament (Fig. 1) nas a more diffuse morphostructural expression : it runs East- Northeasward from California toTamaulipas throughout northern Mexico in an area covered Dy tne thiCK sequence of tertialy ignimDrites of the Sierra Madre Occidental.Only a fewstructural sections have been identified including the Mojave-Sonora Megasnear (SILVER&ANDERSON. 1974) and the Coanuila Fault (MCKEE &JONES.1979). These faults outline the nonhern Iimlts of tne Mexican Coahulla and Aldama carbonate platforms. Sanawiched DeWeen these two subparallel major crustal lineaments are Several geological provinces : on the one hand, 3 Mesozoic tethysian basins are known. one from east to west. the Sabinas ana tne Cninuahua ana Bisbee-l, Bar Dasins: on the other hand, there are2 tectonic belts resulting from the .laramidea structural evolution of these basins. These are : to the east. tne wrench-trusted New Mexican Cordilleran Foldbeltand to thewest. the complex SE Arizona tectonic Deltmade of several meramorphised and volcanic tectonic units tnrdsted. folaed and imbricated

0396-2687/89/M)13-0219 $1.80 0 1989SOC. Nat. Elf Aquitaine (Production). F-31360 Boussens 220 M. TARDY,ZlMMERMANiv M.R.BCREDP BaNCHET ET 13 (1989)

Althouah tnese structural elements are scattered over a large area fbecause of the 'Basin an; Range. teniary extensional event). a tectonic evoiution ofrhe Texas and CaltamLineaments thro~~ghoutgeological times nas been established from field observations in nonhern Mexico. westernmost Texas, southwestern New Mexico and soutneastern Arizona. - Initiatedat the end ofPermian asa trans-continental fracture. the Texas Lineament is tnought to De the result of the Pangea DreaKup (DALMAYRACet a/.. 1977).

~~~ ~~~ Km-lono dextral ~~~ of ~ ~ ~ "Aooalaches-Ouachit~-M~~~th~~" The 2W offset tne ~ ~ ~ Permian ~ I ~~ ~~ ,~,~ thrdstbelt along me Texas Lineament is inferrea from this tectonic event (Fig. 5) - Dbring tne Upper-Jurassic ana Lower-Cretaceous time (Fig. 4). the Sabinas. Chihuahua and BisDee-U Bar 1etnvs;an basins were created witnin a tran~continental transtensional system Dounaed Dytnese lineaments (BILOOEAU. 1978 ; MCKEE& JOhES. 1979 : TARDY.1980). In between El Pasoand Corpus Christi (Texas). the Texas Lineament is tnought 10 have been inactive at tnis time (M~E~LBERGER.1965) : as? res~At.me whole lateral displacement occurs along the Caltam Lineament ana it 8s estimated that the lateral offset ;s 750 km in lengtn (SILVER& A~DERSO~.1974 : TARDY. 1980). This lineament is tnought to represent a wrench fault related to the opening ofthe Gulf of Mexico at tne western end of me CarribeanTethys (TARDY. 1980: CARFA~TAN.1986: STEPHAW era/.. 19891. - From Late Cretaceous to Lower Eocene (aoring the "laramide" orogeny). these lineaments had a considerable influenceon tnese structures. In the otner pans of the US Cordillera1esDeciallv along the Lewis ana Clark Lineamentsl. faults. thrusts. wrench faults ana related-folds are thought to have Deen generated as a result of movement on alarge wrench fault area. Tne tectonic inheritance ofthe crustal lineaments is outstandina : structures are closelv relatedto these oaleo-directions that are thought stwcturally. io represent weakness& in crustal zones: Thus. the Mesozoic sedimenisof the tethysian Dasins are mrusted Inroughout nonnern Mexico in a transpressional system with double vergency (Fig.3). In southwestern New Mexico and soutneastern Arizona. alona the Texas Lheament. a leftlateral wrench-fadtino moael combkea with major vehcal uplift along FI12OoE-trending boundary faults 6 inferred. - Upper Eocene-Oligocene. During this period. the lineaments are Structurally dormant. Tney are buried under me volcanic sequence of the Sierra Madre Occidental which in places is up to 1 OOO m thick and is related to the subduction of the Farallon Plate ATW WATER. 19701. - Neogene ('Basin and Range" tectonic event). Tne western part of the Texas Lineament is considerea to be an active transfer fault (Fig. 2) in Deween tne "Basin and Ranae" and the Rio Grande rift extensional nrovinces ~MICHELNOEL & ANGELIER. 1989). Thk present morpnology throbgnout southwestern USA and northern Mexico is me resdt of tnese extensional faulting events. Along with the Lew;s and Clark Lineaments. the Texas and Caltam Lineaments are mo~~ghtiorepresent one of the majorstructural features of the Nonh American continent. The transition beween the US Cordillera and the Mexican Sierras Madres takes olace within a comnlex structural zone boundedDV these two crustal lineaments. Initiatedauring the Panbeabreakup. they controllea ihe tectonicand stratigraphic evo1ution of an entire area. It proviaes an excellent example of a basement tectonic heritage related to a broad poly~tructuralwrench zone active throughout geological times from late Paleozoic to present. Marc Tardu. DdDanement de Gdolooie. Laboraroire de G4odvnamioue. Universire! de

...... - .. .. -. .

Einstein. F-Ci ~~ Denver. Colorado. USA. - September 12. 1989 Key words : Lineaments. Transform Faults. Laramide Orogeny. Plate Tectonics. Texas. Arizona, New Mexico. Texas Lineament. Caltam Lineament. Transpression.

RESUME principalemem au long au lineament Caltam. est alors celui d'une failletrahsformante. transcontinentale. senestre. au rejet horizontal de 750 km: Les lineaments du Texas et Caltam. aux limifes a'une bande de fractures crustales large de 150 km et longue de 2023 km entre le - deformation en transtension ae la zone de fracture et des Golfe du Mexique et les chaines catieres californiennes. ponent et bassins qu'elle pone et genese d'un 6dif;ce laramien transverse au enserrent des ensembles geologiques varies et poly~truct~re~. Cretace term;nal-Paleocene: Leur analyse reirotectonique gloDale permet de reconstituer les principales Btapes de la geoaynamique de cette Irontiere lineaire qui - jeu en faille de transfen de la panie du lineament du Texas longeant le Plateau au Colorado,lors de I'extension neogene du &pare les Cordilleres americahes aes Sierras Madres mexicaines. Sont soulign6es les principales &rapes suivantes : Basin and Range. - genese des failles crustales (aecrochantes aextres) lors de la fracturation de la Pangee a la fin du Permien: Mots-clefs : Lineament. Faille transformante. Orogenie Laramienne. - redtllisationaes cassures lors de lowenure duGolfe du Tecronique Plaque. Texas. Arizona. Nouveau-Mexique. Lineament Mexique,au Jurass;que superieur-Neocomien. Leur fonctionnement. Texas, Lineament Caltam. Transpression. BCREDP 13 (1989) LES LlNEAMEhTS DU TEXAS ET CALTAM 221

TABLE DES MATIERES - CONTENTS km. par des structures variees (failles decrochantes, plis en echelons.failles inverses. failles en echelons),generees INTRODUCTION ...... 221 depuis le Precambrien. La longuebande (plus de 2000 km !), orientee N120oE compriseentre les lineaments du Texas etCaltam dans la plate-forme nord-americaine. presente. de la m6me maniere, unegrande complexite s~ructurale nee de la superposition 2. - LES JEUX DES LINEAMENTS DI, TEXAS ET CALTAM dans le temps et dans I'espace d'evbnements tectoniques et OEPUIS LE PERMIEN. APERCU RETROTECTONIQUE - paleogeographiquesdifferents. Une meilleure comprehen- MOVEMENTSALONG THE TEXAS AN0 CALTAM Sion de la nature, des3ges et du fonctionnementde ces LINEAMENTS SINCE THE PERMIAN...... 222 lineaments necessite. la encore, une approcne retrotectoni- 2.1.Au Neogene. durant la tectonique distensive db quedes structures qu'ils portent et enserrent. Celle-ci sera Basin and Range - During the extensional Basin Tentee apres qu'une description generale des lineaments et and Range Neogene recronics ...... 222 de la bande lineamentaire ail ere faite. 2.2.L'EocBne superiebr-Oligocene - LateEocene- Oligocene ...... 223 2.3. Du Cretace terminal A ~'Eocene inferieur. durant la rectogeneselaramienne - During rhe Upper Cretaceous-Lower Eocene laramide orogeny...... 223 2.4. Au Jdrassiquesuperieur-Cr6tace inf6rieur. durant I'ouvenure des bassins de Sabinas. Chihuahua et Bisbee-U Bar. - During rhe UpperJurassic-Lower Creraceous opening of the Sabinas, Chihuahuaand Bisbee-U Bar basins...... 224 2.5. Au Permien superieur. durant la fracturation ae la Pangee - During the Pangea breakup ...... 224 - CONCLUSION ...... 3. .. 224 4. - REFERENCES ...... 226

INTRODUCTION

L'un des traits morpnostructuraux saillants des Cordilleres ouest-americaines est leur segmentation par des lineaments transverses WIU,W-ESE (Fig. 1). Pres de la frontiere entre le Canada et les Etats-Unis, le lineament de Lewis and Clark (BILLINGSLEY& LOWE. 1939) ou lineament du Montana (WEID- MAN. 1965). separe les Cordilleres canadiennes des Cordille- resamericaines de tellesone que Montagnes Rocheuses canadienneset Montagnes Rocheusesdes Etats-Unis ne sont pas la suite les unes des,autres (AUBOLIIN et a/., 1986). Pres de la frontiereentre les Etats-Unis et le Mexique. les Cordilleresarnericaines sont separees des Sierras Madres mexicaines par une bande de 150 km de large. s'allongeant dela Californie aux cbtes du Golfe du Mexique.dont les structuresgeneralernent orientbes N120oE sontfonement obliques par rapport aux structures arnericaines e7 mexicai- nesplus rneridiennes. Aux lirnites de cette bande. ont et6 decrirs : au nord, le lineament du Texas (ALBRI~ON8. SM,T~, 1957).qui. en longeant la bordure meridionale du Plateau du Colorado, interrompt les grandes Structures des Cordilleres arnericaines("La Vegas - El Paso gap" ; NYDEGGER.1982) ; FIGURE1 au sud. lelineament Caltam (de Californie et Tamaulipas. Presentationdes grands lineaments transverses des Cordilleres etatsamericain et rnexkain a sesextremites; TARDY,1978) ouest-americaines. 1 : volcanisme calco-alcalin du Teniaire inferieur dont le trace. plus difficile a suivre. a cependant &e precise etmoyen: 2 : chevauchements aes orogeneses Sevier (O.T.B.) e1 laramienne: 3 : ceinrure laramienne caracterlsee par des ecailles de a travelsle sud de la Californieet les &tats mexicains de socle et des plis de fond. B.B.0. : Dassinde Bisbee-U Bar: B.C. : Sonora("Mojave-Sonora Megashear" : SILVER& ANDERSON, bassin de Chihdanua: B.S. : Dassin de Sabinas: C: Cnihuahua: C.C. : 1974) etde Coahuila("Coahuila Fault" : MCKEE& JONES, Corps Christi: E.P. : El Paso: L.B.S. : lineamenr Boquilles Salinas: 1979). L.V. : Las Vegas: O.T.B. : Ovenhrusr Belt. Presenrarion of the major rransverselineaments of thewesrern Dansle cas du lineamentde Lewis and Clark, il a ete American Cordilleras. 1 : Calcoalkaline volcanism of the Lower and montre (BLANCHETet a/.. 1986) qu'il correspondait a une zone Middle Tertiary: 2 :Sevier or Laramide rhrusr faults: 3 :Laramide belr dedecrocnements polystructuree s'exprimantdans la bor- of basement uplifrs. B.B.U. : Bisbee-U Bar basin;B.C. Chihuahua basin: B.S. : Sabinas basin: C:Chihuahua: C.C. : CorpusChrisri: durede la plaquenord-americaine sur une largeur de E.P. : El Paso: L B.S. : Boquillas Salinas lineamenr: L.V : Las Vegas; plusieurs dizaines de kilometres et sur une longueur de EUO O.TB. : OveRhrusr Belr. 222 M. TARDY, R BLANCHET ET M. ZIMMERMANN BCREOP 13 (1989)

1. - SITUATION ET PRlNClPAUX TRAITS STRUCTURAUX unitesfaites de formations volcano-sedimentaires triasico- DES LINEAMENTS DU TEXAS ET CALTAM jurassiquesdeformees et metamorphisees). comparable a celui des parties internes (occidentales) de I'Ovenhrust Belt du Nevada (AIIBOUIN era/.. 1986). Le lineament du Texas, selonMuEHLaERGER (1965). est une Au sua du lineament du Texas, d'Arizona a Chihuahua. les discontinuite structurale majeure. de direction ESE-WNW. qui ensembles structuraux precedemment evoques sont affectes se suit, auTexas entreCorpus Christi et ElPaso. sousles par la distensiondu Basin and Range (Fig.2) dont les dep6ts cretaces et teniaires et se prolonge ensuite a travels premierseffets ont ete datesde I'Oligocene. Le lineament le SW au Nouveau-Mexique et le SE de I'Arizona jusqu'aux Caltam.par difference. ne represenre pas une limitepour environsde LasVegas, (Nv).(Fig. 1). Son expressionmor- cette tectonique extensive qui se poursuit loin vers le sud au pho- structurale est majeure entre El Paso et Las Vegas ob Mexique (STEWARD,1978). s'interrompent brusquement les grandes unites structurales desCordilleres americaines : Montagnes Rocheusesmeri- II appara7t ainsique les lineaments du Texas etCaltam dionales.Plateau au Colorado et Ovenhrust Belt. Entre El sontdes traits structuraux majeurs affectant le continent Paso et Corpus Cnristi. elle est discrete et sa presence ne se nord-americain at, Golfeau Mexique aux Chainesc6tieres decouvre.sous la couvenuresedimentaire mesozoique et ouest americaines. c'est-a-dire jusqu'a la paleo-marge active cenozoique.que dans le aecalage senestre des ceintures pacifique. Selon I'endroit et IEge des ensembles geologiques orogeniquesgrenvillienne et paleozoique. On peutcepen- qui viennent a leur contact, leurs expressions morphostructu- dant Iui rattacher des fractures subparalleles ayant fonctionne rales sontplus ou moinsmarquees. Ceci estune conse- auMesozoique et Cenozoique. plus ausud. comme la quencede leur fonctionnement polyphase dont on peut Hillside Fault le long au Rio Grande (MUEHLBERGER. 1980)ou essayer dereconstituer les jeuxsuccessifs en suivant un le lineament Boquillas-Salinas (TARDY, 1980) en limite sud des calendrier retrotectonique. du Neogene ab Permien. plates-formes carbonatees du Burro et du Diablo. Le lineamentCaltam est me discontinuitestructurale lineairepratiquement parallele et comparable au lineament du Texas : on lesuit dans le norddu Mexique entre 2. - LES JEUX DES LINEAMENTS DU TEXAS ET CALTAM Monterrey. (N.L.) etChihuahua, (Ch.). II s'agit alorsde DEPUIS LE PERMIEN. APERCU RETROTECTONIQUE fractureslimitant au nora les plates-formes carbonatees mesozoiques de Coahuila et de Aldama. avant-pays peu ou pasdeforme de la Sierra MadreOrientale. Au-deb au C'estau coursdes principaux evenements geodynami- plastron ignimbritique tertiaire de la Sierra Maare Occiden- qdes de I'histoire geologique de I'Amerique du Nord queI'on tale qui le masque, le lineament se poursuit au-travers de la peut caracreriser les jeux passes des deux accidents linea- panie nord de I'Etat de Sonora jusqu'au sud de la Californie mentaires. ob il decalede maniere senestre les ensembles precambriens et paleozoiques. On le designe alors sous la terme de 'Mojave-SonoraMegashear" (SILVER & ANDERSON,1974: ANDERSON& SILVER. 1977 : SILVER et a/., 1977). 2.1. AU NEOG~NE.DURANT LA TECTONIQUEDISTENSIVE DU BASIN AND RANGE Dans la bandeBtroite comprise entre les deux lineaments, plusieurs ensembles geologiques sont presents. Ce La seule partie du lineament du Texas alors active est sont. du Golfe du Mexique vers le sud de la Californie ; comprise entre El Paso. (Tx). a la terminaison sud du rift du - les bassins mesozo'iques de Sabinas, de Chihuahua Rio Granae surimpose aux Montagnes Rocheuses meridiona- et de Bisbee-U Bar(Rosaz. 1989). aux formations sedimentai- les(Cabezas. 1989) et la Iimiteorientale du Grand Bassin res deformees et donnant. aans les deux premiers cas. des surimposee au front de I'Ovennrust Belt, dans la region de chaines de montagnes disposees obliquement entre les deux Las Vegas (Nv) (Fig. 2). Elle fonctionnait alors en systeme de lineaments: failles a rejet vertical permenant la surrection de la bordure - la "New Mexican Cordilleran Foldbelt" qui, a partir de meridionale du Plateau du Colorado qui domine aujourd'hui El Paso jusqu'a I'Arizona. affecte le bassin de Bisbee-LI Bar leBasin and Range des panies sud de I'Arizona et du et montre des structures plissees et chevaucnantes NllOo a Nouveau Mexique et a rejet lateral globalement dextre dont N120oE deverseesvers le NNE ou le SSW. Apres que des temoigne la Las VegasValley Shear Zone(LONGWELL, 1974) auteurs aient interprete ces structures en termes de nappes a son extremite WNW. De maniere generale cette partie du decharriage deversees versle nora-nord-est prolongeant lineament du Texas avait. au Neogene. enquelque sorte I'Overthrust Belt (CORBITT&WOODWARD, 1973 : DREWES.1978. valeur de faille de transfert (MICHELNOEL & ANGELIER.1989) 1981 et1982: WOODWARD& DUCHENE,1981) ou en termes adaptantles taux d'extension inegaux entre le Plateau du d'ecailles de socle dans le style des Montagnes Rocneuses Colorado et les Montagnes Rocheuses meridionales (exten- americaines (SEAGER& CLEMONS.1982: SEAGER.1983: SEAGER sion faible. pratiquement limitee au Rift du Rio Grande) et la & MACK,1986 ; VROWN& DYER,1987). Rosaz (1989) propose panie meridionale du Basin and Range (extension forte dans qu'ils'agit de structures en fleurs. decrochevaucnantes, les parties sud de I'Arizona et au Nouveau-Mexique et dans exprimbes sur d'anciennes failles de socle, ecrasees lors des I'ensemble au Nora du Mexique). phases compressives cretacees et teniaires: Durant cette m6me perioae. le lineament Caltam qui ne - I'edificedu Sud de I'Arizona oh I'on reconnait un limite enaucune maniere vers le Sud I'extension du Basin empilementd'unites mises enplace au Cretace moyen- anaRange, avait un comportementpassif. Desetudes superieur(unites chevauchantes de socle et decouvenure microtectoniques realisees sur son passage, pres de Chihua- issuesde la plate-formenord-americaine. associees a des hua. Chihuahua (CHAULOT-TALMONT, 1984) ont montrele simple "Metamorphic CoreComplexes", a la base, supportant des rejeu. de ses fractures. BCREDP 13 (1989) LES LINEAMENTS DU TEXAS ET CALTAM 223

sub-meridiennes des Montagnes Rocheuses americaines. Au suddd lineament Caltam, au-del8des plates-formes d'Al- dama et de Coahuila sur lesquelles elles sont deversees. leS nappes de couvenure de laSierra Madre Orientale ont et6 misesen place au Paleocene (TARDY.1980). Montagnes Rocheuses ambricaines (elles comprennent les monts ha- mie qui ont donne leur nom a la pnase laramienne) et Sierra Madre Orientale, nien que de geologie et de styles teCtOni- ques diffbrents. sont donc des edifices laramiens syncnrones. plus recents que I'OverthrustBelt plus occidental. ne des mouvementstectoniques tangenriels jurassiques et cretacees. Entre eux. la marque structdrale des lineaments du Texas et Caltam est significative de leur componement durantcette periode compressive, Soumises aux contraintes laramiennes dedirection quasiment est-odest, leszones de faiblesse crustaleque sont lesbassins de Sabinas. Chihuahuaet Bisbee-U Bar ouvens au JuraSSique sup8rieur-Creracb entre leslineaments (en fait entre le lineament Caltam et le lineament Boquillas-Salinas pour le bassin de Sabinas). sont Bcrases. Les couvenures mesozoiques. decollees aux niveaux degypses jurassiques et albo-aptiens. sont deformees en plis NlvW-SSE qui sunissentau voisinage des lineaments. des torsions d'axes systematiques pour acquerir des direc- tionsparalleles aux anciennesfractures. Elles sont d'autre part, affectees de chevauchementsa double deversement. vers le nord-est sur les plates-formes du Burro et du Diablo etvers lesud-ouest sur celles de Coahuila et d'Aldama (Fig. 3). Ce sont d'ailleurs ces chevauchements bordiers qui

MEXlQUl 30" 30" 0 300 km

tzoo 1100 10

FIGURE2 Relation entre Ihbament du Texas et distribution des failles distensi- ves du Basin and Range aux Etats-Unis et au Mexiqde. C : Cninua- nua; C.C. : Corpus Cnristi: E.P. : El Paso; G.B. : Grand Bassin: L.V. : Las Vegas: R.R.G. : Rift du Rio Granae. Relation beween the Texas lineament and the distribution of late Cenozoic Basin andRange extensionalfaults in western NOR^ AmBrica. C: Chihuahua: C.C. : Corpus Chrisri: E.P. : El Paso; G.B. I Grant Basin; L.V : Las Vegas: R.R.G. I Rio Grande Rift.

2.2. L'EOC~NESUPERIEUR - OLIGOCENE

Cest une etape d'inactivite pour les lineaments. Ceux-ci. dansleurs parties occidentales. en Arizona.ad Nouveau- Mexique et dans le lvord du Mexique. sont recouvens par un impressionnantempilement (jusqu'a 1 OOo m d'epaisseur dans la Sierra Madre Occidentale du Mexique) de volcanites (andesites, ignimbrites. basaltes) dont la genhse est liee a la FIGURE3 sunduction de la plaque Farallon (ATWATER.1970). Presentation des grandes structures formbes entreles lineaments du Texaset Caltam aurant I'orogenhe laram;enne. B.C. : bassinde Chihuahua: B.S. bassin de Sabinas: B.U.B. : bassin de Bisbee-U Bar: 2.3. DU CRETA& TERMINAL A L'EOC~NEINFERIEUR. DURANT C : Chihuahua: C.C. : Corpus Chrkti: E.P. : El Paso: L.B.S. : linbament Boquillas Salinas: L.V. ; Las Vegas: O.T.B. : Ovenhrvst Belt: P.A. : LA TECTOGENtSE LARAMIENNE plate-forme d'Alaama:P.B. : plate-forme do Burro: P.C. : plate-forme de Coahuila: P.D. : mate-forme du DiaDlo. Linfluence des lineaments sur la genhse des structures Presenrarion of the majorlaramide strucrures controlled by the Texas compressives est remarquable. Aunord du lineament du and Caltam lineaments. B.C. : Chihuahua basin: B.S. :Sabinas basin: B.U.B. : Bisbee-U Bar basin: C: Chihuahua: C.C. : Corpus Christ;: Texas et jusqu'au lineament de Lewis andClark la tectonique E.P. I El Paso; L.B.S. : Boquillas Salinas lineament; L.V : Las Vegas: laramienneengendre de vastes plisde fond en genod. a 0.TB. :O$enhmsr Belt;P.A. :Aldama platform: P.B. :Burro plarfonn: coeur precamnrien. limit& par de profondes failles inverses P.C. : Coahuila platform; P.U. : Uiablo platform. 224 M. TARDY, R. BLAEICHET ET M. ZIMMERMAW BCREOP 13 (1989) permettentde suivreaujourd'hui les emplacements des S'il est vraisemblable que la panie du lineament du Texas lineaments dans le nord du Mexique. Au Nouveau-Mexique (ausens MwhtaEriGER. 1965) compriseentre El Paso et eten Arizona. a I'emplacement du Bassin de Bisbee. la Corpus Cnristi ab Texas et scellee par les deptrts neocomiens deformarion laramienne revet un style different; des structu- a tertiaires. &air alors inactive, I'essenriel des decrochements res enfleurs orientees N120oE signalent la presencede senestress'effectuait lelong du lineament Caltam.En se fractures profondes rejouant. endecrocnevauchements se- referant aux decalagesdes elements homologues precam- nestres (ROSAZ. 1989: SOSSON.1989). briens de Californie et de Sonora (SILVER & ANDERSON,1974) C'esr donc a la faveur de I'ecrasement laramien oblique ainsique paleozo,ques de Cnihuahuaet deTamaulipas des bassins ouvms entre les lineaments que na?. en trans- (Fig.5) au Mexique (TAROY.1980) on evalue ce jeu senestre pression. une veritable cnahe de montagnes. intracontinen- jurassique superieur et neocomien a 750 km. tale, transverse. s'etendant du Golfe du Mexique a I'Arizona Un deplacementd'une telle ampleur a rendu possible etatteignant des parties inrernes des Cordilleres ouest- I'ouverture du Golfe du Mexique en bobt deI'Ocean tethysien americaines marquees par des evenements tectoniques plus des le Jurassiquesuperieur (TARDY,1980: CARFANTAN. 1986). precoces, cretaces er jurassiques. sibien qu'acene periodede son histoire. lelineament Caltam avait valeur de faille transformante transcontinen- taleentre le Golfe du Mexique en cours d'ouvenure et la 2.4. AU JURASSIQUE SUPERIEUR - CRETACE INFERIEUR. marge active paleo-pacifique (ST~PHAN et dl., 1989). DURANT L'OUVERTURE DES BASSINS DE SABINAS, CHI- HUAHUA ET EISBEE-U EAR 2.5. AU PERMIEN SUPERIEUR, DURANT LA FRACTURATION DE Leur disposition en echelons entre les lineaments (Caltam LA PANGEE et Boquillas-Salinas pour le bassin de Sabinas. Caltam et du Texas pour les autres) et la contemporaneite de leur genese Dans sa panie texane. entre El Paso et Corpus Christi. le avec lejeu dbcrochant du lineament Caltam (ce dontte- lineament du Texas (MLIEHLBERGER. 1965) est demeure inactif moignent d'epaissesaccumulations de deptrts clastiques depuis son premier jeu. a la difference des fractures qui lui syntectoniques le long de ses failles actives: BILODEALI,1978 sontparalleles au sua(lineaments Boquillas-Salinas et : MCKEE &JONES,1979) ont permis de les interpreter comme Caltam par exempie). Sous la couvenure cretacee et tertiaire. desbassins intracontinentaux ouvens en pull-apart (Fig. 4) a sa faveur. les fronts cnevaucnants permiens des tronGons dans "ne zone en transtension (TARDY.1980). Marathon et Ouachita de la cnaine paleozoique. son1 dkcales de maniere dextre. de plus de 200 km (Fig. 5). Le decalage affecte de la meme maniere et d'autant la ceinture grenvillienne siruee. dam lesud desEtats-Unis. aufront de la chainepaleozoique, sans quen'aient et8signales encet endroirdes enregisrremenrs de cettefracturation dans les depbts ou les structures precambriens et paleozoiques. De cefait iI parait prooaoleque lespremiers jeux de cette fracturation transverse aux chahes grenvillienne et paleozoique du Texas ne soit pas plus anciens que le Paleozo'ique terminal. Ce jeuuecrochant dextre de la panie ESE du lineament du Texas (comme celui de la fracture transverse qui decale les fronts Ouachita et Appalaches) a u'ailleurs ere rapporte a I'episode fini-Permien de fracturation generale de cette panie americaine de la Pangee (DALMAYRACeta/., 1977). I1 est ainsi probablequ'a I'origine des lineaments longeant la frontiere entre les Etats-Unis et le Mexique existait une zone de failles fini-permiennes. Nes de cette fracturation. I* les accidents crustaux ont connu durant le Mesozoique des reprises d'activite variables selon les bpoques et les endroits. comme nous I'avons evoque precedemment.

3. - CONCLUSION

FIG~RE4 Representationsch6rnat;que aes bassins ouvens en pull-apan au Envisagee a I'ecnelle du continenr nord-americain. la Jurassiuue suoerieur-Neocomien. le lonu de I'accident transformant oande transcontinentale, compriseentre leslineaments du Caltam..B.C. : bassin de Chihuanua: 6,s.': bassin de Sao;nas: B.U.B. : bassin de Bisme-U Bar; L.B.S. : lineament Boqu;llas-Salinas: PA, : Texas et Caltam. veritable frontiere geologique naturelle entre plate-forme d'Aldama: P.B. : plate-forme du Burro: P.D. : plate-forme Cordilleresamericaines etSierras Madres mexicaines.ap- du Diabla. parait commeune limite geodynamique polyphasee fon Srructural sketch map of the Late Jurassic-Neocomian pull-apaR complexedonr seule I'analyseretrotectonique permet de basins along theCaltam transform fault. E.C. : Chihuahuabasin: reconstituer les etapes de son histoire. B.S. : Sabinas basin: B.U.E. : Eisbee-U Bar basin: L.E.S. : Boquillas- Salinaslineament: PA. : Aldamaplatform: P.B. : Burro platform: Une premiere approche retrotectoniquetres generale. que PD. : Diablo plafform. d'autres analyses plus localiseeset plus precises, comme

226 M. TARDY, R, BIANCHET ET M. ZlMMERMANN BCREOP 13 (1989)

- I'impactoblique descontraintes laramiennes sur les - In CALLENDERJ.F.. WILT J.C. & GLEMONSR.E.. pa?.) : fracturescrustales et les bassins a inauitles structures Landof Cochise. - NewMexico Geol. SOC.. 29' Fteld transpressives adaptees (structures en fleurs, edifices plisses Conf. Guidebook. 209-214. a double deversement. ...) d'une veritable chaine laramienne BLANCHET.R.. TARDY,M.. GOLIRONNEC,Pn., HOLILGATE,E., Houznv. transverse courant du Golfe au Mexique au Sud du Plateau J.P.. TOURDU PIN, H. de la. ZIMMERMANN.M.A. (1986 duColorado et interrompant brutalement a El Paso. les Tectoniquede I'Ovenhrust Belt au Montana (U.S.A.1: 1 MontagnesRocheuses americaines de m&me age. II s'agit Bull. Soc. geol. France, (81.,. 2.. 5.767-776. A I'bchelle du continent nord-americain d'un veritable relais BROWN.M.L. 8, DYER,R. (1987). - Mesozoicgeology of transpressif laramien entre Cordilleres americaines et Sierras NonhwesternChihuanua. Mexico. - Arizonageol. SOC. Digest 18. 381 -394. 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Pascal CABEZAS

CABEZAS. P. (1989). - Les Montagnes Rocheuses mbridionales au centre-ouest au Nouveau-Mexique : les structures laramiennes et leur inflbence sur la distension du rift du RioGrande. [The southern Rocky Moonfains in west-central New Mexico: laramide sfrucfwes and their impact on the Rio Grande riff exfension]. - Bull. Cenrres Rech. Expior.-Prod. Elf-Aquifaine,13.2. 229-245. 12fig.: Boussens. December 4. 1989. - lSSN : 0396-2687. CODEN : BCREDP. INTRODUCTION Tne study area lies in the western Llnitea States, near Socorroin west-central New Mexico. This Study aeals witn an investigation of part of the IJ S Cordilleran foreland at the Doundary Detween the Colorado Plateau and the southern Rocky Mountains. which are maskea in pan by the Mio-Pliocene Rio Grande rift. Tnis area is charac- terizedby overprinted tectonics. compressive during the Late Paleocene-Eocene ROCKY Mountains compression and extensive ddring the Late Oligocene to Present Rio Grande riftina. Tne main aim of tnis studv is to aetail tne structural framework. anamore precisely tne style ana timing 6ftne Rocky Mountain aeformation: Extensionaltectonics related to theopening of the rift as well as thegeometric relations between the Rocky Mountains ana rift structures have also been examined. STRATIGRAPHY The study area includes. overlying the Precambrian Dasement:a panially complete stratigrapnic sequence of rocks ranging in age from Mississipplan to Quaternary: - Mississippian rocKSare locallypresewed Deneath tne Pennsylvanian. Plate- form-type cammates seaimentation predominated during tne Pennsylvanian which represents a completesedimentary cycle. Permian consists of epicontinentaland evaooritic ~~~ deaosits.~ ~ .~~ I~ - Followinga generalizea regression at the end of the Permian. Triassic and Jurassic rocks became both continental. Tney pincn outto the soutn below the Upper Cretaceous~~~~~~. - Only Upper Cretaceous rOCKS are present in the stuay area. They consist of epicontinental deposits representing wo sedimentary cycles. the first from Cenoma- nian to Middle Turonian and tne second from Uwer.. Turonian to Coniacian. - Followingtne ROCKY Mountainscompression Middle to LateEocene basins wereemplaced. Tne Baca Formation. deposited in thebasins. seals tne Laramide structures, - From Late Eocene to Late Oligocene, large amomts of calc-alkaline volcanic and volcanaclastic rocks were emplaced. - From Miocene to Present. me histoly of tne region is closely related to tne opening of me Rio Grande rift. Tne Miocene Popotosa Formation fillea earlyrift basins andtne Pliocene Sierra Laarones Formation the later ones. Bofhformations are continenfal. Contemporaneous magmatism is alkaline or tnoleiiric.

0396-2687i69/0013-0229 $3.40 0 1989 SOC. Nat. Eli Aquitaine (Production). F-313M) Boussens 230 P. CABEZAS BCREDP 13 (1983) .TECTONICS The preaominantly Neogene Rio Grande rift opens in me hean of the southern ROCKY Mountains as an overprint on older tectonic features of Laramide and earlier periods. Three main stages of deformation nave been recognized. a Pennsylvanian to Lowermost Permian stage. a Late Paleocene to Eocene (Laramide) stage and a Late Oligocene to Present (Rio Grande rift) stage. - Pennsvlvanian to Lowermost Permian tectonics Evidence of Paleozoic tecionics is mainly stratigraphic. Thickness trends showthat the Pennsylvanian snelf was interruptea by nonn-trenaing uplifts. Detailed analysis of the structural swle of [ne Pennsvlvanian wlift is not nassible with the data we have ai present. - Late Paleocene to Eocene tectonics Thisregional stddy empnazises the previously neglectea role of the Rocky Mountain compression stage in the Socarro area. Fiela mapping along with structural investigations and the study of me COCORP seismic line allow us to dtstinguish two main stages of deformation : .Late Paleocene to Lower Eocene deformation : followina thismain siaae of compression three main structural features can be identified. Fiom east to wesi. the Great Plains and the southern Rocky Mountains and the Coloraao Plateau. This stage is characterized nv the stackina of crustal slices and related thin-skinned deformation in the sedimentarjcover. It is Gbvious thattne Socorro region belongs to the southern Rocky Mountains. As a maner of fact. the structural style displayed in tne study area is similar to what is seen fmner nonh in me Rocky Mountains. Tne Midale to Late Eocene stage appears to ne less important than the Early Laramide stage. It is responsible for the emplacement of right-lateral strike slip faults along me eastern margin of the Colorado Plateau. - Late Oligocene to Present Tectonics : The Rio Grande rifting Riftingnegan in LateOligocene time when regional extension reactivated the southernRocky Mountains. COCORP datasuggests that nocmal faults known in the surface do not extend aeep into the crust but only reacn mo a regional low angle ((detachment surface 8 corresponaing to the Laramide reverse faults. This indicates that Laramide crustal thrusts nave been reactivatea as listric faults during the rifting. The Late Oliaocene IO Lower Miocene steo nas been nreciselv dated west of Socorroby the inirusion. along north-trenaing 'normal faulis of numerousdykes. Basinsare filled with theMiocene Popotosa Formation resting with anangular mconformity on tilted older rocks. Tne geometry of the Popotosa basin needs io be aetermined more Dreciselv. The Late Miocene to Lower Pliocene step is responsiDle for me formation of the present rift basins. Tney are filled dp with the Pliocene Sierra Ladrones Formation. The more recent faults of this staae cut the Sierra Ladrones Formation and are in turn sealed ny 3.7 my old basalts. TheLate Pliocene to Recentstep is mown byfaults that offset the Sierra Ladrones Formation and also tne Quaternaly pediments near Magdalena. Pascal Cabezas. lnstirur de Geodynamique.CNRS Sophia - Antipolis. rue Alben- Einstein. F-06560 Valbonne. - September 9. lm. Key words : Mississippian,Pennsylvanian. Permian. Triassic. Upper Cretaceous. Cenozoic.Compression tectonics. Strike-slip faults. Extension tectonics. Rifting. New Mexico. Rio Grande Rift. USA.

RESUME Mots-clefs : Mississippien.Pennsylvanien. Permien. Trias. CretacB superieur.CBnozoiqde. Tectonique compressive. Faille decro- Au centre-ouest du Flouveau-Mexique. le rift mio-pliockne dd Rio cnemenr. Tectonique extensive. Rift. Nouveau-Mexique. Rift Ria Grandeest superpose aux Montagnes Rocheusesmeridionales Grande.USA. structur6es au Tertiaire infbrieur: celles-ci constituent. avec le Plateau du Colorado. I'avant-pays des Cordillhres nord-americaines. A partir de travaux de terrain recents et d'un profil COCORP. Ce segment aeS Montagnes Rocneuses est decrit en detail en menant I'accentsur les mouvements tectoniques superposes. TABLE DESMATIERES - CONTENTS Laphase tectoniquecompressive des Montagnes Rocheuses (Paleockne supbriedr-Eockne sup8rieur) est a I'origine a'ecailles de socle a vergence est. sbparbes par des failles inverses crustales peu INTRODUCTlOFl ...... 231 pentees. sur lesquelles s'adapte la tectonique de cowenure. 1. - SERIESTRATIGRAPHIQUE - STRATIGRAPHY...... 231 L'extension du rift du Rio Grande (Oligoc6ne-Actd) SemDle en 1.1. Du Paleozoiquesup6r;eur au Mesozoique : les grande partie guidCe par les cisaillements crusraux des Montagnes depb anterieurs a la tectoniqde compressive - Rocheuses rejouant en jeu contraire et provoquant le bascdement. From upper Paleozoic ro Mesozoic :pre-compres- en horst et graben,aim qde les failles listriques associbes. A ce titre sion deposits ...... 231 la region du Rio Grande est un exemple exceptionnel ae tectoniqlles 1.1.1. Le PalCozoique superieur - UpperPaleozoic 231 differentes superposees. 1.1 2. Le Mbsozoique - Mesozoic ...... 233 BCREDP 13 (1989) ET ROCnEuSESMONTAGNES RlFl DU RIO GRAhDE 231

1.2. De rEoc&ne Moyen a I'Oligocene - From Middle que reflexion COCORP)autorisent une tentative de reconsritu- Eocene to Oligocene ...... 235 tion de son histoire tectonique. 1.2.1. La Formation Baca - Baca Formation 235 ...... Le terrain parcouru est situee aux environs de la ville de 1.2.2.Le volcanisme CocBne sup6r;eur-oligochne - Upper Eocene to Oligocene volcanism .. 235 Socorro entre le Plateau du Colorado a I'ouest et les Grandes 1.3. Ou MiocBne a Ilctuel : les aepdts lies I'ouvenure PlainesCentrales 2 I'est (Fig. 2). 11 est limit6 a I'est par les du rift du Rio Grande - From Miocene io Actual: Manzano-Los Pinos Mountainset le Cerro delViboro (af- deposits associared with the opening of the Rio fectes par le chevaucnement de Montosa-Cerro Montoso) et Grande rifi...... 235 a I'ouestpar le Lucero Upliftet lesLadron Mountains TECTOIUIQUE - TECTONICS ...... 235 (marques par les chevauchements Comanche et Ladron). Au 2.1. La pnase tectonique Paleozoique sup6rieur - UP- centre, les bassins d'AIDuquerque et de Socorro. appanenant per Paleozoic tectonics...... 237 au rift du Rio Grande. et au sud-est le Datil Mogollon volcanic 22. La phase tectonique compressive des Montagnes field.d'sge Oligocene a actuel. masquent la structuration Rocheuses - Compressive tecronics of the Rocky anterieure. C'est unezone cledans la mesure oh il est Mounrains...... 237 possible d'etudier la structuration des Montagnes Rocheuses 2.2.1. La phasecompressive - Thecompressive meriaionales et I'impact de la distension recente (rift du Rio stage ...... 237 Grande). 222. La phaserranspressive dextre - The righr lateral rranspressive stage ...... 239 Apres avoir decrit la stratigraphie de la region en insistant 23. La tectoniqm extensivedu rift du Rio Granae - sur les depdts syn- et post-orogeniques. I'aspect structural Rio Grande rifi extensive tecronics ...... 240 est aoorde en precisant la geometrie des accidents tectoni- 2.3.1. Calendrier tectoniqde - Tectonic timing .... 240 ques et la deformation associee produite par les phenome- 2.3.2. Le profil sisrnique COCORP - Seismic COCORP nes decompression ainsique les consequences de la line data...... 242 tectonique distensive en insistant sur les relations entre les CONCLUSIONS : EVOLUTIONTECTONIQUE - structures du Teniaire inferieur en compression et du Neo- CONCLUSIONS:TECTONIC EVOLUTION ...... 242 geneen distension. En conclusionun scnemad'evolution 3.1.La tectoniquepaleozoique sbperieur - Upper regional est propose. Paleozoic tectonics Paleozoic ...... 242 32. La tectoniquecompressive des Montagnes Ro- cheusas - Compressivetecronics of theRocky Mounrains...... 244 3.3.Le rilt duRio Grande - TheRio Grande rift ...... 244 .. 1. SERIE STRATIGRAPHIQUE REFERENCES ...... 244 -

La region etudiee presente une colonne sedimentaire tres incomplete de I'Archeen a I'Actuel. INTRODUCTION Le socle est represente par des roches polymeramorphi- sees (scnistes.micaschistes et gneiss) dans lesquelles se sontmis en place plusieurs massifs de graniteset de La regionetudiee entre 1986 et 1988est situee au gabbros dates entre 1660 et 1380 Ma (Proterozoique mOyen) Nouveau-Mexique dans I'avant-pays plisse et faille du sys- (CONDIE.1981: BOWRING et ai.. 1983). Au dessus.dans le ternecordillbrain ouest americain. systeme s'etendant sur Phanerozoique. enfonction des grandes coupures tectoni- plus de 4800 km depuis I'Alaska au nord jusqu'au Mexique ques. on distingue trois grands ensembles strarigraphqies. au sud.

Cet avant-paysplisse et faille ((( RockyMountains foreland P) domine a I'est lesgrandes plaines centrales, vaste 1.1.DU PAL~OZO~QUESUPhIEUR AU MkOZOlQUE : LES domaine peu deforme. et est bordea I'ouest par "ne ceinture DEPOTS ANTeRIEURS A LA TECTONIOUE COMPRESSIVE chevauchante a vergence est. I'Ovenhrust Belt, mise en place au Cretace-Teniaireinferieur. Arm6par lesseries precam- 1.1.l. Le Paleozo'ique superieur briennes metamorphiques et granitiquesdu craton americain. cetavant-pays comprend deuxgrands domaines (Fig. 1) : Les sediments lesplus anciens reposant sur le socle 1) le Plateau du Colorado.noyau dela plate-forme ameri- precambriensont lescalcaires epicontinentaux gris et caineaffecte de vastes plis engenou: 2) les Montagnes massifs de la Formation Kelly (Fig. 3) d'age mississippien (il Rocheusescentrales et meridionalesqui s'etendent du y alacune du Paleozoiqueinferieur) Epais de 30 m.ils ne Montana au luouveau-Mexique et constituent une chahe de sont preserves que localement sous la surface d'erosion de rnontagnes formee de vastes panneaux de socle limit& par la base du Pennsylvanien. Au-dessus. le Paleozoique SUP&- desfailles inverses (u cordilleranbasement cored foreland rieur comprendle GroupeMagdalena (Pennsylvanien a uplifta)et plissees. pour I'essentiel. au Paleocenesupe- Permien basal) et le Groupe Manzano (Permien). rieur-Eocene inferieur. Au sud du Colorado et au Nouveau- Le GroupeMagdalena constitue un Cycle Mexiquele rift du Rio Grande, d'5gemio-Pliocene. se . (Fig.3) sedimentairecomplet sous les depats continentaux de la superpose aux Montagnes Rocheusesmeridionales. II en FormationAbo (base du Permien). On observequatre resulte une evolution tectonique complexe la geometrie 00 ensembles : liee a la miseen place des structurescompressives est dissequeepar des processus d'extension entrainant une - laFormation Sandia. transgressive caracterisee par des exposition discontinue des stuctures. Toutefois. la qualit6 des gres grossiers a larnines obliques ou entrecroisees et des affleurements et les donnees de suosurface (profil de sismi- encrinites alternant avec des calcaires de plate-forme. 232 P. CABEZAS BCREDP 13 (1989) BCREDP 13 (1989) MOkTAGNES ROCHEUSES ET RIFT DU RIO GRANDE 233

- la FormationBursum. caracterisee par rapparition de niveaux rouges (continenraux ?) alternant avec des carbonates marins ob la tendance regressive se precise: c'est Same Fe une formation de transition entre les calcaires marins de Albuwerwe la FormationMadera etla basecontinentale du Groupe Manzano. Lepaisseur moyenne du Groupe Magdalena est de 600 a 800 m. Toutefois. I'un de ses traits majeurs est I'existence de seriesreduites et condensees (0 a 140m) temoignantde I'existence de zoneshautes ouemergees (KOTTLOWS&I& as Cruces STEWART,1970) au Pennsylvanien. Le Groupe Manzano(Fig. 3). &paisde 520 a 680m. U comprend. de la base au sommet : - laFormation Abo. tres caracteristique par sa couleur NEW MEXICO rouge-sombre,elle est continentale comme I'indique la presence demudcracks. d'empreintes de gouttes de pluie ou de plantes. - la Formation Yeso essentiellement terrigene: les gres du membre Meseta Blanca marquent le debut de la trans- gressionpermienne vers le nord laquelle s'affirme avec les calcaires du Membre Torres (MCKEE.1967; KOTTLOWS&I. 1963). Le sommetde la Formation Yeso (sommetdu membre Torres et Membre Caiias) est riche en evaporites. indiquant un environnement lagunaire. - les gres de la Formation Glorieta. gris a jaunes et a grains bientries et arrondis provenant d'ancienssables de plage, ils renferment un niveau d'evaporites pres de Riley. - les carbonates de la Formation San Andres. deposes au maximum de la transgression permienne. Toutefois pres de Socorro la presence d'evaporites indique un domaine marin restreint. La mer s'est retireeapres le depdt de la Formation San ro+oo Andres comme en temoigne une surface karstique. datee de la fin du Permien. les poches etant comblees par les gres de FIGURE2 la Formation Bernal (TONKING.1957; SMITH &. BUDDING.1959). Principaux ensembles morpho-structuraux ae la region de Socorro The main morpho-srrucrural ensemblesof the Socorro region 1.1.2. LeMesozo'ique

Seulle Trias et le Cretacesuperieur affleurent dans la region de Socorro, le Jurassique n'etant present que plus au - lemembre Lower Grey Limestone. dela Formation nord et le Cretace inferieur absent. Madera, constitue de calcaires massifs gris. tres fossilife- - Le Trias(Fig. 3) est representepar des alternances de res. caracteristiques d'une sedimentation de plate-forme pelites. de greset deconglomerars rouges (Bpaisseur en domaine marin ouven. moyenne : 250 m) d'originecontinentale comme I'indi- - les calcaires de plate-forme et les sediments terrigenes quent les mudcracks. la couleur rouge des sed'ments ou du membre Arkosic Limestone de la Formation Madera. encore les empreintes de plantes. Les pelites correspon-

FIGURE 1 Cane structurale des cordillbres de I'ouest des Etats-Unis (modifiCe a'aprbs AU80lk et a11986) 1 : aCcrocnement: 2 : faille normale: 3 : faille inaiffbrencibe; 4 : chevauchement: 5: ligne auStrontium ("SrI%r = 0.706): 6 : volcanisme quaternaire: 7 : volcanisme tertiaire: 8: principaux bassins: 9 : granites (grands massifs h Lntbrieur ou h I'exterieur de I'axe Pluto-volcanique dans lecluel les Detits mass;fs don1 as CtC dCtaillCsl. 10-12 : domaine cordill&ain - 10 : autocntone la. affect6 uar la aCformation laramienne: b. non affectbl: il : allochtone: 12 : brinciuaux K Methorunic Core Complexes B. 13 : domaine pluro-iolcanique.i4-16 : chaine cdriere 00 Coasr Range - 14 :. sbrie ophiolitifbre de la Great Valley: 15: ibries franciscaines: 16: bloc salinien. A : Albuquerque: B : Boise: C : Chihuahua: D : Denver: EP : El Paso: H : Helena: H : Hermosillo: L: Laramie: LA : Los Angeles: LV: Las Vagas: P: Phoenix: S : Seanle: SF : San Francisco: SLC : Salt Lake Ciw: T: Tucson: V : Vancouver. Strocrural map of the western Unired Stares Cordillera (modified from AUaOiN et al.. 1986) 1 : rranscurranr fault; 2 : normal faulr: 3 :faulr undifferenciared: 4 : rhrusr faulr: 6 ; strontium line t7SrpSr = 0,709):6 ; Quarernav volcanism: 7: Teniaiy volcanism: 8: main basins: 9:granires (larges batholires inside and outside rhe pluro-volcanic axis where small barholires are nor derailed). 10-12: Cordillera area - IO: auiochrhonous (a, deformed during laramian orogeny: b. not deformed): 11 :allochfhonous: 12: maln fl Meramorphic Core Complexesu. 13: Pluro-volcanic area. 14-76:Coasr Range - 4: Great Valley uniis. wirh ophiolires: 15: Franciscan uniis: 16: Salinian Block. I

CRETACEOUS

40 JURASSIOUE JURASSIC !IO

:50

PENNSYLVANIAN

CARBONIFERE

MISSISSIPPIAN

i90 PRECAMBRIEN I Socle m4temorphique et granitique PRECAMBRIAN FIGURE3 Nomenclaim stra1;graph;que du Precambrien au Mesozoique pour la region de Socorro Precambrian ro Mesozoic srrafigraphic chan for rhe Socorro region BCREOP 13 (1989) MONTAGNES ROCnEUSES ET RIFT DLI RIO GRANOE 235

dent a des depbts de plaine alluviale et les gres et les 1.2.2. Le volcanisme eocene superieur-Oligocene conglomerats a des depbts de chenaux. - Apres un long hiatus accompagne d'une erosion et d'une Apanir de LEocene superieur s'individualise. dans le peneplanationle Nouveau-Mexique est recouven d'une sud-ouestdu luouveau-Mex;que. un vase champvolcani- merepicontinentale au Cretacesuperieur (Fig. 3). qui, que : le Daril-Mogollon Volcanic Field n oi se developpent epaisde 560 a 600m. estrepresente par des depats des calderas. parfois de grande taille (30 km de diametre). Ce terrigenes epicontinentaux interstratifies avec des niveaux volcanismepossede des affinites calco-alcalines (CHAPIIUa plusmarins. Deux cycles sedimentaires son1 distingues SEAGER.1975; ELSTON.% BORNUORST.1979: MORGANera/., 1986) (HOOK,1983: HOOKet a/, 1983) : et ces auteurs s'accordent a distinguer deux periodes d'ac- tivir6 : - lecycle Greenhorn (Cenomanien a Turonienmoyen) commencepar les gresde la FormationDakota et se - la premiere,enrre 40 Ma er 36 Ma(Eocene superieur). poursuit avec la panieinferieure des Mancos Shale caracteriseepar un volcanlsme calco-alcalin porassique (pelites sombres marines).La regression se confirme avec avec mise en place de lanars et de coulees andesitiques les gres cbtiers du membre Atarque de la Formarion Tres qui forment aujourd'nui la base de la Formation Spears hermanoset aboutit a I'emersionde la reg',on et aux (CHAPAN a SEAGER. 1975: OSBURIU a CHAPIN. 1983: CATHER. depbts continentaux (lacustres et fluviatiles) du membre 1986: MORGAIUer a/., 1986: CHam era/., 1987). Carthage (L~NOISer a/., 1973). - la seconde.entre 36 Maet 30 Ma (Oligoceneinferieur) - le cycle Carlile (Turonien superieur a Coniacien) debute marquee par la mise en place regionale des premiers tufs avec lesgres cbtiers du membre Fite Rancn. La mer rhyoliriques er rhyodaciriques intercales dans les niveaux progresse vers I'est-sdd-est (Fig. 3) et aneint son maxi- volcanoderritiquesdd sommet de la FormationSpears mum d'extension lors du depbt des pelires marines de la (CHAPIN a SEAGER, 1975; OSBURN a CHAPIN. 1983: MORGAN D-CrossTongue. Les gres de la FormationGallup et a/., 1986). marquent le debut de la regression avant qde la Forma- tion Crevasse Canyon, constitube de pelires et de gres a passees cnarnonneuses (sedimentation en milieu deltai- 1.3. DU MIOCENE A L'ACTUEL: LES DEPOTS LIES A L'OUVER- que ou lagunaire. JOHAIUSEIU.1983). ne termine le cycle. TURE DU RIFT DU RIO GRANDE

Dans la region de Socorro les auteurs placent I'ouvenure 1.2. DE L'EOCENE MOYEN A L'OLIGOCENE durift vers 31 Ma (Iimite Oligocene inferieur-Oligocene superieur) (CHAPIN a SEAGER.1975: CHAPIN. 1979: CHAMBERLIEI. Apres la surrectiondes Montagnes Rocheuseset avant 1983: CHAPIIU era/.. 1987: MORGANer a/., 1986) et distinguent I'ouvenure du rift. se sont mis en place (Fig. 4) : deux periodes de deformation enregistrees dans la sedimentation : - a la base, la Formation Baca. molasse post-rectonique scellantles structures des Montagnes Rocneuses (CATHER. - I'une a I'Oligocenesuperieur-Miocene inferieur (Fig. 4); 1983). elle est signalee par le volcanisme filonien de la region dd Rio Saladodare entre 31.3 et 24.3 Ma (Oligocene - au sommet un puissant ensemble volcanique et vol- superieur) (ALDRICMet a/., 1986) ainsique par d'impor- cano-detritique englobant la Formation Spears, des coulees tantescoulees de basaltes et d'andesires basaltiques d'andesites basaltiques et des niveaux de tufs intersrratifies. presentant des aff8n;res calco-alcalines et datees enrre 30 et 24 Ma (CHAPIN a SEAGER. 1975: ELSTON,1984; MORGAN et 1.2.1.La FormationBaca a/., 1986). II s'agit d'une extension a I'origine des bassins miocenes du rift. combles par d'epais (au moins 900 m) Avec une epaisseur variant de 35 a 230 m. elle comprend depbtscontinentaux rerrigenes (Formation Popotosa) des gres grossiers et des conglomerats a blocs. caracrerises reposanten discordance sur les formations anterieures par la presence de blocs de granite precambrien souvent de (MACHETE.1978). faillesupbrieure au metre er parI'absence de clastes - I'adtre, au Miocenesuperieur-Pliocene inferieur (Fig.4): d'origine volcanique. Deposee sur me surface peneplanee. elle est accompagnee d'un volcanismebasalrique a la Formation Baca reposeen discordance angulaire sur le affinites tholeiitiques ou alcalines et datee entre 8.3 k 0.2 Pennsylvanien,le Permien. le Trias oule Cretace superiedr et 0.5 f 0.02 Ma (Miocene superieur a Holocene) (BACH- qu'elle remanie. indiquant une phase tecronique posterieure MAN & MENHERT,1978; BALDRIDGEet a/., 1987). C'est alors au Coniacien et anterieure a son depbt. Dans le centre-odest que s'ouvrenr les bassins actuels du rift. remplis par les du Nouveau-Mexique. elle renferme des fragments de vene- depdtscontinentaux discordants de la Formation Sierra bres d'8ge eocene moyen-sdperieur (SNYDER.1970: SCHIEBOUT Ladrones. d'8ge Pliocene et dont I'bpaisseur peut attein- & SCHRODT,1981; LL~CASet a/., 1981:LUCAS. 1982). Elle est dre 2500 m. recouvenepar la FormationSpears, volcano-detritique. Les mesuresradiochronologiques sur des clastes andbsitiques preleves a la base, indiqdent 39.6 f 1.5 Ma et 38.6 + 1.5 Ma (Methode K-Ar) (OSBURNa CHAPIN. 1983) et donnent comme limite d'8ge superieure a la Formation Baca.la fin de I'Eo- 2. - TECTONIQUE cene.

L'un des rraits majeurs de la region de Socorro esr le rift du Rio Granae. vaste depression morpno-strdcturale s'etendant sur plus de 1000 km de Leadville au Colorado jusqu'h 236 P. CABEZAS BCREDP 13 (1989)

Echelle europCenne I colonne stratigarphique I Echelle americaine PLEISTOCENE Calabrien Fm. Sierra Piacenzien adranes (TsO PLIOCENE Blancen PLIOCENE Zandeien

Hemphilian Tortonien Clarendonian MIOCENE MIOCENE

< Magdalena Rnyolite Barstavian

Herningfordian Burdigalien I Arikarean .. " SouthCanyon Tuff (Tsc) La Jara Peak LemitarTuff (TI) asaltic-Andesite t- OLIGOCENE Rupelien (Tv) " (Vicks(Tba) Peak Tuff - OLIGOCENE la Jencia Tuff (Tj) Hells Mesa Tuff ". (Thm) " m Spears (Ts)Tuff of Granite Mountain Blue Canyon Tuff Chadronian Priabonien t - - 7 I" Ouchesnean EOCENE m Baca (Tb) EOCENE

" I

Uasarchian Ypresien

Seladenien PALEOCENE Oanian

CRETACE I Maastrichtienl

FIGURE4 Nomenclature straiigraphique au Cenozoiqw pour la region ae Socorro Cenozoic stmigraphic ChaR for rhe Socorro region

El Pasoau Texas etmarquee par des bassins allonges horsts de mCme direction a I'estet a I'obestde Socorro nord-sud. separes pardes massifs montagneux avec des (Lemitar. Magdalena. Bear et Gallinas Mountains). deniveles Ires souvent superieurs au kilometre. Dans la zone d'etuae. lerift est fractionne en bassins asymetriques Le rift masque. en grandepanie. les structures plus nord-sud (bassinsd'Albuquerque, de Socorro. la Jencia. anciennes et a donc tendance a les faire oublier. Avant son Jornada aelMueno et Mullighan Gulch)separes par des ouvenure. deux phases de structurations on1 ete obsetvees : BCREDP 13 (1989) MONTAGIUES ROCHEUSES ET RIFT DII RIO GRAhDE 237

une premiere au Pennsylvanien inferieur-Permien inferieur et une seconde majeureau Paleocene sup6rieur-Eoc&ne moyen qui. a I'originedes Montagnes Rocneuses. aplus particulierement retenu I'attention.

2.1. LA PHASE TECTONIQUE PALEOZO~QUESUPERIEUR

Les arguments en faveura'une phase tectonique au Paleozo;que superieur sontavant toutstratigrapniques : il s'agitdes paleoreliefs nord-sud (ARMSTRONGet a/., 1979) portant une seriePennsylvanien a Permienbasal reauite et conaensee.cachetes par la FormationAbo (Permieninfe- rieur) dont le contact de base est une sutiaced'erosion. Bien que la phase tectonique a I'orcgine de ces paleoreliefs n'ait pu &ire caracterisee d'un point de vuestructural sur le terrain. I'absence de discordance angulaire a la base de la Formation Abo et de differences notables dans le style de la deforma- tionentre le Pennsylvanienet le Permien militeplutBt en faveur d'une extension. Elles'acheve a la base du Permien puisque la FormationAbo (Permien inferieur)ennoie ces reliefs: par contre ['age de son debut reste a preciser.

2.2. LA PHASE TECTONIQUE COMPRESSIVE DES MONTAGNES ROCHEUSES FIGURE5 Granas enSemDles slructuraux des Montagnes Rocnedses rnerldio- Les etudes deterrain. completees par I'analyse des profils nales sismiques COCORP. montrent qu'elle peut &ire subdivisee en The ma;" srrucrural ensembles of the sourhern Rocky Mounrains deuxphases : I'unecompressive majeure a I'origined'un empilement d'ecaillescrustales nord-sud a vergencevers I'est: I'autre transpressive. de moindre importance. marquee pouvant atteindre 20 m d'epaisseur. Le deplacement sur ces par la mise en place de decrochements aextres d'orientation surfaces est accompagne Io'calement du rabotage tectonique nord-sud, sur la bordure orientale du Plateau du Colorado. de I'intervalle riche en gypse de la Formation Yeso de tout Dans la region de Socorro la Formation Baca cachete les ou partie de la Formation Glorieta et parfois d'une partie de structurescompressives des Montagnes Rocheuses. En la Formation San Andres. Ces dbcollements, m&me s'ils sont I'absence de sediments du Cretace terminal. au Paleocene spectaculaires. n'impliquent en aucun cas des aeplacements oude I'Eocene inferieur. I'Bge dudebut desmouvements imponants. I'eqdibrage a'une coupe de terrain indiquant un tectoniques compressifs n'a pu 6tre precise. Par comparaison racourcissement de 3 % (CABEZAS.1989). avec les travaux de BALTZ(1967) au nord-ouest du Nouveau- Mexique. un Bge paleocene terminal 5 eocene inferieur pour - Les MontagnesRocheuses meridionales la phasecompressive etun Bge eocenemoyen-superieur La zonecentrale correspond aux Montagnes Rocneuses pour la phase transpressive. sont avances. meridionales S.S. masquees en granae partie par les bassins du rift du RioGranae.

2.2.1. La phase compressive Les donnees de terrain

. Elle individualisetrois granaes zones (Fig. 5). Le front chevauchant (Fig. 6). situ8 B la base de I'ecaille des Manzano-Los Pinos Mountainsse suit. sur plus de60 km. - La bordure occidentale des grandes plaines du flanc est des Manzano Mountains a I'Arroyo de las Caiias oh il disparait contre une faille normale plus recente. II peut Dans orientale, enbordure occidentale des la panie &ire divise en trois segments : Grandes Plaines. est situe I'amortissement frontal des structures.Cette zone est caracterisee par des plis de couverture - au nord. sur le flanc est des Manzano et de 10s Phos orientes nord-sua serres, aejetes vers I'est a I'abord au front Mountains.il est representepar la faille deMontosa etla chevauchant et passanr progressivement vers I'est a des plis faille au Cerro Montosoqui sont deux accidents inverses droits a grand rayon de courbure (plus de 10 km). Ces plis crustauxorientees N 15 E et a vergence est. La couverture se developpent au-aessus de deux niveaux de decollement Paleozoique est deformee en larges plis en genou deverses observessur le terrain : celu; aucontact des pelites de la egalement vers I'est. Formation Sandia (Pennsylvanien inferieur) qui se traduit par - vers le sud. dans la region de la Sierra de laCruz et un plissement disharmonique intense; I'autre sur les evapori- de I'Arroyo Tinajas. les failles inverses crustales s'interrom- tesde la FormationYeso (Permien superieur) tres specta- pent sur deux relais transpressifs dextres orientes Iu 40 E. la culaire du fait de son extension geographique; il est carac- zone de failles Sierra de la Cruz et de la faille del Curto. Le tkrise par des surfaces sub-horizontales avec localement des raccourcissement est absorbe par des plis orientes nord-sud rampes lateralessoulignees par une brecne cargneulisee et disposes en echelon, 238 P. CABEZAS BCREDP 13 (1989)

2200 I""T'....I...... :..:::::: ...... ,...... 1: Coupe 1

W PI1 fallle de E VA del Tajo Lpmade . - ." las Canas

oupe 2 U

FIGURE6 Deux coupes geologiques du front cnevauchant des Montagnes Rocheuses (emplacement sur la Figure 5) 1 - Prbcambrien: 2 - Fm. Sanuia: 3 - Mor. Lower Grey Limestone: 4 - MDC. Arkosic Limestone: 5 - Fm. Bursum: 6 - Fm. ADO:7 - Fm. Mbr. Meseta Blanca: 8 - Mbr. Torres: 9 - Fm. Gloriera: 10 - Fm.San Andres: 11 - Fm. Sierra Ladrones. Two geologic cross sections of the southern Rocky Mounrains front (location on figure 5) 1 - Precambrian: 2 - Sandia Fm.: 3 - Lower Grey Limestone Mbr: 4 - Arkosic Limesrone Mbr.; 5 - Bursum Fm.: 6 - Abo Fm.; 7 - Mbr. Meseta 8lanca Fm.; 8 - Torres Mbr.; 9 - Glorieta Fm.: 70 - San Andres Fm.: 17 - Sierra Ladrones Fm.

- plus ausud. lefront cnevauchant reapparait aans la La limiteMontagnes Rocheusesmeridionales-Plateau regionde I'Arroyo del Tajo-Arroyo de lasCaiias olj onnote du Colorado(Fig. 7). Les chevauchementsComanche dans desplis et des cnevauchements de colrvenure (pli faille de le Lucero Upliftet Ladron sur leflanc ouest des Ladron I'Arroyo del Tajo). orientes N 20 0 a N 20 E. et dont un bel Mountains sont les plus occidentaux observes dans la region exemple est le pli faille de I'Arroyo del Tajoou le decollement deSocorro et sontconsiaeres comme marquant la limite de la couverture se fait A la faveur des pelites de la formation entre le Plateau du Coloradoet les Montagnes Rocheuses. Sandia. affecte nord-sud. LeComancne. chevauchement a I'affleure-

6000

5000

Faille Comanche Faille Santa Fa

W Ladron MI" F

I Coupe 4 FailleLadran FIGURE 7 Deux coupes geologiques de la limite ouest ues Montagnes Rocneuses (emplacement sur la F;gure 5: mCme Iegende que Figure 6) Two geologic cross sections of the wesrem boundav of rhe Southern Rocky Mountains (location on figure 5; same legend as figure 6) BCREDP 13 (1989) ET ROCHEUSESMONTAGNES RlFl DU RID GRANDE 239

ment la coilvenure sedimentaire (Pennsylvanien et Permien) Mountains, limitee par un chevauchement plongeant de 400 et lui sont associes. des plis serres et deverses vers I'est. II a 500 vers I'ouest masque sous le rift Le bombement. qui se s'interrompt vers le sud contre la faille de la Mesa Aparejo. dessinedans la couverturesedimentaire dans le horst des relais transpressif dextre N 45 E. Ladron Mountains, est cenainement aSSOCi6 a la Compres- Au sud. sur le flanc ouest des Ladron Mountains, le Socle sion. precambrien Surrnonte vers I'ouest le Pennsylvanien le long AI'est du horst des Ladron Mountains, le profil COCORP du chevauchement Ladron auquel sont associes des plis en &antsub-parallele aux accidents, toute conclusion est genou dejetes vers I'ouest; en outreil peut 6tre prolongevers hasardeuse. le nord. jusqu'a la faille de la Mesa Aparejo avant I'ouverture du rift car la zone situeeentre ces deux accidents est - Le Plateau du Colorado caracterisee par des'plis en genou deverses vers I'ouest et La partie occidentale appartient au Plateau du Colorado. situes dans le prolongement du chevauchement Ladron. vaste zone peu deformee. caracterisee par des plis a grand rayon decourbure affectant a I'affleurement.le Trias etle .Le profil sismique COCORP Cretacesuperieur notamment au nordde Magdalena dans les environs de Riley. Unecoupe synthetique est-odest a travers lebassin d'Albuquerquepeut &re dessinee en combinant les lignes API(ADO Pass 1) etSIA (Socorro IA) duprofil sismique 2.2.2. La phase transpressive dextre COCORP (Fig. 8) afind'esquisser la geometrieprofonde des accidents sous le rift. La faille de Charlie Hill dans le Lucero uplift, d'orientation Dans ce qui appanient aux Montagnes Rocheuses. deux nord-sud. est un decrochement dextre comme le confirme la ecailles.de socle sont observees (Fig. 9) : a I'est, celle des presencede plis dont les axes sonttres redresses et a Manzano Los PinosMountains limitee par la faillede dissymetrie en x Z )) avec des stries a pitch faible sur le plan Montosa. chevauchement crustal a vergence est et plongeant defaille. Cette faillerecoupe les plis et chevauchements de 20- a 4@ versI'ouest: a I'ouest.celle des Ladron formes au cours de la phase compressive majeure. En outre.

106O45 f06'30 107°00 I 34.45-

34'31 240 P. CAEEZAS ECREOP 13 11969)

vv E L"CBl0 uplit1

STD

Syntheric cross section of the Albuquerque basin from COCORP dam (Heavy lines are Roc& Mounrains thrust faulrs: lhin lines are rift faulrs) I - Miocene and Pliocene: 2 - Upper Eocene and Oligocene: 3 - Paleozoic and Mesozoic: 4 - Precambrian.

ellene peut stre rattachbe a la phased'ouverture durift qui (1976) commetype de (( pull-apart))naissant a la faveur de donne naissance a desfailles normales nord-sud.De tels decrochements dextresnord-sud. De m&me BALR(1967) decrochementsoextres on ere decrits en bordure orientale envisage-t-ilun jeu decrocnant du mBme type- oansle dd Plateau du Colorado, au nord du Lucero Uplift oh la zone luacimiento Uplift (Fig. 10) et ledate eocene moyen-supe- defaiiie du RioPuerco estpresentee- par Smcg & CAMPBELL rieur.Cette DnasetransDressive est ceDendant maldecrite en I'absence de plis ou de chevauchements dans la region de Socorro. 36'00c

2.3.LA TECTONIQUE EXTENSIVE DU RIFT DU RIO GRANDE

Le rift a ere etudie tant d'un point de vue structural que dupoint de vue de son evolution magmatique (Chnm R SEAGER. 1975; CHAMBERLIN. 1983;ALDRIC~ et a/., 1986; MORGAN et a/., 1986). Les observationsnouvelles dans les Lemitar Mounrains ab nordde Socorro ont permis dedresser un calenoriertectonique en quarre etapes s'harmonisant avec ce qui est connu par ailleurs. II est presente en precisant. pour chaque phase, les elements de datarion ainsi que le stye de la Oeformationsuperf;cielle. La geometrieprofonde des bassins duritt est ensuite examinee. en insistantsur I'influence des deformations anterieures (notamment des struc- 35'00- tures des Monragnes Rocheuses) sur la distension.

2.3.1. Calendrier tectonique

- La premierephase B I'Oligocenesuperieur-Miocene inferieur (Fig. 11-1). Les principaux elements permettant de darer le debut de I'extension du rift du Rio Grande sont : la mise en place dans la zone du Rio Salad0 de nombreux sills etdykes d'andesites 1 basaltiques dates de I'Oligocene superieur (31.3 a 24.3 Ma, ALDRIC~eta/.. 1986): la discordance de la Formation Popotosa FIGURE10 (Miocene) sur les formations volcaniaues de I'Oliaocene et Dbcrocnemenrs dextres eochne rnoyen-superieur sur la bordure est notamment sdr le South Canyon Tuff date B 26.3 Mi (OSEURN du Plateau du Coloraao (daprbs BALTZ1978: SLACK8 CAMPBELL.1976: & cHAPIN,1983). CABEZAS.1989) Middle to lale Eocene wrench faults along rhe eastern borderof the Les dykes de la zone du Rio Salado se sont mis en place . ColoradoPlateau delong le faillesnormales apendage faiblerejetfort et BCREOP 13 (1989) MONTAGNES ROCHEUSES ET RIFT Ob RIO GRANOE 241

Fm Sierra Laarones

F,GURE11 Coupes retrotecronique aes Lernitar Mountains (cornrnentaire dans le texte) Rerrorecronic cross secrions of the Lernirar Mounrains (explanarion in rexr]

(quelquesdizaines de metres]. d'orientation nord-sud. La - La deuxierne phase au Miocene ( ?) (Fig. 11-2) methodedes diedres droits d'ANGELIER & MEChLER (1977) appliquee aux mesures de quatre sites failles, a montre que II s'agit sans doute d'unephase intra-miocene. PUiSqUe la contrainte 03 est sub-horizontale et orienteeN90E a N130E. les failles qui y sont ranachees.recoupent la Formation direction ne correspondant pas a celle (N70E) proposee par Popotosa et sont elles-m&mes recoupees par des accidents d'autres auteurs (ALDRICH eta/.,1986). II est probable que les de la troisieme phase. Une plus grande precision sur I'&e resultats obtenus dans la zone du Rio Saladon'ont qd'une de ces mouvements passe par une meilleure COnnaiSSanCe valeur locale: il est donc imporrant d'erendre ces mesures a de I'8ge de la Formation Popotosa dans les Lemitar Moun- d'autreszones pour mieux cerner lesdirections de tains. Cene phase voit la mise en place de failles IiStriqUeS contraintes.Cene extension s'accompagne a'un premier superficielles(faille de Red Mountains parexemple) Sans bascdlementde bloc comme en temoigne la discordance basculement des series. angulaire (200 enmoyenne) a la basede la Formation Poootosa 242 P CABEZAS BCREDP 13 pw)

- La troisiemephase au Miocenesuperieur-Pliocene A Vest du profil. sur la flanc ouest du horst des Joyita Hills inferieur (Fig. 11-3) et dans le sobs-bassin est. le pendage des accidents varie entre 400 et 700. Les failles normales s'appuient sur la tallle Son debut est datepar discordancede la Formation la inversede Montosa a desprofondeurs allant de 2 a 4std Sierra Ladrones (Pliocene) sur la Formation Popotosa (Mio- sans jamais la recouper, relation geometrique demontree par cene). Parla suite,elle se poursuitjusqu'a la base du de VOOGDet a/., (1986). Pliocene puisque cenaines failles, comme celle de Santa Fe dans le Lucerouplift, affectent une panie de la Formation - Discussion Sierra Ladrones et sow cachetees par des basaltes. dates par BALDRIDGEet a/., (1987) a 3.70.4 Ma. Les faillesnormales de Vest du rift,failles du horst des JoyitaHills et du sous-bassin est, nesemblent pas se Cette phase est importante puisqu'elle fixe la geometrie prolonger tres profondement dans la crohe mais s'appuyer actlrelledes bassins du rift Elle wit la miseen place de sur les failles inverses crustales des Montagnes Rocheuses. faillesnormales. soit a fortpendage (faille Santa Fe par Cette observation est capitale puisqu'elle implique que ces exemple).soit listriques (faille de Bustos Well a I'estde grandes discontinuites crustales, mises en place pendant la Socorro)dont lerejet peut atteindre plusieurs milliers de compression des Montagnes Rocheuses. sont reactivees en metres. Des mesures de contraintes. faites dans7 sites situes jeuoppose par la suitelors de I'extension. Des dispositifs sur la bordure est du rift, ont donne des resultats coherents: comparablesont et6 obsewes dans le Basin and Range ils indiquentque 03 est subhorizontale et orientee N90E. (ALLME~OINGER 1983). directionidentique a celleproposee par d'autres auteurs et a/., (ALORICHet a/., 1986). Cette phase tectonique s'accompagne Les modeles de failles normales associees a des niveaux d'unnouveau basculement de blocs notamment dans les de dbcollement (decollement pris dans le sens d'une zone LemitarMountains oh ladiscordance angulaire entre les defaible resistance au cisaillementcomme une limite Formations Sierra Ladrones et Popotosa atteint 300. socle-couverture.une coucne de sel ou un ancien chevaucnement) montrent que lew evolution peut &re decomposee - La quatriemephase au Plioceneterminal-Actuel en deux stades (FAURE& SEGLIRET:1988) : 1) le deplacement (Fig. 11-4) du bloc superieur le long du decollementCree un vide; 2) son comblement est a I'origine de la formation d'un roll-over ou Elle est activeet est a souligneepar une seismicite d'ungraben de compensation avec desfailles normales de faillesaffectant le Pliocene etle I'origine superieur antithetiques. La partie est du profil COCORP peut &re com- Quaternaire.Dorientation nord-sud. elles sont localisees parbe aux modeles experimentaux. Dans ce cas il y a a la fois principalementdans les bassins durift. Elles sontpeu un graben de compensation et un roll-over. nombreuses. ont de faibles rejets et ont ete repertoriees par CALENDERera/., (1983). Dans la panieouest du bassin d'Albuquerque. la tecto- niqueextensive est dominee par des failles listriques a concavite vers I'est; leur penaage. voisin de 500 pres de la 2.3.2.Le profil sismique COCORF surface,est proche de I'norizontale dans la couverture sedimentaire:cet aplatissement peut s'expliquer par la L'interpretation duprofil COCORP a eteabordee dansle presencede niveaux a faibleresistance au cisaillement chapitre precedent (Fig: 9). Les failles normales du rift sont comme les evaporites de la Formation Yeso ou les pelites de figurees en traits fins. D'un point de vue morphostructural le la Formation Sandia. bassind'Albuquerque est subdivisee en trois solrs-bassins (est,central et ouest) separes par deux horsts (Ladron En conclusion il sembleque, lors de I'extension. la Mountains et Joyita Hills). Les sous-bassins ouest et central reactivationen jeu oppose des accidents de socle des sont asymetriques et bascules vers I'ouest et leur remplis- Montagnes Rocheuses soit un phenomene essentiel. II peut sage sedimentaire atteint 1.5std (seconde temps-double). suffire a expliquer la subsidence des bassins du rift: les failles normales nboformees sont soit des failles antithetiques liees - Gbometrie des failles normales 2 la formation d'un graben de compensation soit des failles listriques s'aplatissant dans la couverture sedimentaire. A I'ouest du profil. le systeme tectonique est dominee par desfailles listriques. plongeant vers I'ouest. affectantI'en- sembledes sequences sedimentaires et souvent le socle precambrien. Le meillelrrexemple est sans doute la faille bordant a I'ouest le sous-bassin central avec un pendage de 3. - CONCLUSIONS : EVOLUTION TECTONIQUE 450, entreVP230 et VP180. au contactentre le socle precambriendu horst des Ladron Mountains et le Tertiaire volcanique et volcanodetritique. Elle s'aplatit vers I'est avec un pendage voisin de I'horizontale entre VP 180 et VP 150 Un resumede I'evolution tectonique de la regionde dans la couverture sedimentaire paleozoique et mesozoique; Socorro est presente'sur la figure 12. au dela de VP 150 et vers I'est elle se refracte dans le socle precambrien avant de se greffer sur la grande discontinuite de la faille de Montosa. 3.1. TECTONIQUEPALeOZO'iQUE SUPERIEUR Les failles. ObseNeeS dansle sous-bassin ouest, sont apparemmentaussi des failles listriques qui semblent s'aplatir alr contact soclelcouvenure. II faut toutefois souli- Au Pennsylvanien et a la base du Permien. la plate-forme gner que cette partie du profil n'est pas perpendiculaire aux nord-americaine est decoupee en horst et graben nord-sud directionsdes accidents. ]'angle &ant de 30n environ.le cachetespar lePermien inferieur (Formation Abo). les pendage est donc inferieur au pendage reel. nauts-fonds (horsts) portant une serie reduite et condensee. BCREDP 13 (1989) MONTAGNESROCHEUSESRIFT ET DU R10 GRANDE

W E PLiOCENE SUPERIEUR-PLEISTOCENE

MIOCENE. SUPERIEUR-PLIOCENE.lNFERlEUR

OLIGOCENESUPERIEURMIOCENE INFERIEUR I

EOCENE MOYEN (?)-EOCENE SUPERiEUR I?) Faille de Charlie Hill

PALEOCENESUPERIEUR-EOCENE INFERIEUR

I /

, I \ \

t PENNSYLVANIENINFERIEUR-PERMIEN BASAL , I Zuni Uplift Zuni \ Hills Joylta Uplift,I Pedernal

FIGURE12 Calenarkr tectonique de la region de Socorro Tecronic riming for rhe Socorro Region . 244 P. CABEZAS (1989) BCREDP 13

3.2. TECTONIQUE COMPRESSIVE DES MONTAGNES ROCHEU- Remerciements SES Ab terme decetre etude. jetiens remercier Messieurs B. PLAIJCHIJT etM. ZlMMERMANlv et autrayers d'eux la soc;ete " Au Paleocene superieur-Eoceneinferieur la phase SNEAfPI~ et~~ la ~ flliale ~ arn6rlcame~ ~ ~ oui on: rnls~~ ma EAP ~ dlsoosilion ~ un .. .. ,~, .. .~~~. 1~ - A ~,~~~ compressiveconduit a I'individualisation du Plateau du soutien scientifique A la aimension du sujet propose et les moyens Colorado, des Montagnes Rocheuses et des Granaes Plaines tecnniqueset financiers nbcessaires a mes trois campagnesde centrales. C'est avant tout une tectonique de socle avec des terrain auNouveab-Mexique. J'exprime ma reconnaissance a Messieurs R. BLANCHET.C.E. CHAPIN et M.TARDY pourleurs ecailles crustales d'orientation nord-sud a vergence orientale. conseils et leur soutien. Je remercie halement Monsieur R. CUR- separees par desfailles inverses a faibleplongement en NELLE qui esr B Iarigine de ce volurne.hfin un grand rnerci a Marc profondeur (Bcaille des Manzano-Los Pinos Mountains. des er A Thierry avec qui ;a; panage cette grande aventure ambricaine. Ladron Mountains). La tectonique de couverture est aaaptee A ce scnema et cont@be par plusieurs niveaux de decollement. On assiste bgalement a la mise en place d'acciaents transverses dorientation N 45 E a valeur de relais transpressifs dextres sur lesquels s'interrompent les ecailles crustales (Faille de Tijeras-Mesa Aparejo. Faille de la Sierra de la Cruz). 4. - REFERENCES " A I'Eocenemoyen-superieur. des decrocnements dextres nord-sudapparaissent sur la bordureorientale au Plateau du Colorado.Cette phasetranspressive est mal ALORICh. M.J. Jr. CHAPIN, C.E. & LAUGHLIN. A.W.(1986). - caracterisee en I'absence de plis ou decnevauchements Stress history and the developmentof rhe Rio Grande rii, associesdans la region de Socorro. Resent cependant les New Mexico. - J. Geophys. Res..91, 66. 6199.8221. aecrochementsdextres qui pourraient &ire les remoins au ALLMEIUOINGER,R.W.. SHARP. J.W.. VON TISH. D., SERPA.L., aeplacemenr vers le nord du Plateau du Colorado a la fin de BROWN,L.. KAUFMAN. S.. OLIVER.J. & SMITH. R. (1983). - I'episoae decompression des Monragnes Rocheuses Cenozoic and Mesozoic structure of tne eastern Basin and comme I'envisagent ChAPlN & CATHER (1981). Range province, Utahfrom COCORP seismic-reflection data. - Geology. 11, 9. 532-536. ANGELIER.J. 8. MEMLER.P. (1977). - Sur unemerhode de 3.3. LE RIFT DU RIOGRANOE recnerche des contraintes egalement utilisable en tectonique et en seismologie : la methode des diedres droits. - Trois etapes d'extension sont observees dans la region de Bull. SOC. Geol.France. (7). 2, 6. 1309-1318. Socorro : ARMSTRONG.A.K.. KOITLOWSKI. F.E.. STEWART,W.J.. MAMET.B.L., - DeI'Oligocene superieur au Miocene basal; BALTZ.E.H. Jr.. SIEMERS.W.T. & ThOMPSON. 111 S. (1979). - Tne Mississippianand Pennsylvanian (Carboniferous) - Du Miocene superieur au Plioceneinferieur: Systems in the United States : New Mexico. - U. S. Geol. - Du Plioceneterminal a I'Actuel. Sum., Prof Paper. 1110-W. 27 pp. Les failles listriques superficielles miocene moyen ( ?) des BAChMAN. G.O. & MENHERT.H.H. (1978). - New K-Ar dates and the late Pliocene to Holocene geomorphic history of the Lemitar Mountains sont locales et ne semblent pas devoir central Rio Grande rift region, New Mexico. - Bull. geol. &reratracnees cenefracturarion. Soc. Amer.. 89, 283-292. Nous avons souligne I'influence preponderante des failles ~ALORIDGE.W.S..'PERRY. F.V. & SHAFIOULL4h. M. (1987). - Late inverses crustales laramiennes qui representent des n'lveaux Cenozoic volcanismof the souineastern Colorado Pla- defaible resistance au cisaillementrepris en jeu oppose teau : volcanic geology of the Lucero area, New Mexico. pendant la distension:ce rejeu suffit a expliquer la subsi- Bull. geol. Soc. Amer.. 99, 463-470. dence des bassins du rift. Quant aux failles neoformees, elles BALTZ.E.h. (1967). - Stratigraphy and regional implications sont antithetiqueset liees a la formariond'un graben de ofthe upper Cretaceousrocks and Tertiary rocks,East- compensation ou listriquess'aplatissant dans la couverture Central San Juan basin, New Mexico. - U. S. Geol. Sum.. sedimentaire. Prof Paper, 552, 81 pp. BOWRING.S.A.. KENT, S.C.& SUMIUER,W. (1983). - Geology and A I'Oiigocene superieur-Miocene basal, ledebut de U-PI, geochronology of Proterozoic rocks in the vicinity of I'ouverture est bien date notamment dans les environs du Rio Socorro. NewMexico. - New Mexico geol. SOC.,34th Salado.au nord-ouest de Socorro. par la mise en place de Field Conference Guidebook, 137-142. dykes dates de I'Oligocene superieur. Les bass',ns ouvens au CABEZ~S.P. (1989). - Etude geologiqued'un segment des cours ae cette phase ?ant combles par la Formation Popo- Montagnes Rocheusesmeridionales deI'Ouest des tosa a'Bge miocene.aiscordante, dans les Lemitar Moun- Etats-Unis : Stratigraphie et tectoniquedu rift du Rio tains. sur I'Qligocene volcanique et volcanodetritiqde. Grande dans la region de Socorro. Nouveau-Mexique. - Au Miocene superieur (!)-Pliocene inferieur le deuxieme ThSse Doct. Univ. Nice-Sophia Antipolis, 210 pp. episode d'extension est a I'origine des bassins actuels du rift. CALENDER. J.F.& ZILINSKI. R.E. (1976). - Kinematics of Tertiary and Quaternary deformation along theeastern edge of the I1 s'accompagne d'un secondbasculement comme en te- Lucero Uplift. central New Mexico. - New Mexico Geol. moigne la discordanceangulaire de la Formation Sierra SOC.,Spec. Publi.. 6, 63-61 Ladrones (Pliocene), qui comble les bassinsalors ouverts, sur CALLENOER.J.F.. SEAGER.W.R. & SWANBERG.C.A. (1983). - Late la Formation Popotosa (Miocene). Tertiary and Quaternary tectonics and volcanism. - New Du Pliocene terminal a I'Actuel on observe un nouveau Mexico State Univ. Energy lnst.. Scientific Map Series. stadede fracturation affecranr le Pliocene superieur et les CATHER.S.M. (1983). - Lacustrinedeposits of the Eocene pediments recents. L'activite sismiqde importante aux envi- Baca Formation, western Socorro County, New Mexico. - ronsde Socorro et plus au nordpres de Albuquerque New Mexico geol. SOC.. 34th Field Conference Guidebook. I'atteste. 179-185. BCREDP 13 (1989) MOIUTAGFIES ROCnEUSES ET RIFT DO RIO GRAFIDE 245

CATHER.S.M. (1986). - Tectonicand petrogenetic implica- central New Mexico. - New Mexico geol. Soc.. 34ih Field tions of the Datil Group (latest Eocene-early Oligocene), Conference Guidebook. 173.178. west-central NewMexico. - Geol. SOC. Amer.Abst KOITLOW~KI. F.E. (1963). - Paleozoicand Mesozoic strata of Progr.. 18, 6. 560. southwestern and south-central New Mexico. - Bull. CHAMBERLIN.R.M. (1983). - Cenozoic domino-stylecrustal New Mexico Bur. Min., Mineral Res.. 79, 100 pp. extensionin the Lemitar Mountains, New Mexko : a KOTTLOWSKI.F.E. & STEWART.W.J. (1970). - The Wolfcampian summary. - New Mexico geol. Soc., 34th Field Confe- Joyira uplifr in cenrral New Mexico. - Mem. New Mexico rence Guidebook. 1 11-1 18. Bur. Min., Mineral Res.. 23,31 pp. CHAPIN.C.E. (1979). - Evolutionof the RioGrande rift: a LUDIS. E.R.. DANE, C.H. & COBBAM.W.A. (1973). - Stratigra- summary. - In: RIECKER. R.E. 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New Mexico. - J. the Crevasse Canyonformation, Cretaceous ofwesr Geophys. Res., 91, B6. 6305-6320. LE PASSAGE DES CORDILLERES NORD-AMERICAINES AUX SIERRAS MADRES MEXICAINES LE LONG DU TEXAS LINEAMENT GEOLOGIE DU SW DU NOUVEAU-MEXIQUE (USA)

FROM THE NORTH AMERICAN CORDILLERA TO THE MEXICAN SIERRAS MADRES GEOLOGY OF SOUTHWESTERN NEW MEXICO (USA)

Thierry ROSAZ

ROSAZ. T. (1989). - Le passage des Cordilleres nord-americaines aux Sierras Madres mexicaines le long du<Campanian-Maastrichtian) age for this formation. Among these fossils are : rhe Lare cretaceous Tyrannosaurids Alberrosaurus and Dasplerosaurus (hwoN er a/.. 1989) anatne Late cretaceom

0396-2687/89/0013-0247$5.80 0 1989 SOC. NatElf Aquitaine (Proadon). F-31360 Boussens 248 T. ROSAZ BCREDP 13 (1989)

PalynomorpnsVerrumonoleres sp.. Rerirricolpires sp.. Aequirriredites spinulosus (Coo

Denver. CO1, Determinationof ~ tne~~1~~ aae of rhe~~~ Rinonnne Formation i- ~ss~n~ialfor understanaihq the tectonic nistow of tne area : tnis molassic formation rests with an angular uncoiformity on the folaed and deformed Albo-Cenomanian strata and is.~in turn tnrdsted and faulted Dy the <( laramide B aeformation. As a result. the Ringbone Formationappears to De an important tool for thedaring the structural history of Solltnwestern New Mexico and aajoinhg areas. Our recent fiela investigations and the new ages of the Siliclastic Ringbone Formation an5 volcanic Hidalgo Formation yield a preliminaly oullineof the seaimenrological ana tectonic evolutions of the stddy area (luring early phases of the % laramiae >)orogeny and have resultedin the following tectonic calendar : - The upper cretaceous event. Tnis compressive deformation with E-W com- pressionalStresses was iniliateaduring Early Campanian and has resvltea in N-S I trenaingfolds. Tnroughout New Mexico, these mid-cretaceous structures are buried bythe Campanian-Maastrichtian molassic Ringbone Formation that rests with an angular mconformity (s Dj 1)) on the deformea and folded Albo-Cenomanian strata. Compared with tne Cretaceous tectonic event described in northern Mexico by TARDY (1980). RANGNN(1982) and CONEY (1982)this aeformation is thought to be Campanian in age. - The I laramide u tectonic event. It resulted in [ne formation of the Cordilleran Foldbelttnat trends WNW throughsouthwestern New Mexico. Structures of tne folabelt are characterized by flat thrustfaults. closely related. compressea and ovenurnea folds and narrow wrenching areas.The % laramide D tectonic event can be diviaed into two aifferent phases : - Phase (I L1 u. It 8s characterized by basement cored bplifts an5 NE-vergent ihrusts with lu700E compressional Stresses. The Campanian-Maasrrichri~" molassic Ringbone Basinwas filled by aetritic elements coming from tne uplifted ridges.Precambrian granitic cobbles and arkosic sandstones indicate that the RingDone Formation was depositedduring unroofing of thegranitic basement. Tnis molassic basinhad a continuous histow from LateCretaceous UD to Paleocene : it recorded tne Late Cretaceobs tectonic event. as well as thedeginning of the u Laramide B orogeny, N1200E-trending folds andNE-verging thrusts were created w;thin a left-lateral strike-slio tectonic svstem :flower strucrures are the leclonic ~xnressimnf This "hare

event (angular unconformity R D4 I) : the recent determination of the ige of the RingDone Formation leaas us to propose a Maastrichtian-Paleocene age (73-65 My) for this deformation. - Phase a L. B. 11 is mainly cnaracterized by strike faulting along N120oE airection. In the Cerro de Cristo Rey near El Paso. Texas (Dona Ana County, New Mexico astride me internationalborder) our recentstructural investigation shows Inat folding and strike-slipfaulting witn lu700E-N75oEcompressional axis was themajor stwctural event ddring the Paleocene-Eocene following by a generalizea N120oE wrenching at 47 Ma postdating the NE-verging folds and thrusts Inat are sealed ~y the Eocene- Oligocene volcanic Playas Peak Formation (angular unconformity (I D. .). We propose that tne enaof tne u laramide B orogeny througnout SW New Mexicois middle Eocene in age (47 My), Allthese structures are truncatedby the NS-trenaing extensional fadts ofthe s Basin ana Range u beginning in late-Oligocene. Tnese new results lead us to believe that southeastern Arizona. southwestern New Mexico'ananonnern CnihuanuaDelong to the same geologicalentity where the connection beween me US Cordillera and the mexican Sierra Madre Oriental takes place In a transpressional tectonicreghe. The Texas Lineament'is the major structural feature of the area, and from late Paleozok up to Eocene it controlled the deformation. Thanks to new agesODtained on the RingDoneana hidalgo Formationsand new Structural investigationsin the Cerro de Cristo Rey nearEl Paso. Texas, the s laramide u tectonic eventis constrainea from lateCretaceous (Maastricntian) to earlyEocene (73-47 My) : lul20oE trending uplifts and adjoining detritic basins were formeaas well as flower str~~ctureswithin a preaominanlly strike-slip tectonic system limited by the Texas Lineament. The Texas lineament nas a Tethysian nistory related to the Jurassic opening of the Gulf of Mexico : during lower Cretaceous. me stratigraphic riit-basins of Cninuahua.&Bar and Bisbee wereformea in a mobil zone alonglarge trans- continental lineaments. Thesouthwestern part of me USAalonu the international border Drovides an example of abasement tectonic heritage reiated to amajor lineamen<: me Texas Lineament. West of El Paso. lnis lineament generates a set of N120mE-trending faults

thatconstitute a lame tectonic belt. Tnetransnressional << Laramide >) Cordilleran~~ ~ ~ ~~ Foldbeltof New M&ico was formedwithin thi'stectonic system. The connection between the Southern Rockies ana the New Mexican Cordilleran Foldbelt is located in the Las Cruces - El Paso area. Thierry Rosaz. lnsrirur de Gdodynamiqoe, CNRS Sophia Antipolis. roe Albert-Einstein. F-06560 Valbonne. May 3, 1989 Key words : Cretaceous. Tertiary. Compression Tectonics. Laramide Orogeny (transpression). Thrust fault. Strike-slip faults. Texas lineament. New Mexico. USA. BCREOP 13 (1989) CORDILLERESNORD.AMERICAINES. GeOLOGIE DU SW DU NOUVEAU-MEXIOUE 249

RESUME 3. STRATIGRAPHIE - STRATIGRAPHY...... 253 3.1. Precambrien - Precambrian...... 253 Dans le SW du Nouveau-Mexique. aux confins des Etats-Unis et 3.2. Paleozoique - Paleozoic...... 2% du Mexique. de nowelles donnees ae terrain, ainsi que de recentes 3.3. Mesozoique - Mesozoic ...... 255 decouvertespaleontologiques aans une formation detritiqde syn- 3.3.1. Aptien : Formation Hell-to-Finish - The aprian laramienne(Formation RingDone). permettent de proposer me Hell-ro-Finish Formation...... 255 novvelleinterpretation Strdcturale dupassage des Cordilleres 33.2 Apto-AIDien : FormationU-Bar -, The apro- nord-americaines aux S;erras Maares mexicahes. Celui-cise fait sur albian U-Bar Formation...... 256 leslineaments duTexas et Caltam fini-permiens etreactives au 3.3.3.Albo-Cenomanien : FormationMojado - The Jurassique lors de I'ouverture du Golfe du Mexique. Du Mesozoique albo-cenomanian Mojado Formation ...... 256 au CCnozo'ique. en paniculier pendant la phase compressive << lara- 3.3.4. Campano-Maastrichtien: FormationRingbone mienne u. ;Is contrdlent la sedimentation et la tectonique. Finalement. - The campano-maasrrichrianRingbone For- ces regions sont profondement marquees par la tectonique disten- marlon...... 257 Sive el le magmatisme andesite-ignimDritiqoe (Eocene B Pliocene) 3.4.Cenozoique - Cenozoic ...... 258 3.4.1.Paleocene : Formation hidalgo The paleo- du (< Basin and Range D. du Rift au Rio Grande et ae la Sierra Madre - Occiaentale. cene Hidalgo Formation ...... 258 3.4 2. Eocene-Oligocene inferieur : FormatsonPlayas LeCretace inferieurvoir la generalisationde la trahsgression Peak The eocene-loweroligocene Playas mesogeeme sur lesplates-formes epicontinentales nord-mexicai- - Peak Formation...... 258 nes. Les bassins mesozoiques en li pull-apart n des confins ameri- 3.4.3.Oligocene supbrieur-Miocene : Formation cano-mexicains representent le prolongementdu Bassin de Chihua- Coyote - The ol!gocene-mioceneCoyore For- hua, lui-meme ne au Jurassrque. aans un systeme en transtension marlon...... entre les lineaments Caltam et du Texas. Accompagnant au Creta& 258 sdperieur la strdcturationde la facaaeoccidentale du continent 4. ETUDE STRUCTURALE - STRUCTURAL SURVE %...... 253 nord-americain. une pnase compressive campanienne EW affecte la 4.1. La phasedu Cretace superieur - The upper Crera- region Destrains de plis s,ub-meridiensdeformem localement les ceous tectonic even?...... 263 formations alDO-CenOmaniennes qu'une formation detrilique molas- 4.2. La aeformation <( laramienne D : les differems phases sique recowre en discordance. - The a laramide i) orogeny ana irs different tectonic AuCreta& terminal debute la stwcturation u laramienne >) ca- evenrs ...... 265 racteriseeaans le SW duNouveau-Mexique par deux phases 5.CONCLUSIONS ...... 269 tectoniques distinctes : la premiere est sodignee par la r4acr;vation .. des lineaments et par I'indiwaualisation de rides surelevees conti- 6. REFERENCES ...... 273 nuant ae nourrir le bassin molassique dbtritique campano-maastrichtien deRingbone: la generalisation de la phase << laramienne n au Paleocene s'accompagne ae la structuralion de la Coraillere du SW du Nouveau-Mexique. chaine dbcrochante et chevauchante mise en INTRODUCTION place dam un systeme en tranpression Ihite par des accidents de socle N1200Eavec des chevauchements a vergence NE et aes strdcturesen s fledra. La secondephase est decrochante : des aecrochements senestres le long dacciaents W a NW reprennent les Des Etars-Unis d'Ameriqueau Mexique. ledomaine structuresanterieures. Elle est accompagnee dun volcanisme an- cordillerainnora-americain est traversepar trois grands desitique au Paleocene superieur et B IEocene inferieur. lineaments (Fig. 1) : Lesstructures I< laramiennes 2 sont scellees par les volcanites - le (( Lewis & ClarkLineament 1) (BILLINGLEY & LOCKE. anaesito-ignimbritiqueseocene-oligocenes de Sierrala Madre 1939) ou Lineament du Montana (WEIDMAN.1965). Occidentale qui permettent ae limiter la phase I( laramienne B dans - le ((Texas Lineament n (ALBRITTON& SMITH. 1957). le SW du Nouveau-Mexiqueau Cretace terminal-Paleocene- Eocene - le Lineament Caltam (TARDY,1978) et ses corollaires : inferieur (73-47 Ma). le (1 Mojave-Sonora Megashear n (SILVER&ANDERSON. 1974) et Le passage des Cordilleres nord-americaines aux Sierras Madres la <( CoanuilaFault )) (MCKEE& JONES.1979). decoupesen mexkaines est aim assd dans le SW dd Nouveau-Menique par plusieurs segments structuraux : les Cordilkres canadiennes une chaine decrochante et chevauchanteancree sur les accidents de socle do Texas Lineament que I'on ne considere plus commeun sed au nord du G Lewis & Clark Lineament D, les Cordilleres de accident mais comme on faisceau de failles de direction generale I'ouest des Etats-Unis entre le x Lewis and Clark Lineament )) N120oE. Au droit d'El Paso. la Cordillere du SW du Nouveau-Mexique et le u Texas Lineament )) et les Sierras Madres mexicaines vient se souaer aux structures des Rocheuses Meridionales Cest au au sud du Lineament Caltam. Les Cordilleres nord-americai- niveau du Cerro de Cristo Key et des East Potrillo Mountains que se nes sont ainsi separees des Sierras Madres mexicaines par rencontrent cesdeux frontstectoniques qui. plus a" suden Chi- une bande de 150 Km de large dont les structures d'orien- huahua avec la Sierra Madre Orientale. n'en forment plusqu'un seul. tation generale N120oE (*) sont fonement obliques par rap- Mots-clefs : Crbtace. Teniaire. Compression Tectonique. Orogenie port aux structures americaines et mexicaines (TARDYet a/., Laramienne(transpression) Chevauchement. Faille. DCcroche- ce volume). ment. ((Texas Lineament >>,Nouveau-Mexique. USA. A la Iumikre de recents travaux menes conjointement par la Societe Nationale Elf Aquitaine avec la filiale nord-americaine EAP etpar les universites dePark 6. de Savoie. de BretagneOccidentale etde Nice-Sophia Antipolis. une TABLE DES MATIERES - CONTENTS nouvelleinterpretation de I'organisation strucwrale de la region situee entre les deux grands lineaments du Texas et INTRODUCTION ...... Caltam est proposee.249 1. - CADREGEOLOGIQUE - GEOLOGICALSETTING ...... 250 2. LA CEINTURETECTONIQUE DU SW DUNOUVEAU- (1) Tou!es,les directions donnees aans le texte tiennent compte MEXIQUE - THE SOUTHWESTERN NEW MEXICO COR- de la aeclSna6onmagnetique ae 11.50 dans le SW du Nouveau- DILLERANFOLDBELT...... 250 Mexique et le Nora de Chihuahua. 250 T. ROSA2 BCREDP 13 (1989)

1. - CADREGEOLOGIQUE - pour de nombreux auteurs americains (DREWES.1978, 1981 et 1982: NYOEGGER.1982: WOODWARD& DUCHENE.1981: CORBI~& WOOOWARD. 1977). le u Texas Lineament )I est une structure chevauchante a vergence N-NE dont les differents Le SW duNouveau-Mexique appanient a la province elementsconstituent la ceintureorogenique du SW du physiographique Uu (1 Basin and Range 1) au Sud du domaine Nouveau-Mexiqueet du SE deI'Arizona. Cest pardes cordillerain mis en place lors de la structuration mesozoique chevauchements et des Ubcollements (( laramiens n en nap- etPaleocene de bordureoccidentale de plate-forme la la pes de type a thin skin tectonic 1) que le domaine mesogeen nord-americaine. La region Btudiee, situee aux confins ameri- du Mexique se retrouve sur le craton nord-americain, cano-mexicains et a la rencontre du Plateau du Colorado, des - pour d'autres (TAROY.1978 et 1980: MUEHLBERGER.1980: MontagnesRocheuses meridionales et ,de la Sierra Madre RANGIN. 1982: CONEY.1982 et 1983: TARDYet a/., 1986: ALIBOUIN Orientale de Chihuahua. occupe une position charniere dans et a/.. 1986). un systemede grands decrochements fini- cetedifice. Son traitstructural majeur est une ceinture permiens est a I'origine de la mise en vis-a-vis de ces deux orogenique (1 laramienne )), connuesous le nom de ((new domainespaleogeograpniques ayant une histoire paleozoi- mexicanCordilleran Foldbelt n (ALaRInoN & SMm. 1957 : que commune mais une evolution cretacee differente. Pen- 1969) KING. qui. 3panir d'El paso (Tx). coun le longde la dant la phase (( laramienne )), ceslineaments ont rejoue retombee meridionale Uu Plateau du Colorado etdont la creant un systemeen transpression et ont servi deguides bordure nord est etroitement liee au u Texas Lineament 1) de structuraux et paleogeograpniques. direction N12C-E.Ce lineamentest une longue ligne struc- Le probleme pose par le ((Texas Lineament II est egale- turale transverse et complexe a valeur de decrochement ou dechevauchement. II represente la frontieregeologique mentcelui de la terminaisonmeridionale des Cordilleres majeure au droit de laquelle les deux ceintures oroaeniaues noru-americaines dans I'espace et dans le temps car au sud. le front (( laramien )I de la Sierra Maure Orientale du Mexique du domaine cordillerain nord-americain s'interrompent brusquement : (Fig. 1). peut &re rattache soit a I'ovenhrust Belt Soit au front des Rocheusesamericaines. Suivant la solutionretenue. le - I'Overthrust Belt ((( OTB a), front de I'allochtone cordil- (( Texas Lineament )I est un puissantdecrochement a lara- Ierain. qui disparait au Sud du Nevada au niveau de la (( Las mien 1) ou non. et la ceinturetectonique du SW duNou- Vegas Shear Zone P, veau-Mexique une cnaine en transpression ou un edifice de - le front des Rocheuses chevauchant depuis le Mon- nappes. tanajusqu'au Nouveau-Mexique qui devient une structure confuse au droit d'El Paso oi il est profondement affecte par lesfailles oligo-miocenes du x Basinand Range )> etpar celles. mio-pliocbnes. du Rift du Rio Grande (CABEZAS.1989).

La discontinuite majeure du ((Texas Lineament )) marque 2. - LA CEINTURE TECTONIQUE la limitede la paniestable du craton nord-americain en DU SW DU NOUVEAU-MEXIQUE bordure de la Tethys dont la serie mesozoique de bassin se developpe au Mexique et aux confins americano-mexicains. Tres bienexpose dans la regionde Val Verde (Texas), il Dansle sdouest Uu luouveau-Mexique. le trait mor- decale le tronqon orogenique paleozoique x Marathon-Oua- phologique le plusimportant est une large plaineelevee chita-Appalaches )) (Fig. 2) par un jeudecrochant fini-per- (1300 m d'altitude) Nl00OE a N120oE (Fig. 3). Aunord. se mien (TARDY,1980). Vers I'ouest. le (1 Texas Lineament D est dressent les contrefons meridionaux du Plateau uu Colorado parallele au Rio Grande enbordure sud de la plate-forme representespar les cnahes desBurro Mountains et du texaneet se prolonge au travelsdes Etats duNouveau- Cooke's Range et. ausud. emergent des massifs monta- Mexiqueet de I'Arizona jusqu'a Las Vegas(Nevada) (AL. gneuxdont les elementsstructuraux appaniennent a la BRITON & SMITh. 1957) oh lesaccidents ante-bocbnes sont ceinture tectonique du SW du Nouveau-Mexique decrite par masques par la tectonique teniaire distensive du Basin and ALBRN~ON& SlvllTh (1957) pour qui elle represente I'empreinte I Range )) et par les epanchements volcaniques oligo-mioce- structurale du Texas Lineament 11 dont les limites meridiona- nes de la Sierra Madre Occidentale. Plusieurs interpretations les et septentrionales sont diffuses. De fait, la recherche de tectoniques sont proposees pour le Texas Lineament II et la continuite stratigraphique et tectonique aux confins ameri- la ceintureorogenique du SW duNouveau-Mexique dont cano-mexicains est accompagnee de nombreuses interprbta- I'existence, le trace et la nature posent de multiples questions geologiques souvent contradictoires : des divergences tions : s'agit-il d'un seul accident ou bien d'un ensemble de existent notamment sur la localisation du front de ueforma- plusieursfailles se relayanten un faisceaustructural ? tion. sa natureet son interpretation structdes. Trois Quellessont les relationsexactes entrele ((Texas Linea- rnouelestectoniques sont proposes pour le SW duNou- ment n et la ceinture tectonique du SW Uu Nouveau-Mexi- veau-Mexique : que? Ces deuxensembles structuraux sont-ils etroitement - un mouele en nappes de type u thin skinned tecto- lies ? Le front des Rocheuses meridionales dont les jalons ont nic II avec un niveau de uecollement a la basede la serie ete etudies Uans la region de Socorro au Nouveau-Mexique paleozoique.Des klippes. fenetres et chevauchements de (CABEZAS. cevolume), se raccorde-t-il au ((TexasLinea- plusde 200 km defleche. sont decrits par Comn & ment 1) ? Si oui, comment? Avec ces questions, se pose le WOODWARD(1977): Drewes (1978.1981 et 1982): DREWES& problemede I'interpretation geouynamique du ((Texas Li- THORMAN(1978): WOODWARD& DUCHEEIE (1981)qui consiuerent neament D a I'ecnelle des Coruilleres noru-americaines : si la la Cord;llereorogenique Uu SWduNouveau-Mexique grandemajorite des auteurs s'accordent a reconnaitre.de comme le prolongement oriental de I'Ovenhrust Belt. le long part et d'autre deux domaines geologiques differents, il en du Plateaudu Colorado: esttout autrement de son interpretation tectonique. Deux - unmoaele en soulevement de socle (((basement modeles sont proposes : cored uplift I)) propose par SEAGERR CLEMONS(1982): SEAGER 50'

46'

42'

38'

34'

F#GURE1 Presentation de la zone a'hde s;tuee aux confins am8r;cano-rnex;cains. entre les lineaments au Texas et Caltam, (AIIBOIN et a/.. 19%) Presentation of the surveyed area located in sourhwestern New Mexico (USA] and northern Chihuahua (Mexico). .p8 .06 e 96 D zoc .SO1 .Pll

96 0 ZOl 801 .PlI

zsz & 3Wl31j ew

021 NXLdV

OLL c1 1-1 OLLi r! 001 - 001

06 - ..1 ...'1 . 06 0 N3JNOLNVS 08 - 08 NXNVdWV3

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OZ - 02

WZ BCREDP 13 (1989) CORDILLCRES NORD-AMERICAI~ES.GCOLOGIE DU SW DU NOWEAU-MEXIQUE 255

(Mississippien a Permien basal) de la region de Socorro - Nouveau-Mexique central - (CAaEas. ce volume), est sem- blable a celui du Dassin de Pedregosa. Le trait rnajeur de la sedimentation pendant cette periode (et surtout a panir du Pennsylvanien)est I'exisrence, enbordures sud et est du Plateau du Colorado, de zones hautes emergees (ou horst) delimitant des bassins sedimentaires (ou graben) relies entre eux par des (( seuils n (GREENWOOD& KOTTLOWSKI.1975). Au luouveau-Mexique,ces paleo-traits morphologiques (les i( uplifts n et u Dasins n desauteurs americains). on1 une orientation NS dans la partie centrale et N1200 dans le SW. Enchasse entre lehaut-fond de Burro-Florida (terrninaison meridionaledu Plateau du Colorado)et le haut-fond de Diablo-Hueco au Texas, le bassin de Pedregosa est ainsi relie adx bassins d'orogrande au Nouveau-Mexique central et de Delaware au Texas occidental (Fig. 4). Ainsi, a la fin destemps paleozoiques. lebassin de A Pedregosa. limitepar des accidents N12WE. occupela borduremeridionale du Plateau au Colorado, du SW du Nouveau-Mexique au SE de I'Arizona. II est a noter que ces structures positives, regissant la paleogeographie du Paleo- zoiquesuperieur. ont leursgrands axes paralleles la direction du ([TexasLineamenta (N120'3E):aucun rnouve- men1decrochant fini-permien n'aBte enregistredans leS sedimentsneritiques permo-pennsylvaniens au SW du Nouveau-Mexique: Seules desvariations de facies SOnt observeesentre ces formations et celles du Plateau du Colorado (KOTTLOWSKI,1965). Ce substratumprecamDrien et paleozoique est faiblement plisse a la fin du Paleozoique et auMexique. il estrecouvert en discordance par une puis- sameserie m~sozoiq~~edont lespremiers termes ne sont qu'aptiens au SW du Nouveau-Mexique.

3.3. MESOZOIQUE

L'histoire sedimentaire mesozoique est celle au Bassin de Chihuahua - Chihuahua a I'extrernite nord-occidentale du domaine tethysien ne tardivement. au Jurassique. avec I'ouverture du Golfe FNGURE4 du Mexique (Comoan et a/.. 1980; RANGIN. 1982).Alors que A: Les horst et graben pennsylvano-permiens (les <( uplifts D et IeS dans la partie centrale du Nouveau-Mexique on observe une (I basins D des auteurs amerkains) de la panie centro-meridionale du sedimentation continentale ad Trias et au Jurassique, et une Nouveau-Mexique (rnodifib a'aprks ARMSTRONGet al.. 1979). lacune totale du Cretace inferieur (CABEZAS.ce volume), les 6: Caneisopaque (en metres)du Pennsylvano-PermLen dans la premiers dep8ts mesozoiques du SW du Nouveau-Mexique paniecentro-rn6ridionale du Nouvead-Mexique (modifih daPreS GREEIV~OODKomowsa. 1975). et du SE de I'Arizona sont des gres et des arkoses temoi- 8. A : Major srructure features of southern New Mexico region : the gnant de la.grande transgression aptienne qui accroit. dans uplifts and basins (modified from ARMSTRONGet al.. 1979). un systeme en transtension limite par les lineaments trans- 6:Pennsylvanian . lower Wolcamp (Permian] isopach (in meters). continentaux Caltam et du Texas, le Bassin de Chihuahua sur Modified from GREENWOOD& KOITLOWSXI. 1975). ses marges E, NE et NW (TARDY,1978: MAW,1987) Ainsi. des TU : ~~cson.Arizona; Do : Douglas. Arizona: CG : CasasGrandes. Chihbaha RG : Rio Grande: EP : El Paso. Texas:Pe : Pecos. Texas: la fin du Paleozoique. on assiste a I'individualisation de deux M;: Midland. Texas:LC : LasCruces. New Mexico: So : Socorro. domaines paleogeographiques de pan et d'autre du [[Texas Flew Mexico: AI : Albuquerque. New Mexico. Lineament )) et I'autre au nord du Mexique. Dans la region etudiee,les depdts mesozoiqdes appar- tiennent a unbassin unique qui se prolonge au SE de I'Arizona etque nous nommons. Bassin de Bisbee - U- Bar B. D'un Etat a I'autre. rnalgre de tres bonnes correlations 3.3.1, Aptien : Formation Hell-to-Finish lithostratigraphiques et biostratigraphiques. la nomenclature des formations differe notamrnent pour le Mesozoique; dans D'une epaisseur totale voisine de 400 m. elle est caracteri- le SW du Nouveau-Mexique. celle etablie par ZELLER(1966 et see par une alternance de .gres mal trieset de niveaux 1970) estde rigueur (Tableau 1). tandisqu'en Arizona on conglomeratiques dans les premiers 100 m : ils soulignent la utilise les formarions definies parRANSOME (1904) et amenaes transgressionaptienne sur le substratum paleozoique (dis- par STOYANOV, (1949).DREWES (1968 et 1971) : Glance. Morita. cordance u D, a). Des bancs silteux lie-de-vin les surmon- Muralet Cintura (Sossok. Fig. 2. cevolume). Le cycle tent tandis que, vers le sommet, des intercalations calcai- sedirnentaireapto-cbnomanien est represente.dans le SW res et greso-marneuses assurent le passage graduel avec du Nouveau-Mexique. par trois formations (ZELLER.1966). la Formation U-Bar. 256 T. ROSAZ BCREDP 13 (1989)

3.3.2. Apto-Albien : Formation U-Bar 3.3.3. Albo-Cenomanien : Formation Mojado

Epaisse de 1600 a 1900 m. elle est composee de calcacres Elle est representeepar pres de 1600 m degres. bruns a Huitres et de marnes calcaires couronnees par une quanzites et marnes greseuses affleurant au sein de larges barre recifale formant falaise et armant la plupan aes reliefs synclinauxarmes par la FormationU-Bar. A dominante (ZELLER.1966). Parmi les Ammoniteset les Foraminiferes detririque.elle marque la regressionde la merdu Cretace benthiques. on note lesgenres apto-albiens Kazanskyella, inierieur(MACK, 1987). Unefaune a PblbcypodesTrigonia Cheloniceras et Beudanticeras (GUTHRIE.1987) et Orbitolina emow;, Gasteropoaes. Ammonites et Foraminiferes indique texana texana (Aptien superieur) ainsi que Sabaudia minura, unage albien superieur a cenomanien inferieur (u Washita Pseudocyclamlna et Coskinolinoides sunnilandensis de I'Al- Group )) de la N TexasGulf Coast P; GRISWOLD.1961; ZELLER. bien inferieur (d6terminat;on : Microstrat Inc., Denver, Colo- 1966: GALEMORE.1986). rado USA - et M. Moullade de I'lnstitut de Geodynamique Jusque la. I'histoire sedimenraire mesozoique ne renferme de I'Universite de Nice-Sophia Antipolk). aucm evenemenr rectoniqueimponant comme I'atteste

A A A A Plateau du Colorado I

Toponymie Az : Arizona. USA * AN :MountainsAnimas NM : New Mexico, USA LH :HatchetLittle Mountains

Tx : Texas, USA FLO :Florida Mountains

CH :Chihuahua, Mexique

SO :Sonora. Mexique ,.;:,.: ... :...::; ...... ,; ..... €paissew des s6diments sugriewe h 3000 m r,. .:: :. . ::. :: . FIGURE5 Carte isopaque (en metres) du Cretace inferieur dans le SW A donneeS smtigraphiques(compilation) du Nouveau-Medque (maaiiie daprhs MACK,1986). Lower-Cretaceous isopachous map (in meters) in southwes- rem NWJ Mexico and adjoining areas (modified from MAC<. ,?OQO' courbes isopaques (intervalla : 1000 m) 1%8]. BCREDP 13 (1989) CORDILLERES NORD-AMERCAINES. GEOLOGIE DO SW DU NOIJVEAU-MEXIOUE 257

I'absencede discordance angulaire. Seules sont notables zoique. Finalernent. le bassin de Bisbee-U Bar se ferrne au quelquespulsations aetritiques quartzeuses dans la Forma- Cenomanien (GALEMORE.1986: MACK.1987). cornblepar les tion U-Bar.Toutefois la configuration au bassinrnesozoique sediments de plusen plos detritiques de la Formation de Bisbee-U-Barrnontre que la sedimentationa ere influen-Mojaao (Fig. 5). ceepar .les elementspaleogeograpniques qui I'entourent : Plateau au Coloradoet naut-fond de Burro-Florida au nord 3.3.4. Carnpanien-Maaestrichtien : FormationRingbone et plateau texan au Diablo a I'est dont les lirniies rneridio- nalesepousent la direction au i

,v Limits weidentaler des lransgresions Cretad superieur (HOOK, 1986)

B 0 258 T. ROSAZ BCREOP 13 (1989) remanies de plusieurs centaines de metres (ex : le bloc de dioritiquesapparaissent deformes au sein des structures Livermore dans les Linle Hatcnet Mountains). La nature des <( laramiennes >). Cene formation se presente egalement sous elements detritiques est variee : gneiss precambriens. cnens forme de coulees datees a 54.9 Ma dans les Little Hatchet et dolomies paleozoiques. calcaires greseux a Fusulines du Mountains (MARVIIUGet at.. 1978:M,. Fig. 8); unelegere Cretace inferieur et volcanites ante et syn-laramiennes. Une discordanceangulaire existe a leurbase marquant une analyse des gres revele que les sources u'appon detritique premierepnase u laramienne )) cnevauchante (discordance sontdistinctes de celles des gres du Cretace inferieur n D, n etphase a laramienne )) u L, N): il fautnoter que confirmant I'existence d'un bassin molassique maastricntien localement la FormationHidalgo est concordante. Par ail- dont I'origine n'est pas Ihee a I'nistoire tethysienne du bassin leurs. elle est ueformee : des plis a axes venicaux ont ete cretace inferieur de Chihuahua (Fig. 6). Une etude de thermo- decrits uans les Little Hatchet Mountains, de mgme. au droit luminescencemenee sur des grains de quanz (J.P. Ivalui. d'El Paso. dans le Cerro de Cristo Rey (Fig. 3). des andesites Centre de Rechercne de Geologie mediterraneenne. Univer- datees a 47 Masont affectees par des decrochements site de Nice-Sophia Antipolis) confirme I'origine neterogene N120oE. II sembledonc que ces formationsvolcaniques deselements detritiques de la FormationRingbone et la paleocenessoient, en tout ou partie. contemporaines de remobilisation du socle precambrien. L'orientation des figu- I'orogenese u laramienne n et paniculierement d'une phase res desedimentation - structuresimbriquees, structures endecrochement reprenant les structures (( laramiennes )) entrecroisees.rides. - reflete un svstemede deD6t Dre- precoces (phase (( L2 ))). sentantde multiples directions de paleo-courants' le long d'une ride NlOOoE a lul20oE. 3.4.2. Eocene-Oligocene inferieur : Formation Playas Peak Des Gasteropodes. des 8ivalves. des os de Dinosaures et des Nannofossiles on1 ere recoltes au lieu-dit )) N Playas Peak Caracteriseepar des emissions calco-alcalines (basaltes dans les Little hatchet Mountains. Les pollens Verrumonoli- etandesites) conremporaines des volcanites de la Sierra tes sp.. Retitricolpites sp., Acquitriradites spinulosus (COOK. Madre Occidentale et du Mogollon Plateau, cette formation SON & DETTMAIU)et Cicatricosporiressp. suggerent un age post-orogeniquerepose endiscordance angulaire sur les cretacesuperieur (determmation. Microstrat Inc.. Denver, formationsanterieures (discordance D, Descoulees Colorado)et la recenteddrermination de deux venebres u B). andesitiques datees : 1) uans les Little Hatchet Mountains a caudales des TyrannosauresAlbettosaurus et Dasplerosaurus eta/.. 1978: Fig. 8) et a 37.6 Ma permetd'attribuer un Bge campaniensuperieur a 44.7 Ma (MARVING MI. (echantillon 69 : Fig. 8): 2) dans les Klondike Hills a 36.2 Ma maastrichtien.(Determination S. Lucas. AlbuquerqueNew et 33.9 Ma (THORMAIU.1977 : TI. Fig. 8): 3) dans les Victorio Mexico Museum; B. Kues. University of New Mexico. Albu- Hills a 41.7 Ma (ThORMAN & DREWES.1980: T2. Fig. 8). a querque, communication personnelle: L~VIIIONetal., 1989). La 46.2 Ma et a 44.4 Ma (ecnantillons 192 et224 : Fig. 4) dans FormationRingbone est correlable avecla FormationFon 8); lesFlorida Mountains a 36Ma (CLEMONS. 1982: CI. Fig.8). Crittenden(Santono-Maastricntien) d'Arizona oriental (DRE. scellentles structures de la phase <( laramienne )) er en wES. 1981).la Formation8oca Grande (age indetermine) de paniculierles decrocnements tardifs du SW duNouveau- Chihuahua, la FormationMcRee (Maastrichtien) du Nou- Mexique. S'ajoutent a cesdonnees des datations de sills : veau-Mexiquecentro-meridional et la Formation DaKota 35.7 Ma dans les Little Hatchet Mountains intercale (Senonien) du Nouveau-Mexique central (Fig. 7). pour I'un dans la Formation U-Bar (echantillon 59 : Fig. 8) et 42.5 Ma La Formation Ringbone repose en discordance angulaire dans les Florida Mountains pour un autre basaltique calco- sur le Cretace inferieur. Cette discordance u D, n temoigne alcalin(echantillon 26 : Fig. 8). Ces volcanitessont parfois d'un evenement tectonique ayant plisse les series anterieu- affectees par une tectonique en failles normales de direction res. Les criteressedimentologiques et structuraux demon- NlICPE a N13CPE post-laramiennes. On ObSeNe doncun trentI'existence d'une sedimentation de type molassique. volcanismeimportant durant I'Eocene-Oligocine inferieur detritiqueet (( catastrophique n le long d'unescarpement permenant de proposer une limite superieure a 47 Ma pour morphologiquenourissant lebassin en elements precam- la fin de la phase u laramienne )> (Lutetien). brien. paleozoique et cretace inferieur : la sedimentation est detype epicontinental a lacustre.Commencee au Cretace superieur, elle se poursuit. au pied d'escarpement de failles 3.4.3. Oligocene superieur-Miocene : Formation Coyote de direction F1120aE. tout au long de la phase (( laramienne n enregistrant ainsi ses differents soubresauts tectoniques. Les massifsmontagneux du SW duNouveau-Mexique sont bordes par des failles normales sub-meridiennes appar- tenant a la phase aistensive a Basin and Range n qui recou- 3.4. C~NOZOIQUE pent B I'emponepiece les structureslaramiennes )> ainsi queles failles et les massifs volcaniques d'Bge eocene- Oligocene inferieur. Cette pnase s'accompagne d'une emis- Le Cenozoiqueest essentiellement constirue de forma- sion de volcanites oligo-miocenes recouvranten discordance tions volcano-detritiques. les formations anterieures (discordance u D, n). Dans les Linle Hatchet Mountains, "ne couleerhyolitique est datee a 3.4.1. Paleocene : Formation Hidalgo 27.4 Ma (ecnantbllon 57 : Fig. 8): dans les Klondike Hills. un sill est date a 24.3 Ma (DEALer at., 1978 : Dl. Fig. 8): dans les Oatee a 58.2 Ma dans les Little Hatchet Mountains (LORING Victorio Hills. un Bge de 24.8 Ma a ete mesure sur une coulee & LORING.1980 : LI. Fig. 8) et a 57.7 Ma et 59.1 Ma dans les rnyolitique (THORMAIU& DREWES,1980 : T2, Fig. 8) et dans les VlctorioHills (echantillons 70 et 202 : Fig. 8). elle est syn- FloridaMountains, des coulees sont datees a 29.3 Maet a tardi-laramienne.Des dykes syn-tectoniques d'affinite 23.6 Ma (CLEMONS.1982 et 1985 : C1 et C2. Fig. 8) tandis que calco-alcaline andesitique (Bcnantillon 70 : Fig. 8). et rnyoliti- I'echantillon 229. preleve dans une coulee de latite fortement que(ecnantillon 202: Fig.8) de m&me quedes dykes enrichie en batyum. a donne un age de 30.4 Ma. ECREDP(19891CORDlLLERES13 NORD.AMERICAiNES. GEOLOGIE DLI SW DU NOUVEAU-MEXIQUE 259

0 20 40

t Composition normative pour15 ichantillons deg&s provenant de la Formation Ringbone (Campanc-Maastrichtien) Old Hachita area, Little Hatchet Mountains

Qm :Quam monocristallin ; Qp : Quartz polycriswllin ; Ch : Chert : PI : Plagioclase : Or : Onhose Ls :fragments liLhiques d'origine ddimen&e ;Lv : Fragments lithiques d'origine volcanique.

Formatloo Rlngbone (CnmpPna-~Mlnntrlchtlen) ...... Formattuns du CrCtneC inr&leur ...... *. * .. * ** * ***** * *T ** * ** ****** * ** ** * * * F L F Lt

Diagrammes QFL et QmFLt pour57 kchandllons du Crbtacb infbrieur . (Formations Hell-to-Finish, U-Bar et Mojado)et du Campano-Maastrichtien (Formation Ringbone)

Qt = Qm + QP F=P + K Lt = Qp + L Qt : Quartz (total) F : Feldspaths (total) Lt : Fragments lilhiquw aphanitiques (total) Qm : Quartz monaeristailins P : Plagioclases Qp : Quartrpallcrirtailinr QP : Quartzpoirerirtallins K : F~ldPpsfh~pOls(.iqYES L = L" r LE Lv : Fragments iithiqws d'origihe rOlcaniqUe Lr : Fragments lithiqwsd'arigine sfdimentsire

F,GURE7 Histogrammeset diagrammes lriangulaires QFL etQmFLr montrant la compos;tionnormative des gr6s au CrCtacC inferieur(Formations hell-ro-Finkh. &Bar et Mojaao) et du Crbtace superiebr (Formation Ringbone). b Histogramsand tr;aangular QFL andQmFLt diagrams showing percentage framework of Sandstonesfor the lower Cretaceousformations and the upper-Cretaceous Ringbone Formation of New Mexico. I 260 T. ROSA7. ECREDP 13 (1969)

1) - Formations stdimentaires ante-laramiennes. 2) - Formations volcaniques syn-laramienne, - Formations volcaniques post-laramiennes (Eockne suptrieur-Oligockne). 4) - Formati volcaniques oligockne terminal-mimkne inferieur dela Sierra Madre Occidental.5) .Dykes. Discordance angulaire. 7)- Age K-AI (en Ma) obtenu sur des coulees massives, suivi d reference bibliographique (a) ou de la reference deYechantillon (b). 8) - idem mais pour les i K-Ar (en Ma) obtenus sur des sills. NB: Pour les r6ferences bibliographiques (Ml, Dl ... etc. ) se reporter au texte. Ki : Groupe U-Bar (Creta& inftrieur) ; Ks : Formation Ringbone (Cr6tact suptrieur) ; 1 Formation Hidalgo (PalCockne-Eockne inferieur) ; Tp : Formation Playas Peak (tpis andtsito-ignimbritique dela Sierra Madre Occidental: Eockne sup6rieut"Oligmkne inf6rieur); ' Formation Coyote (Oligmhe sup6rieur"iockne inferieur)

FIGURE8 Corr6lations radiocnronologique 21 straligraphique dans le SW du Nowem-Mexique. (aa1at;ons : Methode q?.'oAr. H. Bellon. univ, de Bretaqne Occidenrale. Bresr). Radiochronologic and srrarigraphic correlations throughout sourhwesrern New Mexico luoooz 0 IHH 262 T. ROSA2 BCREDP 13 (1989)

DISCORDANCEANGOLAIRE "03" e"

ROSACESSTRUCTURALES

CARTE DE LOCALISATION

FIGURE10

La deformationcrbtacee superiaur : I OldHachita area h. LinleHatchet Mountains. La discordance (I D~Betles structures Plicatives

sub-mbridiennes ~ donnees microtectoniques (fentes de tension]. The upper-xetaceous deformation in the Old Hachiia area. Little Hatchet Mountains the d D3n angular unconformily and the submeridian folds Microtectonic data : structural rose-diagrams for the r en Bchelons # fissure zones within the lower Cretaceous formations. Km : Formation Mojado (Albo-Chomanien): Ks : Formation Ringbone (Crdtace sup6rieur): 03 : discordance anguiaire cretacbe superieur. BCREDP 13 (1989) CORDILLERES NORO-AMERICAINES. GEOLOGIE DU SW DU NOUVEAU-MEXIQUE 263

4. - ETUDE STRUCTURALE pression NSOOE. dedirections de cisaillemenis dextres a N600E-h75+ et senestres a N1150E-Nl300E (Fig. 10) et d:un plissement NS. une succession de synclinaux et d'anticlinaux Dans les trois massifs etuoies. alors qu'une seule tectoge- amples et de direction sub-meridienne affecte les formations nese et un seul bassin detritique mesozoique etaient obser- apto-cenomaniennes du flanc nord-oriental des Little hatcnet ves. nous avons mis en evidence deux phases de deforma- Mountains (<

Tc VI Legende structurale (nomenclature) Tp 1 : s Olde Hachita Fault z WI 2 : <( Ola nachita Anticlines B Th

6: s L,vermore Fault D 7 : G( Southern Fault D 8 : << Hachita Peak Anticline n 9 : <( Granite Pass Thrust >) Legende stratigrapnique PC: Socle PrBCamDrien: Ki : Shes au Crerace infeneur don1 Kh : hell-to-Finish: Frn (Aprien). Ku : U-Bar Fm (Albien) el Km : Mojaao Fm (Albo-Chomanien). Ks : Cretace superieur Ringbone Fm): Tg : Granite eocene. Tn : Hidalgo volcanics /PalCocene-Eocene): .Tp : Playas Peak volcatks (Oligo-Mio- cene): Tc: Coyote Hills volcan~cs (Miocene superieur). vu. PC Toponymie a : Old hachita (ruines) Jtl D ? PlayasPeak c : Livermore Well d : Howells Well e : Granite Pass Noter la aiscordanceangdaire (D3) entre leCretace super;eur (Formation Ringbone) et leCretacC inferieur(Formations hell-to- Finish.U-Bar et Majado). Cettediscordance scelle les plus submeridiens qui son1 rea6formCs au cows de la phase (< laramienne n. Srrarigraphic key PC: Precambrianbasement: Ki: Lower-Creraceoussfrara among which are Kh : Hell-to-Finish Fm (Aprian], Ku : U-Bar '0 mi 0.5 Fm (Albian) and Km : Mojado Fm (Albo-C4nomanian]: Ks: c- Upper Creraceous Ringbone Fm: Tg : Eocene granite; Th : I I Hidalgo volcanics (Paleocene-Eocene); Tp : Playas Peak vol- R.17 W. R.16 W. R.15 w. 0 0.5 canic~(0l;so-MioceneJ: Tc : Coyore Hills volcanics (upper- km Miocene]. * Bloc do Livarm~rl Srrucfural legends and geographic nomenclarure FIGURE11 Same as irench key above Cane structurale des Little HatchetMountains. Hidalgo et Grant Nore Iheangular unconiormiry(D3] in beween the upperdreraceous Counties. Nouveau-Mexique. Ringbone Formation(Ks) and rhe lower-Cretaceoussfrata (K!]. These Structural map of rhe Linle Hatchet Mountains. Hidalgo and gram sub-meridian foldsare sealed by the Ringbone Formarion. During rhe Counties. New Mexico. K laramide u orogeny, fhere NS-trending folds were redeformmed. 264 T. ROSA7. BCREDP 13 (1989) Sud Nord

LOCALISATION

N@ I H WI

HRf OHf Sf .,...<

Roches skdimentairesVolcanites R lntrusils Structures

km E;: Ki -05 PI Tg

0 Th BCREDP 13 (1989) CORDILLERES EIORO-AMERICAINES. GEOLOGIE DU SW DI, NOWEAU-MEXIOUE 265

4.2. LA DEFORMATION u LARAMIENNE m : vertical decrochant : la (( Southern Fault )) (u 7 )) : Fig. 11 et 12). LES DIFFERENTESPHASES et dans les Florida Mountains ;I est caracrerise par plusieurs ecaillesstructurales precambriennes se raccordant a un accident de socle subvenical : la u Florida Fadn (Fig. 15). Elle estcaracterisee dans le SW du Nouveau-Mexique Ces accidents de socle presentent des jeux decrochants qui par: reprennent ces structures chevauchantes. Ces couloirs tecto- - descnevauchements a vergence NE s'enracinant en niques et ces failles decro-chevauchantes s'agencent en un profondeurdans des couloirs tectoniques de direction faisceau de direction generale N12CPE expression du u Texas N100-120oE limitespar des accidents subvenicaux decro- Lineament )) qui seraitainsi represente. dans le SW du chants. Nouveau-Mexique. par un ensemble d'accidents crustaux se - lebassin molassique de Ringbone probablemenr li- relayant enechelons et delimitant des zones oh la defor- mitepar des accidents de socle de direction N120oE et mation (< laramienne )) estpaniculierernent dense. Notre enregistrant encontinu lesdeformations du Cretace supe- nouvelle interpretation structurale de la region repose sur la rieur et du Palhocene. notion d'neritagestructural. avec notamment un tresfort contrBle de la deformation << laramienne u parle ((Texas Les fronts de chevauchements laramiens )) se presentent sousforme de contacts tectoniques tangentiels de fleche Lineament D. inferieure a 2 km dontles limites meridionales sont dans tous A la lumiere des canes. des differentes coupes geologi- les cas marquees par des couloirs tectoniquesN90oE-Nl20oE ques et des recentes datations des Formations Ringbone et bordes par des failles subvenicales. Ainsi. dans les Animas Hidalgo, le calendrier tectonique Suivant peut gtre propose Mountains. les deux cnevauchements (1 laramiens n s'enraci- pourla structuration u laramienne i) dansle SW duNou- nent auniveau des failles de Curly et deZeller (x cf n et (( zf )) : veau-Mexique. Fig. 13 et 14): dans les Little Hatchet Mountains. le chevau- - Phase <( L, n (Paleocene inferieur) : ce stade precoce chement <( laramien )) principal se greffe sur un accidenr esr caracterise d'abord par une reactivation des lineaments

FIGURE12 Coupes geologiques. Little Hatcher Mountains. Hidalgo et Grant Counties. Nouveau-Mexique. Geological cross sections of rhe Lirtle Harchet Mounrains. Hidalgo and Grant Counties. New Mexico.

Legende structurale (nomenclature)

OHf : I( Olde hachita Faulr,, OHa : 8 Old Hachita Anticlines > HRf : c Howells Ridge Fault I HRr : x Howells Ridge Tnrust u HWs: % howells Well Syncline D Lf : u LivermoreFault I Sf : Legende stratigraphique + Rocnes sedimentaires reposant sur le socle precambrien (PC) Ks : Creta& superieur (Ringbone Fm) Km : Mojaao Fm (AIDo-Cenoman;en) Ki : Creta& infbrieurdont - Ku : U-Bar Fm (AlbLen) Kn : Hell-to-Finisn Fm (Aptien) Pz : Roches paleozoiques + Roches ;ntrus;ves et volcaniques Tc : Coyote hills volcanics IMjocene superieur) Tp : PlayasPeak volcanics Ol!go-m;oche) Tn : Hidalgo voIcan;cs (Paleocene-EocBne) Tg : Granite (Eocene) + Discoraances anqulaires (019. .. .I Noter la discordance angulaire (D3) entre le CretacB supbrieur (Formation RingDone) et le CretacC inferieur (Fqrmations Hell-lo-Finisn. U-Bar el Mojado). Cetre aiscordance Scelle les plis sub-mhridiens qui sont redeform& ad cours de la phase u laramlenne P. Strarigraphic key + Sedimenraly rocks overlying rhe Precambrian basemenr (PC): Pz: Paleozoic srrara: Ki: Lower-Creraceous strata among which are the aprian Hell-io-Finish Fm (Kh). the albian &Bar Fm (Ku) and rhe albo-cenomanian Mojado Fm (Km). + Volcanic and pluronic rocks :eocene granire (Tg]; paleocene-eocene Hidalgo volcanics (Th): oligo-miocenePlayas Peak volcanics (Tp) and upper miocene Coyore Hills volcanics (Tc). + Angular onconformiries (Or,? ) Srructural key and nomenclature Same as french key above Nore (he angular unconformiry (04 in bermen rhe upper-Cretaceous Ringbone Formarion (Ks) and rhe lower-Creraceous srrata (Ki). These sub-meridian folds are sealed by the Ringbone Formarion. During the R laramide a orogeny. there NS-mending folds were redeformed. 266 T. ROSAZ BCREDP 13 (19891 BCREDP 13 (1989) CORDILLCRES NORO-AMERCAIFIES. GEOLOGIE OU S'N OU NOIJVEAU-MEXIOUE 267 dedirection N120oE accompagneepar une surrection de inferieurpuisqu'au lieu-dit x OldHacnita )) (LittleHatchet panneaux de socle comme I'attestenr les etudes conduites Mountains). la, Formationhidalgo repose en discordance sur les molasses du Cretace superieur. Ces rides alimentent angulaire (

FIGURE13 Carte structurale de la panie nora des Anhas Mountains. Hidalgo Couniy. Nouveau-Menique. Srrucrural map of rhe norlhern Animas Mounrains. Hidalgo County. New Mexico.

Lbgende structlrrale A: Failles normales au R Basin R Range u n : IRingbone Tnrust D B : Chevaucnementslalamiens aont - . . { It. (i Johnson Thrust D

C : Plis lalamiensdonr wf : E : Plis du Crbtacb sopbrieur &.Breches tectonlques. Legenae stratigraphique 1 : socle prbcambrien: 2: SCrie palBozoique (Cambrien a Pennsylvanien); 3: Serie au Crbtacb infbrieur (Formations Hell-to-Finish. CI-Bar et Mojado): 4 : Formar;on Ringbone (Crbracb supbrieur): 5 : Monzonite oligoche aatbe a 34.9 Ma (Drewes. 1986). Noter la aiscordance angulaire (Dg) entre le CrbtacB superieur (Formation Ringbone) et le Cretace infbrieur (Formations Hell-to-Finish. U-Bar et Mojado). Cette discordance scelle les plis sbmbridiens qui Son1 redCformbs au cours de la phase u laramienne D. Strucrural key A : Basin & Range normal-faulting B: Laramide rhrusrs including rhe Ringbone Thrust (rr) and the Johnson Thrust fir) C: Laramide folds including rhe Wilson Folds (wf) D : Highly deformed and shanered Zone wirh rhe CupFaulr (cf) and the Zeller Faulr (zf) and rectonic breccia (22~) E :upper-Creraceous folds Srrarigraphic keey 1 : Precambrian basemenr: 2: Paleozoic srrara (Cambrian through Pennsylvanian): 3: lower-Cretaceous srrara (Hell-ro-Finish. U-Bar and Mojado Formarions): 4: upper-Cretaceous Ringbone Formarion: 5: Oligocene monzonite dared at 34.9 My (Drewes. 1986). Note rhe angular unconformiry (Dd in berween rhe upper-Creraceous Ringbone Formation (Ks) and rhe lower-Creraceous srrata (Kg. These sub-meridian folds are sealed by rhe Ringbone Formarion. During rhe ,T laramide a orogeny. rhese NS-rrending folds were redeformed. T. ROSAZ BCREDP 13 (1989)

RIWGBOHE Pass s zf cf N

300m 0 JOAHSOH Canyoz s zf I cf I N

r++r*+++ r++r++

300m 0 zf cf zf I ANIMAS Peak SI , N

,300m ? I zf 300m 0 I cf ' CURRY Pass , po1950m N BCREDP 13 (1989) CORDILLERES NORD-AMERICAINES.GEOLOGIE DO SW DO NOUVEAII-MEXIQUE 269

5. - CONCLUSIONS de rnetamorphisme et de plutonisme, plus paniculierernent la pnase au cretacesuperieur (phase oregonienne) qui structure la faqade occiaentale ou continent nord-americain. Aprbs avoir aecrit la stratigraphieet lesrnolrvements Pendantce temps, le aomaine marin mesogeen occidental tectoniques du SW du Nolrveau-Mexique enintegrant les n'estsolrmis a aucunevenement tectonique compressif donneesDibliographiques nous proposonsde retracer. en imponant : seule une extension liee au jeu transcurrent des conclusion. les granaes etapes de I'evolution geodynamique lineamentsamericano-rnexicain est ObSeNee. On disringue a I'ecnelle du sdouest desEtats-Unis et duMexique plusieurs etapes : septentrional(Fig. 16). - Jurassiquesuperieur (160-140 Ma). A I'Oxfordien-Kim- meridgien. oebute I'ouvenlrre du Golfe du Mexique (DIC~IN- .Jurassique superieur-Cretace. A cette perioae. I'evolution SON & CONEY,1980: HALL et ai.. 1984) par le jeu transformant dudomaine coraillerain pacifique est active (RANGW 1982): des lineaments arnericano-mexicains sur lesquels s'indiviaua- il est affect6 par plusieurs phases tectoniques accornpagnees lisent en pull-apan les bassins intracontinentaux de Sabinas.

FIGURE 14 Coupes geologiques. panie nord des Animas Momtains. Hidalgo County. Nouveau-Mexique Geological cross sections of rhe norrhern Animas Mounrains, Hidalgo Counry. New Mexico.

LCgende tectonique

H Plis laramiens don1 wf : e Wdson Folds i) TI : s Ringbone Thrust z Cnevaucnements laramiens doni - [ jt . * Jonnson Tnrust 2) ci : << Curly Fault n Couloir iectonique limit6 par - d : i

Laramide folds including rhe Wilson Folds (wfl &==' Laramide rhrusrs including ihe Johnson Thrusr fit] and rhe Ringbone Thrust (n] a Highly deformed are sharrered zone wirh rhe Curry Faulr (cf] and rhe Zeller Fadr (zq &"-A NSupper-Creraceoous folds Srrarigraphic key 1 : Precambrian basement 2 I Cambrian Bliss Sandstones: 3: Paleozoic srrara (Ordovician rroughr Pennsylvanian]: 4 : lower-Creraceous srrara(Hell-ro-Finish. U-Ear and Mojado Formarions): 5: upper-Creraceous Ringbone Formarion: 6: Oligocene monzonire dared ar 34.9 My (DREVUES.19861. N !hS

A Ff

LCgendes structurales Ff :Florida fault Mt : Mahoney lhrust

Legendes stratigraphiques PC :socle prkambrien (granite) Sf : Formation Fussd~nan(Silurien)

FIGURE15 Les Ccailles iectoniques de Mahoney Park Amphitheater. Florida Momrains. Luna County. Nouvead-Mexique Tectonic slices in rhe Florida Momrains. Luna Counry, New Mexico (Mahoney Park AmphirhearerJ: BCREDP 13 (1989) CORDI&RES NORD-AMERICAINES. GEOLOGIE OU SW OU NOIIVEALI-MEXlOUE 271 puis de Cnihuanua (TARDY.1980). Au mgme moment. I'arc (TARDY.1980 : BERGE. 1982). Dansle SW du Nouveau-Mexique ouest mexicain nait de la subduction de la plaque pacifique ainsi que dans I'est de I'Arlzona. une chahe en transpression (Kula). Cet axe volcanique. distinct du continent nord-ameri- se met en place le long d'accidents de socle avec individuali- cain au cours du Trias et du Jurassique. est cnarrie vers I'eSt sation de structures chevaucnantes a vergence NE alors que, sur la marge continentale lors de la phase nevadienne de la plus au nord. one tectonique de couvenure. se moulant sur fin du Jurassique. ancrant ainsi I'edifice nevadien sur le des accidents de socle, est decrite (CABEZAS.ce volume). Les Sonora. (RANGIN. 1982: AUBOUINera/., 1986; ROURE & SOSSON. volcanites de la Formation Hidalgo du Paleocene superieur 1986: SOSSON& CALMUS. 1989).Par contre. la panie centrale scellent ces structures attribuees auPaleocene inferieur du Nouveau-Mexique connait une sedimentation continen- (discordance u D, n). tale detritique (CABE~S.ce volume): - Danien-Bartonien (65-47 Ma). Des decrochements se- - Aptien-Albien (119-97.5 Ma). Cette periode est marquee nestles de direction N1200E affectent I'ensemble du SW du par la generalisation de la transgression mesogeenne sur les Nouveau-Mexique et du SE de I'Arizona. La formation plates-formes Cpicontinentales (VAIL et a/.. 1977). Les gres volcanique de la Sierra Madre Occidentale. (Formation Playas aptiens se deposent aux confins americano-mexicains dans Peak) liee a la subduction de la plaque Farallon,Scelle leS les bassins de Bisbee er de U-Bar qui representent le dernieres structures u laramiennes n strictement decrochan- prolongement en pull-apan du Bassin de Chihuahuane tes (phase u L2 n et discordance (1 D, B); ainsi une limite egalement dans un systeme en transtension. entre les linea- superieurepour la phase (1 laramienne n estproposee a ments du Texas et Caltam (ORTUNOARZATE. 1985). A I'Aptien. 47 Ma. De meme, dans la partie centraledu Nouveau- la communication entre les domaines pacifiques et meso- Mexique, on observe une reactivation d'accidents de socle. geens est probablement assurbe alors que le norddu desdecrochements dextres affectant la bordure est du Nouveau-Mexique est emerge, la lacune du Cretace inferieur Plateau du Colorado pendant I'Eocene moyen a terminal (?) etant en effet generale (CABEZAS,ce volume): (CABEZAS,ce volume). - Turonien-Coniacien (9147.5 Ma). Avant le Senonien. Miocene-Pliocene (25-5 Ma). Les domaines mbsogeen debute une evolution structurale symetrique de I'ouest des et pacifique sont desormais etroitement associbs ; ils Etats Unis : a panir de I'axe volcanique pacifique. les structu- connaissent la meme evolution cenozoique liee a I'histoire res gagnent progressivement vers I'est et vers I'ouest pour pacifique avec une tectonique mio-Pliocene extensive en donner naissance au domaine cordillerain (Cordilleres et (1 Basinand Range )) dans le SW des Etats-Unis et la for- Montagnes Rocheuses) et au domaine franciscain (Coast mation du rift intracontinental du RioGrande au Nouveau- Ranges). Le premier (< eventail structural )) nord-americain se Mexique (CABEZAS.ce volume). En Chihuahua central, une met en place (AUBOUIN et a/.. 1986). Les deformations com- phase decrochante mio-pliocene est decrite par COLLETTAet pressives intracontinentales a vergence NNE affectent toute a/. (1982) et ChAuLoT-TALMoNT (1984). Elle n'apas ere retrouvee la region depuis le Sonora jusqu'en Chihuahua. En Sonora. dans le SW du Nouveau-Mexique oh seules des structures se mettent en place des unites tectoniques a vergence NE extensives de direction N120oE (phase u pre-Basin and (RANGIN. 1982) alors qu'un ecaillage du socle aCC0mPagne Range n) et N180DE (N Basin and Range n) sont obsetvees : le d'une deformation ductile de n/pe x thin-skin )) se produit en premier staae de I'extension est accompagne par un volca- Arizona (Phase Piman, DREWES,1981; SOSSON. ce Volume). A nisme alcalin date de I'Oligocene superieur (Formation I'esrsur I'avant-pays (en Cnihuahua et dans le SW du Coyote) reposant en discordance sur les volcanites Bo- Nouveau-Mexique). on otxetve des plis sub-meridiens SCel- oligocenes dePlayas Peak (discordance (( D, I)); le second 16s par les molasses campano-maasrricntiennes de la Forma- episode correspond B la generalisarion de I'extension << Basin tion Ringbone qui enregistrent les premieres deformations and Range n qui decoupe les cordilleres en norst et graben <( laramiennes n. Plus au nord. apres un long hiatus accompa- d'orientation submeridienne. Cette tectonique en failles gne d'une erosion et d'une pbneplbnation. on aSSiSte a la normales se superpose a la tectonique extensive du Rift du transgression d'une mer epicontinentale representee Par leS Rio Granae dans la region d'El Paso (Texas) et de Las Cruces sediments terrigenes de la Formation DaKota d'8ge CbnO- (New Mexico) oh il est fon aifficile de les distinguer. mano-Coniacien (CABEZAS.ce volume). L'idee maitresse de ce modele structural est I'influence Les temps (1 laramiens n (73-47 Ma). Dans le SW du de la structuration ancienne du socle sur le dispositif Nouveau-Mexique. la limite Cretace-Paleogene esr caracteri- u laramien n : nous considerons la ceinture orogenique du see par I'orogene laramienne )> qui met fin a I'evolution du SW du Nouveau-Mexique comme une chaine intra-conti- domaine occidental mesogeen en le structurant et le ponant nentale liee a la presence d'accidents (1 tethysiens n fini- 2 emersion : cette pnase tectonique soude le aomaine permiens et a l'existence de tectoniques superposees. On terhysien au craton nord-americain dont I'evolution etait distingue unephase cretacee tangentielle (compression Paleocene. ont ete independante jusqu'au Deux phases E-W)et deux phases (( laramiennes 1) tangentiellespuis decrites aux confins des Etats-Unis et du Mexique : la Phase decrochantes qui resultent de I'adaptation du champ de (( L, n caracrerisee au Cretace terminal-Paleocene (avant le contrainte aux accidents de direction NlOOoE a N120oE. Ce depbt de la Formation Hidalgo syn- a tardi-laramienne) par grain tectonique est attribue au ((Texas Lineament n dont des rides N120nE et des chevaucnements a vergence NE et le rBle dans structurationla etla paleogeographie SW et la Phase (( L2n marquee par des aecrochements de meso-cenozoi'que est capital, Cette influence de la structu- direction N1209E decoupant les structures anterieures entre ration ancienne du socle sur ledispositif tectonique le Paleocene superieur et I'Eocene moyen. meso-cenozo'ique est generale sur les bordures orientale - Maastrichtien-Danien (73-65 Ma). Cette epoque etmeridionale du Plateau du Colorado. Les bassins marque la generalisation de la phase u laramienne )) dans le mesozo'iques du SW du Nouveau-Mexique sont, quant a SW des Etats-Unis et notamment la structuration de la Sierra eux, nes dans un systeme en transtension entre ces linea- Madre Orientale de Chihuahua et le double aeversement du ments dont la genese estliee 6 I'ouverturedu Golfe du bassin de Chihuahua sur ses marges orientale et occidentale Mexique. Cest dans la region de Las Cruces (NM) et d'El 272 T. ROSAZ BCREDP 13 (1989)

Maestrichtien-Danien : 73-65 ma , BCREDP 13 (1989) CGRDILLERES NGRD-AMCRICAINES. GEGLDGIE DU SW DU NOUVEAU-MEXIOLIE 273

\SONORA MEXIQUE { AidzmimlCiud8d ChihvahuafiF

CHIHUAHUA COAHUlLA

Ainsi. il apparait que le Sv\! du Nouveau-Mexiqueest geologiquement d'une importance capitale : les bassins en transtension tethysiens sont transformes en chaine trans- versale x laramienne n en transpression dans le prolongement des edifices mexicains de Sabinas et de Chihuahua assurant ainsi, le long du u Texas Lineament n, ie passage entre les Cordilleresnord-americaines et iesSierras Bassins molas*iw= 0 Madresmexicaines. La recentedatation de la Formation IPiCO"li"*"ntl"X molassiqueRingbone permet de limiter la deformation u laramienne B au Paleocene-Eocene dans le SW du Nou- -Q Bssrlnr mlrogdcnr veau-Mexique. ...:.. :. e" "pYII.apa,," Y :z;;y Remerciements / Chevnuchemtntr m&ro-dtacl~ PliS ~'lalamh""' Je tiens a rernercier les Societes SNEA(P) et EAP. et au Plir du CrdLad rup&ieur sr travers d'elles rnes tutem petroliers B.Plauchut et M.Zirn- merrnann : grace a leur sourien logistique. financier et sc;ent;fique. j'ai pu passer plus de 14 mois sur le terrain aux Legender eommunm aux sehemas reIraqan1IVvolution confins arnericano-mexicains. Que A.Villien. M.Tardy. R.Blan- geadynamique du des PIdu Nord du Mexique SW USA chet. B. Plaucnut. M. Zimrnerrnann et M. Sosson soient egalernent assures de ma gratitude pour leurs critiques et FIGURE 16 suggestions tout au cours de la redaction de cet anicle. Je Evolutiongbodynamique de la panie sua-ouest des USA et ae remercie egalernent R.Cornelle. coordinateur de ce volume I'extremenord au Mexiquedepuis la fin du Jdassique jusqu'au Pliocene. consacre a la geologie du SW du continent nord-americain Geodynamic evolution of sourhern USA and nonhern Mexico from et qui a accepte de le poblier. Enfin. un coup de u Stetson )I late Jurassic up to Pliocene. arnica1 a rnes deux compagnons Pascal et Marcqui ont 1). ((Texas Lineament U. 2) - Lineament de Boquillas-Salinas. 3) - Li- panicipe avec moi a cette epopee geologique dans le Far "&ament Caltam. 4) - s Coahuila Fadl n. 5) - s McKee Fault n. West n arnericano-rnexicain.

6. -- REFERENCES Paso (Tx) que se situele passage entre ia chaine en transpression du Nouveau-Mexique et le frontdes Rocheu- ses meridionales. Les structures observees dans les East ALBRI~ON,C.C.Jr. & SMITA, J.F.Jr. (1957). - TheTexas Potrillo Mountains sont de meme type que celles decrites Lineament. - In: Relaciones entre la tectonica y la au front des Rocheuses meridionales : etce (1 range n sedirnentacion. - 2Olh Intern. Geol. Congr. Mexico, Secc. representerait le temoin ie pius meridionaldes Rocheuses. 5, 501 -518. 274 T. ROSA2 BCREDP 13 (1989)

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Marc SOSSON

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0396-2637/89/CQ13-0277 $3.80 B 1989 SOC.Nat. Elf Aquitaine (Production). F-313M) Boussens 278 M, SOSSON BCREDP 13 (1989)

RESUME relient le front ue deformation cretace moyen de VOvenhrust Belt et la Dranche decrochanteseptentrionale ae I'edificelaramien de la Sierra Madre orientale. Le sad-estde retat a'Arizona a sub; plusieursevenements tectoniques avant I'extension cenozoique. 11 est situ6 au passage aes Mots-clefs : Lineament(Bassin BisDee). Rtft (Transpression) Com- Cordilleres nord-americaines des USA avec les Sierras Madres press;on Tectonique. Chevaucnement. C;saillement. Mylonite. mexicaines. Denouvelles aonnees structurales confirmem. qu'une Faille. Ecaille Tectonique. Socle. Roche Metamorphique. Secon- abformation ductile en rappon avec aes cisaillements ae vergence aa,re. Tectonique Superposee. Arizona. NE s'est effectuee au cours du Cretace supbrieur. Elle est responsable d'dn surepaiss;sseement crustal instiateur des s Metamorphic Core Complexes D (MCC) avant le Neogene. AuJdrassiqde terminal-Cr8tac8 basal un epkode aistensif a TABLE DES MATIERES - CONTENTS provoqde la formationd'un rift continental. le Bassin de Bisbee. Iimite par des accidents de socle de direction N 1300 E aont la Iimite INTRODLICTION ...... 278 nord est representeepar le lineament ad Texas. II s'agit de la terminaisonseptentrionale du Bassin de Chshuahua. Iui-meme en 1. - LES DONNEES STRATIGRAPhIQUES - STRATIGRA- prolongation nord-ouest au Golfe ad Mexique. PHlC DATA ...... 281 1.1.Le Precambrien The Precambrian...... A panir du Cretace moyen le regime tectonique devient compres- - 281 1.2. Le Paleozoique - The Paleozoic sif. le socle vient cnevaucner sa couvenure avec une vergence NE : ...... 281 1.3. Le Trias et le Jurassique The Triassic aim aansles Dragoon Mountains. me unitemetamorphique - and rhe Jurassic ...... 281 chevauche un autochtone relatif peu aeform8. Ce massif correspond 1.4. Le Cretace infbrieur The Lo,ver Cretaceous 281 3 la prolongation sud au Catalina-Rincon Mountains < Metamorpnic - ...... 1.5.Le Creta& sdperieur - The Upper Creraceous 283 Core Complex L'Btude structurale revele plusiem phases de .... u. 1.6.Le Teniaire - The Teniary 283 deformationcompressives a" seinde I'allochtone. La premiere...... Uuctile. esl liee a un cisaillementvers le NE. La seconae. fragile. 2. - LES NOUVELLES DONNEES STRUCTURALES - NEW reprend la mCme vergence. La troisieme est caractCrisCe par des STRUCTURAL DATA ...... 283 dhcrochements.des plis submeridiens et deschevaucnements 2.1. Les DragoonMountains - The Dragoon Mow- rearesses de vergence est. rains ...... 283 Plus au sud-ouest. dans les tiuachuca Mountains apres I'episoae 2.1.1.Le noraaes Dragoon Mountains - The precoce d'ecaillage vers le NE. un regime transpressif s'intalle II est MountainsDragoon nonh ...... 283 materialis8 par des decrochements dextres or;entes N 1300 E et par 2.1 2 Le Centre aes DragoonMountains - The des ecaillages du socle sur leCretacC a vergence SW. Dans les Sanra central Dragoon Mountains ...... 286 Rita Mountains cet episode affecte le Creta& supbrieur. 2.1.3. Conclusion sur la tectonique des Dragoon Mountains Conclusion on theDragoon Trois pnases compresskes majeures pewent donc Ctre mise en - M ountains tectonics Mountains 288 evidence : un marriage vers le NE avec. dans cenains cas. myloni- ...... 2.2, Les Hdachuca Mountains The Huachuca Moun- tisation le long de cisaillements auctiles: un Bvenement en domaine - rains ...... 288 fragileen continuit6 avec la premieredeformation: me phase transpressive pal8ocene4oc8ne fait reiouer des accidents de socle 3. - EVOLUTION TECTONIQUE DU SUD-EST DE L'ARI- jurassiquesterminal. crCtaces Dasal. Entre le Creta& supbrieuret ZONA - TECTONIC EVOLUTION OF SOUTHEAST I'Eocene la airection ae la comrainte principale passe ae N 0650 E ARIZONA ...... 289 a N1100E. 4. - CONCLUSION ...... 292 Des I'Oligoceneles acciaents majem sontrepris en failles .. normalesdenudant I'abtochtone relatif et I'onitC allochlonemeta- 293 5. - REFERENCES ...... morphique (MCC). Un magmatisme intense se aeveloppe. il scelle par enaroits la totalit6 des structures. Dernier episoae. a panir du Mio-Pliocenela tec1oniq.e du s Basin ana Range D decoupe I'edifice en lanieres ae horst et graben. INTRODUCTION Les MCC son1 aonc lies. aans le SE de I'Arizona. a un ecaillage du socle sur la borduresud au Plateau duColorado pendant le Creta& moyen a superieur. et 3 leu denudation adant I'Oligo Le SE de I'etatd'Ar;zona [USA) appanient a me zone- Miocene. Cette region constitue un nceod structural complexe. oh se relai. strucruralement cornplexe. de 1 000 Km de long appele

FIGURE1 Cane Strucldrale des cordilleres de I'Odest aes Etats-Unis modifiee d'apres AuaOUIN et a/. (1986). Par soucis de clan6 les Structures < Basin ana Range 11 ant e16 volontairement sbpprimees. Seule la pan;e des Corailleres nord-ambricaines comprise entre le lineament ae Lewis and Clarn et le lineament du Texas a et6 detaillee. 1 : aecrochement: 2 : faillenormale: 3 : failleinaifferenciee: 4 : cnevaucnement: 5: Iigne ad strontium ("Sr/"Sr = 0,706): 6 : volcanisme quaternaire: 7: volcanismeteniaire: 8 : principaux bassins: 9 : granites. Domaines cordillbrain (10-12); 10 : autochtone (a : affectepar la deformation laramienne: b : non affecte): 11 : allochtone; 12 : principaux I( Metamorphic core complexes n: 13 : domaine Pluto-volcanique: Chaine c6tibre ou Coast Range (14-16): 14: serie 0pn;olitifBre de la Grea Valley: 15: series franciscaines: 16: bloc salhien: 17: ceinture tectonique crCtac6 moyen B supbrieur: 18 : ceinture tectonique laramienne (PalCogBne): 19 : ceinture tectonique miocBne. Structural map of rhe western US cordillera modified from AUBOUIN et al. (lSb'6J. In order to clarify the sketch. the R Basin and RanQe srructures have been omitred. Dnlv the area between the Lewis and Clark lineamenr and

...... b. notdeformedj, 11 : allochrhonous: 12: main e I;ietamorphic Cor Compie~esr~3:pluto-vo/canicarea,! unirs. with ophlolites; 15: franciscan units: 16: salinian Block: 17: mid-creraceous Belr; 18: laramian Belt /pale&dnel;.. 19: mi&?% Belt.' A : Albuquerque: E : Boise: C : Cnihbahua: D : Denver: EP : El Paso: H : Helena: H: Hermosillo: L : Laramie: !A : Los Angeles: LV : Las Vegas: P : Pncenix; S : Seattle: SF ' San Francisco: SLC : Salt Lake City: T : Tucson: V : Vancower. BCREDP 13 (1989) TECTONQUES SUPERPOSEES DANS LE SE DE L‘ARIZONA 279

46”-

42’.

38’

34” 280 M. SOSSON BCREDP 13 (1989) e Las Vegas-El Paso Gap )) (NYOOEGER.1982) a la limitede m6meque la limitesud serait en fait la <( Mohave-Sonora deuxedifices tectoniques distincts (AUeOuN et a/., 1986) megashear n (ANDERSON 8. SINER. 1979) leg6rement decalee (Fig. 1). vers le sud par rapponau lineament Caltam. Quoiqu'il en soit. Au nord. I'Overrhrust Belt (OTB) representelefront ces grands lineaments furent mobilises au Jurassique supe- principalde deformation du aomaine est-cordillerain ayant rieuren failles rransformantes intra-continentales lors de commence a jouer des le Cretach moyen (ARMSTRONG& ORIEL, I'ouvenure au Golfe duMexique (TARDY.1980: DICKINSON. 1965: ARMSTRONG.1968: VILLLEN. 1980: LE VOi', 1984; 8LANCHET 1981). II estd'ailleurs tres probable. comme il estdiscute era/.. 1986: ORIEL.1986). Plus a I'est. les Montagnes Rocheu- aans cette note, que nombre de structures mesozoiques et ses correspondent a une zone ecaillee Paleogene caracteri- cenozoiques soient guidees par ces anciennes fractures (et seepar de faibles deplacements tangentiels a douDle leurreseau associe) dont I'une constitue precisement la deversement. limite sud au Plareau au Colorado (lineament du Texas). Au sod.dans les Sierras Madresmexicaines, le front Dans ce contexte. les auteurs ont classiquement anribue d'allochtonie situe Q I'est dans la Sierra Madre orientale est I'ensemble des structures compressives du SE de I'Arizona date Paleocene superieur (TARDY.1980); alors qu'a I'ouesr la a I'orogenhselaramienne, au sens large, au Cretace supe- deformation serait albienne dans la Sierra Madre occiaentale rieur-Paleogene (<( LaramideOrogeny ))). provoquee par un (RANGIN. 1982; TARDYer a/,, 1986). raccourcissement NE-SW (DREWES,1978: DAVIS. 1979; DREWES. II est par consequent difficile de relier airectement, meme 1981; DIC

F,G"RE 2 Schema structural simplifie au SE ae I'Arizona. Les contacts anormaux B triangles noirs representent les contacts majeurs de premiere phase compressive. ceuxa triangle blanc : les contacts ae secondes phase compressive. L~Scontacts A carre noirs represenrent les decollements oligo-miocenes. Srrucrural skerch map of sourheasrern Arizona. Tectonic conracfs with black triangles are the firsf main rhhrusrs. with white triangles showing the second rectonic event. The derachment faulr is drawn with black squares. BCREDP 13 (1989) TECTONIOUES SUPERPGSEES DAM LE SE DE LARIZGNA 281

A la tectoniquecompressive laramienne se superpose 1.2. LE PALEOZOiQUE I'extension cenozoique. Amorcee ;I y a 25 Ma, elle serait a I'origine des (i Metamorphic Core Complexes D (MCC) (CONEY, II debute avec lesBolsa Quanzites du Cambrien Moyen 1980) des Santa Catalina et Rincon Mountains (Fig. 2) inter- qui peuvent atteindre 150 metres d'epaisseur. A leurbase, un pretesalors comme des semelles crustales autochtones conglomerat remanie le socle metamorphique et les roches (DAVIS & CONEY,1979). Dernier episode. la tectoniquedis- intrusives. Lui font suite des quanzites massifs passanta des tensivedu Basin and Range adecoupe en laniere tout carbonates a niveauxsiliceux typiques de la Formation I'ediflceen (( evitant >) le Plateau du . Colorado.gagnant Abrigo du Cambrien superieur. Marqueurs remarquables du plusieurscentaines de kilometres vers le sud-est jusqu'au domaine coraillerain, I'Oraovicien. le Silurien et le Devonien Centre du Mexique. inferieur sont absents. Le Devonien superieur est represente Letuae structurale de secteurs clesdu SE de I'Arizona par la Formation Martin (Frasnien) constitue par des marno- permet de preciser le passages des structures d'Bge cretace calcaires (95 metres)passant par endroits a desniveaux moyen a Paleogeneentre les corailleresnord americaines detritiques:elle constitue un bon niveau ae decollements desUSA et les Sierras Madresmexicaines. Deplus, la dans la couvenurepaleozoique comme dans les Dragoon presencede MCC dans ce secteur. a proximite du Plateau Mountains. Le Mississipien se signale dans le paysage par au Colorado peu deforme pose le probleme de la localisation une barre de calcaire massif (210 metres) tres caracteristique au frontde deformation compressive et de sa reactivation (EscabrosaLimestone). Une alternance de marno-calcaire lors de I'extension cenozoique.Les resultats obtenus aans les pouvantatteindre 1200 metresd'epaisseur caracterise le Dragoon Mountains permettent de mieux comprenare dans Pennsylvanienet le Permieninferieur (Black Prince Forma- uncontexte de tectoniques superposees la presence et la tion. Horquilla Limestone, Earp Formation. Colina Limestone signification des u Metamorphic Core Complexes )) par rap- et Epitapn Dolomite). Dans le sud-est de I'Arizona I'epaisseur pon a leur environnement. moyenne au Paleozoique est de 1650 metres: il estdonc Apres unebreve presentation desdonnees stratigrapni- beadoupplus condenseque les series de plate-forme ques de ce secteur de I'Arizona. I'etuae structurale de deux contemporaines de I'allochtone de I'Overthrust Belt. chainons : lesDragoon Mountains et les Huachuca Moun- tains (Fig. 2). sera detaillee et conauira a proposer un modele d'evolution tectonique de la region. 1.3. LE TRlAS ET LE JURASSIQUE

Apanir du Trias. le SE de I'Arizona estcontinental et volcanique. Ce volcanisme commencerait des le Trias infe- 1. - LESDONNEES STRATIGRAPHIQUES rieur avec la presence de rhyolite, d'andesites et de tufs (Mt. Wrightson Formation) (DREWES.1968). II se poursuit durant le Trias superieur et le Jurassique (Garaner Canyon Formation, La nomenclature stratigraphique comparee entre le SE de DREWES.1968; CaneloHills Volcanics. KLLITII. 1982). II aete I'Arizonaet le SW du Nouveau-Mexiqueest flguree sur le considerecomme a unarc magmatique de marge active Tableau 1. (DREWES. 1972) que I'on retrouverait en Sonora (CONEY,1978). La stratigrapnie est relativement homogene dans tout le Recemment aes donnees geocnimiques le rattachent a un secteur. II n'a pas ere decrit ni detecte. par exemple. d'unite volcanisme alcalin lie 5 un episode de rifting continental en tectoniquestratigraphiquement differente du reste de la prolongationnord-ouest du Golfe du Mexique (DICKINSON. region pouvant &re consideree comme la prolongation sua 1981; has& Ru~z.1987). Des aatations effectuees dans les desseries au Plateau au Colorado. Par consequentune niveauxtufaces intercales avec lespremiers niveaux du estimation du taux de aeplacement ne pourra &re calculee ConglomeratGlance anribuent, a la paniesuperieure du sur la seule base des donnees stratigraphiques. Cest pour- volcanisme.un Bge Jurassiquesuperieur (151 4-1- 2 Ma quoicelles-ci sont volontairement presentees ci-aessous Rb/Sr sur roche totale) (KLUT~era/., 1982). a'une maniere syntnetique. Par contre dans la seconde panie de cette note, cenaines caracteristiques stratigraphiques sont decriteslorsqu'elles apponent des arguments precis pour 1.4. LE CRETACE INFERIEUR I'interpretation structurale. II est represente par le Groupe Bisbee comprenant quatre formarions et debutant parla panie superieure du Conglome- 1.1. LEPRECAMBRIEN rat Glance. Celui-ci. tres caracteristique dans toute la region, remanieparfois des blocs de dimension hecto a kilometri- AI'affleurement il est essentiellementconstitue de Pro- ques de calcaires paleozoiques. Facies et epaisseurs varies terozoique moyen metamorphique (Pinal Schist) traverse par indiquent un mode de dep6t a proximite de relief de failles desplutons granitiques dates a 1 420 Ma +/- 10 (SILVER, (BILODEA~et a/., 1987). Au dessus. la Formation Morita non 1978) etrecouveri en discordance par les quartzites au datee. est constituee de snales rouges et de gres clairs lies Proterozoique superieur (Apache Group). Celui-ci est peu ou a une sedimentation dans une ambiance tectonique (KL~TE, pasrepresenre dans le SE de I'Arizona.Des diabases tra- 1987). Les gres passent a des calcaires grbseuxa Huitres puis versent tous ces terrains sur la bordure sud du plateau du au calcaireaptien-albien a Orbitolinides(Formation Mural) Coloraao.mais elles disparaissent progressivement vers le (RANSOME. 1904: STGYANOV,1949). Ensuite la serie est regres- sud avec leProterozoique superieur. L'origine de ces laves sive et I'on retrouveun contexte continental avec la Formation basiquesest reliee 3 unepisode tectonique extensif en Cintura representee. de nouveau. par une alternance de gres margemeriaionale au Plateau duColorado a la findu violets et de snales sombres avec quelques crachees detriti- Proterozoique (ShmE. 1967). ques.On notera que ce grouperepose en discordance 282 M.SOSSON BCREDP 13 (1989)

TABLEAU1 Nomenclature stratigrapnique comparee entre le SE de rArizona et le SW du Nouveau-Mexique. Srrarigraphic charr: a c0rnpar;son beween southeastern Arizona and sourhwesrern New Mexico.

SE ARIZONA SW NOUVEAUMEXIQUI

MIOCENE Formation Pantano Formation Coyote OLIGOCENE

EOCENE ? Formation Playas Peak

PALEOCENE Formation Salem Formation Hidalgo Uaaslrlehllen CRETACE SUP. Formation Fort Crittendm Formation Ringbone Campanlen

Formation Mojsdo Albien CRETACE INF. Formation U-Bar

Aptlen Formation Hell-to-Finish

JURASSIQUE TRIAS

Leanardlen

PERMIEN

Wolfcampien Mlssourlen PENNSYLVANIEN DesMoiniea Hoquilla Morrowlen

Cheslerien MISSISSIPPIEN Meramereen osageeo

? ? Formation Swishelm-Portal Formation Pcrcha DEVONIEN Formation Martin

SILURIEN Formation Fusselman

Cl"flnnallen Formation Montoya ORDOVICIEN 3hamplalnlen

Canadlen Formation El Paso

? ?

rempealeaulen Formation Abrigo Formation Bliss CAMBRIEN Franconlen Formation Bolra Dresbachlen

PRECAMBRIEN BCREDP 13 (1989) TECTONIOUES SUPERPOSCES DANS LE SE DE L'ARIZOIUA 283 canographique sur le Jurassique volcanique. le Paleozo,que 40 km (Fig. 3). offrent un bel exemple de passage de structu- at le Precambrien (HAYES,1970 a et b). A I'affleurement. je n'ai res metamorphiques a desstructures plicatives non meta- jamaisrencontre de discordance angulaire. Son epaisseur morphiques. moyenne est de 14M) metres.

1.5. LECRETACE SUPERIEUR

Decrit reposant en discordance angulaire sur le Cretace inferieur (GILLULY,1965: DREWES,1971). il est represent6par de molasses continentales et Iacustres caracterisees par des conglomeratspuissants. des gres et des shales bruns 2 Gasttropodes, Dinosaures et bois flortes dela Formation Fon Crittenden du Campano-Maastrichtien. Ces series, qui attei- gnent 1 800 a 3 OOO metres d'bpaisseur. sont recouvertes par lesandesites et les dacites de la Formation Salero. On retrouveces facies dans lenord du Sonora(Formation Cabullona. RAEIGIEI. 1982) et dans le SW du Nouveau Mexique (Formation Ringbone, ROSAZ. 1989. ce volume).

1.6. LE TERTlAlRE

II est caracterise par des alternances de laves rhyolitiques et andesitiques avec des sediments continentaux remaniant lesubstratum decrit ci-dessus. Les laves eocenessont discordantes surle Paleocene. Tres puissant(superieur a 4033 metres), le Teniaire comprend, entre autres, la Forma- tion Pantano (BREEINAEI.1958) decollee avec son substratum desnoyaux metamorphiques et qui est datee de I'Oligo- Miocene (38.9 +I- 1.5 Ma. MARVINet a/., 1973).

2. - LES NOUVELLESDONNEES STRUCTURALES

La borduresud du Plateau du Coloradodans le SE de I'Arizona est allongee. selonune direction "J-SE. par des vallees paralleles : la zone de transition, oh les deformations ontinduit des structures plicatives d'amplitude moyenne affectant la couvenurepaleozoique et le Cretacb superieur volcanique. II n'existepas de Cretaceinferieur de type Bisbee. Ab nord le Plateau du Colorado est affecte par des flexurations.Selon ALaRInOIU & SMITH (1957) la zone de transition correspond au lineament duTexas. Au sud de cette FIGURE 3 limite, larnorpnologie changebrusquement. Des horstet orientes NW-SE s'arquent vers le sud pour prendre ScnCrna StrucIural des Dragoon Mountains. (localisalion Fig. 2). graben 1 :lineation a'allongement: 2 : axe de pli isoclinal de phase 1: 3 : axe unedirection submeridienne (Fig. 2). II s'agitalors d'une de oli Isvnclinal a aauche. anticlinal a aroitel de ohase 3: 4 : chevau- morphologie de type(1 Basin and Range n comparable a celle cherndni rnaieur dk premibre phase: 5 : inevauchement de phase du Grand Bassin dans le Nevada. tardive: 6 : a6collernent: 7 : faille venicale: 8 : allochtone trhs dC- forme; 9 : intruS,on du Cocnise Stronghol 24 Ma. Les Dragoon Mountains et les nuacnuca Mountains sont Srrocrural skerch map of Dragoon Mounrains. (Location on Fig. 2). localisees dans la region mediane duSE de I'Arizona (Fig. 2). 1 : linearion; 2 : fold isoclinal axe of firsr evenr: 3 : fold isoclinal axe Ces horsts possedent des structures paralleles a leur allon- of rhird evenr (left : svncline. riahr : anriclinel: 4 : thrusr faulr of firsr gement(NW-SE) permettant d'observer dans les vallees event; 5: rhrdsr fauliof lare e;ent: 6: detadhmenr faulr: 7: verrical faulr: 8: allochrhon (inrensively deformed): 9: Cochise Stronghold transverses de tres belles coupes. Si les Dragoon Mountains inrrusion 24 My. ont la particularite de presenter des terrains metamorphiques charries etdecolles. les tiuacnuca Mountains revdent I'existence dedeformations tardives transpressives liees vraisemblablement a la reactivation d'accidents de socle. 2.1.1. Le nord des Dragoon Mountains

Ce secteurcartograpnie par DREWES (1987) apresles 2.1. LES DRAGOON MOUNTAINS travaux de GILLIILY (1965). se distinguepar la presencede plusieursstructures superposees. Les nouvelles donnees Situeesdans leprolongement geographique SE du permettent de differencier trois unites tectoniques principa- u Metamorphic Core Complex n des Catalina-Rincon Moun- les : un autochtone.affecte par des structurestardives. tains(Fig.2). les Dragoon Mountains, longues d'environ separe par un contactchevauchant majeurd'une unite 284 M. SOSSON BCREDP 13 (1W) allochrone deformee de faqon ductile et enfin. "ne partie de I'allochtone glissee tardivement le long du contact basal et repris en faille normale. e Lautocntone relatif est caracterise a I'affleurement par du Paleozoique et du Cretace inferieur de type u Bisbee D. A sa base le conglomerar Glance (Jurassique terminal-Cretace basal) repose en discordance canographique sur le Paleozoi- que superieur (Fig. 4). Par endroits. ce conglomerat englobe des blocs de Paleozoique de tailles variees (decimetriques a hectometriques)interpretes par DREWES (1987) cornmedes ecailles tectoniques. Mais la marrice du conglomerat Glance penetre dans les mohdres diaclases de ces blocs calcaires etles emballe complerement. Du NE au SW tourefois plusieursaccidents chevauchants redresses tronponnent la serie. IIs sont accornpagnes d'un plissement se moulanr sur eux-m6mes (Fig. 5). La vergence des structures est ENE avec des axes deplis submeridiens deverses vers rest. Locale- ment. et a proximire des contacts anormaux. les galets du conglomeratGlance son1 etires Suivant une direction compriseentre NO 4& a W650 E. En outre. des indicateurs strarigrapniques permettent de derecter le rejeu de cenains chevauchementsen faille normale (Fig.4 et 5). Norons cependant I'absence de meramorphisme dans cette unite de oase. e L'allochtone, chevaucnantpar un contactredresse I'autochtone. implique le socle precambrien et sa couvenure qui.contrairement I'autochtone relatif a ere deforme;il a Subi plusieurs phases de deformation. La premiere a provoque I'apparition dune foliation parallele a la strarification So Elle est ires bien exprimee dans les marbres paleozoiques par un etirement important de la calcite. Des silex, en forme de cigares allonges N 0650 E. pourraient aussi en &re des temoins bien que I'origine synsedimentaire d'un tel etiremenr l., W.LL o,.mon* I 110. - ne soil pas totalement exclde (srructure prelithification). Les N' criteres du sens decisaillement observes. indiquent un deplacementvers le NE. Acette premiere deformarion se FIGURE4 superposeun plissemenr en s kink n avec developpement Schema structural du nord et du centre, des Dragoon Mountains. dune seconde schistosite plus ou rnoins bien exprimee. La 1 : &atemaire: 2: intrusion du Cochlse Strongnola (24 Ma): directionmoyenne des axes deplis est 1500 E avec un 3 : gcoupe Bisoee (CrBtace infbrieur): 4 : ConglomCrat Glance (Ju- N rassiqueterminal.Cretac8 Dasal): 5 : PalCozoique indifferencie: deversement relativement faible vers le NE. Enfin une troi- 6 : Precambrien indiflbrencib: 7: chevamhemenr precoce: 8 : che- sieme phase se rraduit par un plissemenr hecro Kilometri- vauchement. rardif: 9 : aecollement. que d'axe N 0100 a 0300 E quiploie toures les structures Srrocrurai skercn map of nonh and cenrral Dragoon Moonrains. anterieures. entreautres les linearions d'allongement L,, et I: Ouarernaw: 2 : Cochise Srronghold inrrusion (24 My): 3 : Bisbee un contactcnevaucnant precoce ayant transpone le socle Group (Lower Creraceous); 4 : Glance Congiomerare (Lare Jurassic- early Creraceous) 5 I undifferenciaied paleozoic rocks; 6: undiffe- precambrienmeramorphique sur sa couvenureetiree alors renriared Precambrian rocks: 7: ihrust fauir of fmevenr: 8: rhrusr a I'extr6me. a la maniere ues deformation de style pennique fadof lare even?; 9: derachmenr fauli. (Regiondu Jordan Canyon) (Fig. 5). caracterisriques de cenains MCC (Ruby Mountains dans le nord du Nevada par exemple). e Lallochtone glisse le long d'un accident nomme Fourr schistosire subvenicale. Ces plis sont orienres entre N 130 et Canyon Thrwt par DREWIES(1987) represente les reliefs mous 1500E. Enfin la rroisieme. axee selon la directionN 010 a de la panie SW du nord des Dragoon Mountains (region du 0300 E reprendles deux structures anterieures. Le contact Fourr Canyon) (Fig. 4). II est constitue de marbres paleozoi- enrre cette unite er I'allochtone est represente au nord par ques recouvens par le Groupe Bisbee ires deforme. Comme une zone decrocnante a composanre normale dexrre cornme pour I'allocntone. I'analyse structurale revele trois phases de I'indiquent les srries observees sur le miroir de faille. D'apres deformation. La premiere aprovoqub I'apparitiond'une la cartographie. ce contact anorrnal tronque les structures de foliationsubparallele a la stratification avec unetirement I'allochtone e1 de I'aurochtone relatif (Fig. 4). Au sud la zone imponant des galets du conglomerat Glance. La direction de decrochante passe a un contact peu pent6 vers le sud-ouest la linearionapres deploiement des structures tardives est decal4par des failles normales qui s'amortissent a son N 0650 E. Des plis isoclinaux peuvent 6tre observes a toutes voisinage. Ceci revele I'existence d'une tectonique extensive Bchellesbien qu'il soit parfois delicat de lesdifferencier a selon un deplacemenr vers le sud-ouest avec un decoupage petite echelle a cause des plissements tardifs. Les axes de des terrains par des failles normales rejoignant en profondeur ces plis sont orientes a N 1500E. La seconde est la reprise leplan decisaillement peupente vers le SW. Ceae unire de la precedent par un plissement en <( kink n associe a une decollee a donc glisse apres la troisieme pnase de defor- ++++++++. r+++++++

3N MS

z - UY '+++++++

3N MS 286 M. sossoti BCREDP 13 (1989)

mation. degageant ainsi I'autochtonerelatif won un mou- zoiques indiquent un sens de deplacement du sud-ouest vers vement du NE versle SW. Auvoisinage duMont Glenn lenord-est repris tardivement en domaine fragile vers le (Sommet des Dragoon Mountains, Fig. 4 et 5) le Paleozoique sud-ouest. La deformationductile esr localiseedans des superieurest egalement decolle et tronque la structure bandes de cisaillements paralleles a la stratification alternant plicative tardive enregistree ici dans le Paleozoique inferieur. avec des zones de plus faiole intensite de deformation. ceci En outre, lecomplexe plutonique du Cocnise Srrongnold. etantd2 en panie a la lithologie(ex: calcairespennsylva- date 24 Ma. base du Miocene. scelle cette aerniere defor- niens Horquilla constitues d'une alternance de calcaires et de mation. On peurpar consequent interprgter cette derniere marno-calcaires). De plus. on note la presence dun ecaillage unitecommme une panie plus externe de I'allochtone. tectonique des marbres paleozoiques sur la serie du Cretace deCOllee de I'autochtone par u'ne reprise en faille normale d" inferieur(secteur de Cnina Camp). II s'agit doncd'un chevauchement initial. dispositif allochtone complexe caracterise par une deforma- Point capital. la deformation la plus intense est incontes- tion interne ductile cisaillee et ecaillee par des cnevauche- taolement la premiere. Elle a provoque I'ecaillage du socle ments suivant une meme vergence. precambrienvers le NE sur la couvenureallochtone qui a Le contactentre les deux unites principales est une suo; alors unfon deplacement de matiere vers la meme surface dechevaucnement soulignee par des ecailles de direction.Selon la m&melogique. cet ensemble se trouve ConglomeratGlance (base du Groupe Bisbee-base du plisse et schistose avant a'hre de nouveau plisse et trans- Cretace)tres deformees. B galetsetires selon la direction pone. cette fois-ci vers I'est sur "n autochrone relatif n'ayanr lu Ello E. compatible avec un deplacement vers le NE (Fig, 6). pasenregistre les deux premieres phases de deformation. Vers le SW. I'unite allochtone ecaillee est chevaucnee par du Les contacts redresses, observes a I'affleurement dans I'au- Pal6ozoique moins deforme en allant vers le sud et plisse en tocntone relatif correspondent a des niveaux de decollement anticlinalfaille deverse vers le luE a cceur dePrecambrien devenant suohorizontaux en profondeur. 11s expliquent geo- (granite et scnistes). En canograpnie le chevauchement initial metriquement la presencedes structures plicatives. dever- lie B la miseen place des terrains mylonitises s'amonit sees vers Vest qui leur sont associees (Fig. 5). lateralement. passant vers le sua. de rampe a palier. II laisse L'etude du nord des Dragoon Moutains revele donc pour alors la place au pli-faille qui chevauche directement I'autoch- lapremiere fois sur le terrain, la presence d'un chevau- tone(Fig.6). Ainsi le chevaucnement principal se trouve chementmajeur vers le NE d'ageCretace moyen et/ou localement masque. decoupe au nord par des failles inverses superieur reactive ensuite en cisaillement normal. II est a tardiveset le pluton miocene recouven au sudpar un I'origine du transport vers leNE, puis vers l'est d'une nappe pli-faille (Fig. 6). mylonitique ensuite decollee de son autochtone relatif. Compte tenu de la geometrie des contacts cartographies et de I'epaisseurdes sediments deformes (Paleozoique: 2.1.2. Le centre des Dragoon Mountains 1 500 m. Cretace : 1 100 m) lepli-faille est probablement I'expressionen suface d'un niveau de decollement dans le Cetteregion a eteinterpretee comme le resultat des Precamorien qu'il affecte. B I'affleurement, a 3 km au sud. deformationsde I'orogenese laramienne au senslarge Cetteorganisation structurale futpenurbee par une (u LaramideOrogeny 1)) responsabledu transport (GILLULY. deformationcompressive tardive affectantI'autochtone 1965: DRE*ES.1987). OU du pliSSement (KEITH& BARRETh. 1976) (Fig. 6) : ainsi I'allochtone se trouve localement chevauche du substratum ante teniaire vers le NE. par I'autochtone le long de failles inverses. Cette reprise de De nouvelles donnees structurales basees sur une cano- I'edificepresente des vergences opposees (NE et SW) graphie(combinbe avec I'etuded'images SPOT) etune comme en temoignent les plis et les CiSaillementS observes analyse structurale de ce secteur. permet de distinguer deux dansI'autocntone a proximitedes failles inverses. La pre- unites tectoniques principales (SOSSON.1989) (Fig. 6). sence de plis reprenant la deformation ductile et axes sur la Dans I'autochtone le Proterozoique etant absent. les series directionN 800 E, avec unfort plongement. constitue un argumenten faveur d'une composante decrochante dexire paleozoiques (1 500 m d'epaisseur) reposenr airectement en discordancesur I'Arcneen metamorphise et granitise. Les pour cette seconde phase. Ces accidents decrochants cor- formations detritiques du Groupe Bisbee (Jurassique termi- respondent a d'anciennesfailles normales impliquant le nal-CretacB inferieur) (RANSOME.1904: KLUTH.1982) recouvrent soclePrecambrien et reactivees durant la tectonique lara- en discordance canographique le Paleozoique. Comme dans mienne. En effet. comme preceaemment decrit par KEITH& le secteur nord. ces terrains sont traverses par le complexe BAR RE^ (1976). la faille Black Diamond Peak representeun plutonique non deformedu CochiseStronghold, date du accident ayant joue au Jurassique terminal-Cretace basal. A Miocene(24Ma) (DAMON& BIKERMAN.1964. MARVINet a/., I'est. leConglomerat Glance reposedirectement sur les 1973) quirecoupe toutes les structures(Fig.6). Enfin cene quanzites cambriens et le granite precambrien alorsque dans unite n'est ni mylonitisee. ni metamorphisee. a I'exception de I'autrecompaniment. I'ouest. il reposesur le Permien. I'aureole de contact avec le granite miocene. mais seulement A panirdu Miocene. lors de la tectoniquedistensive. deformee de faCon fragile par un plissemenr de vergenceNE I'ensemble fut troryonne par des failles normales. cenains et par des failles. plans de cnevauchements rejouant d'ailleurs en decollement. Lallocntone est constitue par le Paleozoique et le Cretace comme c'est le cas dansle nord des Dragoon Mountains. deformes au contrairede fa$on ductile. comme en temoi- Tout I'edifice fur ensuite traverse par I'intrusion miocene qui gnent les zones de fluage dans les marbres etla foliation des est indemne de toute deformation, mais qui a metamorphise gres et schistesattribues au GroupeBisbee (Formation localement I'encaissant (presence de mineraux de metamor- Morita)puisqu'k recouvrent par un conractnormal les pnisme de contact). La mise en place de filons rhyolitiques marbresdo Paleozoique superieur. Des criteres de cisaille- accompagna un ultime episode distens;f responsable de la ments (rotation de porphyroblastes) dans les terrains paleo- creation du horst des Dragoon Moutains. 3N MS

3 M_L~N MS

L8Z 288 M. SOSSON BCREDP 13 (1989)

2.1.3. Conclusion sur la tectonique des Dragoon Mountains

Les nouvellesdonnees structurales des Dragoon Moun- tains on1 permis de retrouver la cnronologierelative des deformations de ce secteur. II est clair qu'une deformation progressive a affecte I'unite allochtone de ce secteur apres I'Albo-Cenomanien (SOSSON.1989). d'aboraen domaine ductile puis en domaine fragile. suivant la m&me vergence c'est-a-dire vers le NE.Par contre. la dernieredeformation compressive a reactive des accidents anciens en les fakant rejouer en aecrochement selon une direction de raccourcis- sementorientbe pratiquement est-ouest. creant aussi un plissement submeridien et des chevauchements de vergence est. L'ensemble a ensuite evolue en domaine distensif. avec reprise des principaux cnevauchements en failles normales. decollant. en paniculier. I'unite allocntone de son autochtone relatif. Cet evenement doit correspondre a un stade precoce distensif (premier Bvenement. (( Basin ana Range n) responsable de la denudation des N Metamorphic Core Complexes )J plus ou moins synchrone de la montee magmatique autour de 24 Ma, vers la base du Miocene. Les structures des Dragoon Mountains s'amortissent vers le sud ou I'unite metamorphique allocntone aisparayt rapidement au profitd'un simple chevauchement (Fig.4). Une hypothese peut alors &tre avancee : les Dragoon Mountains representeraient la terminaisonmeridionale au (< Metamor- phic Core Complex )J des Catalina-Rincon Mountains (Fig. 2). etdans ce cas la plupart des deformations duciiles de ce puissant massif seraient bien liees a son allochtonie precoce versle NE commecela avait dejaere suggere par GLlERik (1988). L'implication d'une telle hypothese sur les mecanismes ayant provoque I'extension crustale du Basin ana Range sera discutee a la fin de cette note. FIGURE7 Schema strdctural des Huacnuca Mountains (Locaiisation Fig. 2). 1 : voicanismeteniaire: 2 ' Forma1;on Fort Critrenden(Cretacb su- 2.2. LES HUACHUCA MOUNTAiNS perieur): 3 : groupe BisDee (Aptien-Albien): 4 : Conglombrat Glance (Jurassique terrninai-Cr6race Dasal): 5 : pluton A 167 Ma: 6 : Juras- sique voicanrque: 7 : Paleozoique inaifferencie: 8 : granite prbcam- Elles sont le resultat d'une structure polyphasee dont la brien: 9 : cnevaucnernent ae premiere pnase: 10 : chevadchement dernierephase compressive est materialisee par un decro- de Seconae phase: 11 : faille normale. cnement senestre de direction N 1300 E. posterieur au CrB- Srrucrural Skerch map of Huachuca Mounrains (Locarion on Fig. 2J. 1 : Cenozoic volcanism: 2 I Fon Crirrenden Formation (Upper Crera- tace superieur (Formation Fori Crittenden) (Fig. 7). ceous): 3: BisbeeGroup: (Aprian-Albian); 4: GlanceConglome- La panie est de ce chainon est formee a'un ecaillage a rare (Lare Jurassic-Early Cretaceous): 5 I inrrusion 167 My: 6: Juras- sic volcanism: 7: undifferenriaredPaleozoic rocks: 8: Precambrian vergence au Paleozo;que etdu Precambrien (ici un SW granire: 9 : firsr evenr rhrusr; 10 : /are even thrusr: 11 : normal faulr. granitenon aeforme archeen) sur le Cretace inferieur du Groupe Bisbee (HAYES& RA~P.1968). qui dernier repose en discordance cartographique sur le Paleozoique super leur et sur le Jurassique superieurvolcanique(HAYES, 1970 a) (Fig. 8). L'analyse structuraledes contacts anormaux revele. parle microtectoniques(region de la mine Hamburg, Ramsey sens de cisaillement (relation entre les plans S et C, fentes Canyon). Cette structure precoce est tronquee par une zone de tension). un deplacement vers le Sw. repris tardivement decrochante(region sua: Montezuma Pass. presde la en faille normale. frontieremexicaine) qui se suit a" del6des Huachuca Vers ie sud. un contact anormal affecte I'unite inferieure Mountains pour rejoindre les CaneloHills et les Santa Rita Mountains (Fig. 9). I1 s'agit de la zone de fracture du Sawmill (Fig.9). En effet. comme I'avaient remarque HAYES& RAOP (1968). le Jurassique superieur vient chevaucher le Cretace Canyon (DREWES.1981) allongee sur 50 km selon une direc- inferieurqui repose alors sur un substratumincluant le tion a N 1300 E (Fig. 2). Paleozoiquesuperieur intrude par unpluton monzonitique Des mesures microtectoniques sur cettezone decro- datepar la methode KIAr a 167 +I- 6 Ma (MARVINer a/., chante montrent que celle-ci a joue, tout d'abora en decro- 1978). et le Jurassique superieur volcanique. Ce cnevauche- chementsenestre avec unecontrahte principale N 1100 E ment est plisselaissant apparaltre I'autochtone relatifa la puis.en faille normale de direction d'extension submeri- faveur d'un <J. TECTONIQUES WPERPOSEES DANS LESE DE L'ARIZONA 289

F~GURE8 Coupe au Garen Canyon (hbachuca Mounrains). (Localisstion F;q 7) PC: graniteprecamDrien (1420 Ma): Cb : Cambrienmoyen (BOIS Quanz;tes): Ca : CamDrien superleur (Formatron Abrigo): D : DCvonien sbp6r;eur (FrasnienJ: M : Mississippien (Escabrosa L;mestone). Cross-secrion of Garden Canyon (Huachuca Mountains]. (Locarion on fig fl. PC : Precambrian granite (1420 My); Cb : Middle Cambrian (Bdsa Quamires]: Ca : Upper Cambrian (Abrigo formarion]: D : Upper Devonian (Maanin Formarion]: MI Mississippian (Escabrosa Limesrone].

Si la premiere m;se en place vers le NE affecte le Cretace L'etude structurale des Huachuca Mountains permet de inferieur. il n'existe pas a I'affleurement de molasse du mieux apprehender I'interpretation tectonique apres le Cretace superieur impliquee dans le contact. D'autre part, il Cretace superieur et de demontrer le r61e primordial des a ete decrit une discordance angulalre entre le Cretace structures heritees lor5 de la derniere phase compressive inferieur et les molasses campano-maastrichtiennes dans les ayant affectee le SE de I'Arizona. En outre, alors que les Huachuca Mountains. dans ie reste do SE de I'Arizona auteurs americains voyaientdepuis ie Cretace moyen (GILLULY. 1956: DREWES.1971) et dans le SW du Nouveau- jusqu'au Paleogene une deformation compressive liee a Mexique (Rosaz. 1989; ce volume). II est vraisemblable que une contrainteprincipale orienteeNE-SW (DAVIS,1981; cette premiere deformation deoute au Cretace moyen en DREWES.1981). les nouvelles donnees permettent de definir relation avec la pnase decrite plus au Sud enSonora clairement deux phases de direction de contraintes diffe- (Mexique) (RANGIN. 1982). Ensuile I'ecaillage vers le SW et le rentes : la premiere lieea une contrainte compressive decrochement senestre de la zone de fracture du Sawmill orientee N0650Eet la seconde a N100-l10oE. Cette Canyon vient se superposer, apres le Cretace superieur. a la derniere est d'ailleurs confirmee par les resultats microtec- premiere deformation. La directlon de la contrainte principale toniques obtenus pres d'El Paso sur la trace du lineament N 1100 E explique d'unepart. le decrocnement Senestre le du Texas ou l'ondetermine la mime direction qu'en long d'une zone de faille orientee N 1300 E et d'autre part Arizona sur une zone decrochante senestre impliquant les I'Bcaillage vers le SW du socle precambrien sur les premieres series du Cretace superieur (ROSAZ. 1989, ce volume). structures, Des etudes sedimentologiques et stratigraphiques sur la repartition du Conglomerat Glance (JuraSSique superieur- Creta& basal) (KLUTH. 1982) on1 montre que celui-ci etait lie 3. - EVOLUTION TECTDNIQUE la proximite de failles normales jouanr durant le &p8t du DU SUD-EST DE L'ARIZONA conglomerat don des directions comprises entre N 110O et 14@ E (B~LODEAU, 1978,1982: VEDDER.1984: BILOOEAUet a/.. 1987). En particulier. la zone de fracture du Canyon Sawmill Pour les auteurs americains. du Jurassique superieur au et la failledu Black Diamond Peak (Centre des Dragoon Cretace inferieur. le sud-est de I'Arizona serait le siege d'un Mountains) aecrites ci-dessus, qui COrreSPOndenttOuteS evenement extensif aligne sur de grands accidents de socle deux aujourd'hui 2 des decrochements. auraient deja joue en a N 1250 E (TITLEY.1976: BILODEAU. 1978; DICKINSON.1981; failles normales durant le Jurassique superieur et le Cretace BLLODEAUet a/.. 1987: Kwas 8. Ruz. 1987). Ensuite durant le infkrieur. Leur direction, sensiolement Bquivalenre a Celle des Cretace moyen, une premiere deformation compressive decrochements (N 1300 E), temoignerait dunepkode de (Phase Pirnan de DREWES.1971) aurait affecte route la region rifting continental en bordure sud du Plateau du Colorado et serait caracterisee. entre autres. par la presence de (BI~ODEAUet a/. 1987: KREBS& Ru~z.1987). molasses campano-maastrichtiennes. Toutes les structures 3N Mh H D

Mf 3

3N MI a 3

NOSSOS 'W 062 BCREDP 13 (1989) TECTCNQUES SUPERPCJSEES DANS LESE DE L'ARIZONA 291 auraient ere transponeesvers le NE parde grands cheva". menrde direction N 1250 E reprenantd'anciens accidents et chements(Cochise et hidalgo thrusrs)(DREWES. 1981). Duranr creanr des Structures enfleur sans debordemenrrangentiel uneseconde phase (Phase Helveria deDREWES. 1971). la importanr (DAVIS.1979: DAVIS, 1981). Dans ce cas il y aurait plupan des accidents auraient ete repris en faille inverse ou un continuumde deformation depuis le Cretace moyen decrochement. Par contre. d'autres auteursanalysent les jlrsqu'au Paleocene inclus. structures comme le resultat d'une vase zone en aecrocne-

SW NE

Jurassique sup. Transtension Lineament Cretace inf. du BaOsln de BISBEE TEXAS PLATEAU DU COLORADO

" ..". PalBo2oiq1re

- "I km /

Cretace sup. Suripaississernent compression SW-NE crustal FLEXURATION

Paleogene D6crochernent compression WNW-ESE senestre NW SE

Oligo-miocene MCC extension

40OI km sY"tccl0"lq"e

FIGURE 10 Scnbrna illvsrrant revollrtion teclonique au SE de 1'Ar;zona avant le decoupage des Structures par le 6 Basin and Range I). MCC : Metamorphic Core Complex. En grise les Zone fonement aeform6es. Tectonic evolution sketch of southeast Arizona before the K Basin and Range v tectonics. MCC: Metamorphic Core Complex. The srrongly deformed zones are shaded. 292 M, SOSSON BCREDP 13 (1989)

Les nouveauxresultats structuraux des deux ((ranges D 4. - CONCLUSION presentesci-aessus permettent deproposer le moaele d'evolution suivant (Fig. 10). A partir du Jurassique terminal. le Bassin Bisbee s'indivi- Les nouvellesdonnees structurales dans le sud-est de dualisedans uncontexte extensif avec volcanismealcalin I'Arizona precisent I'existence et le rdle d'une phase majeure associe (DICKINSOIII. 1981: BILODEAUera/.. 1987: CREES R RUIZ. durant le Cretace moyen affectant la zone de passage entre 1987). Des norst et graben, orientes N 1300 E. decoupent la les cordilleresnord amerkaines des USA et les Sierras plate-forme paleozoique et sont limites au nord par une zone Madresmexicaines. Elle estpratiquement synchrone de la decrocnante a'orientation N 1100 E : le lineament du Texas. premiere mobilisation du front de deformation du domaine est-cordillerain : I'Ovenhrust Belt. Au sud.en Sonora. c'est 11 est probable qu'a ce stade il y aitcreation de bassin aurantcette x pull-apart u lie a "n jeu aecrocnant dextre. Le Bassin Bisbee egalement phaseque I'edifice nevadien est en Arizona er au Nouveau-Mexique represente la terminalson transport6 vers le NE sur le Bassin Bisbee (SossoN & CALMUS. septentrionale au Bassin de Chihuahua(Mexique). prolon- 1989; Sosso~era/., 1989). Mais le front de cette structure en gation NW du Golfe du Mexique.Paleogeographiquement. Sonora septentrional doit en toute logique &re corrrele a la laregion correspond alors au passageentre le domaine limiteorientale de I'edifice nevadien reconnu dans le Ne- cordillerain et le aomaine mesogeen. vada:le chevauchement de Golconda (Row & SOSSON. 1986). Par conrre le SE Arizona. de par sa positionplus I'Albien. voirele Apres Cenomanien(selon I'Bge .du externe. devraitcorrespondre a la prolongation sud-est du Sommet du Groupe Bisbee). one deformation intraconthen- front de deformation du aomaineest-cordillerain. Le swle de tale de vergence NE affecte toute la regLon depuis le Sonora deformation ne semble pounanr pas &re le mhe. 11 est en jusqu'au plateau du Colorado. En arriere (Sonora). des unites effet difficile de comparer les imponants deplacements des tecroniquesde vergence NE semettent en place (RANGIN. nappes de I'Overthrust Belt avec les ecaillages de.socle du 1982: PUBELLIER.1987: CALMUS& RAOELLI. 1987: SOSSON& SE de I'Arizona. La difference majeure reside dansla configu- CALMUS.1989a: SOSSONera/., 1989) transponant un edifice ration dela bordure ab cratonnora americain avant le nevaaien. En avant, un ecaillage au socle se produit et une Cretace moyen. Au nord. cette marge etait stable jusqu'au tectonique de couverture avec creation de duplexes au front Jurassique moyen avant la collision nevadienne. Par la suite, de I'eaifice se manifeste (SE Arizona). Cest a cette epoque les srructures nevadiennes orientees nord-sud se deversees quese developpe egalement un ecaillage crustal resultant vers I'Est (ROLIRE& SOSSON. 1986). d'une contrainte principale N 650 E: les structures ainsi Crees enprofonaeur produiront apres la denudation teniaire les Au sud. en Arizona la marge est decoupee au Jurassique Metamorphic Core Complexes deverses vers le NE. superieur. par des structures transverses orientees N 1300 E. Par consequent,les structures mesocretacees au nordont Apres le depdt des molasses campano-maastrichtiennes. Bvolue en nappes avec des transpons imponant n'etant pas la contrainte principale compressive subit une rotation (Sos- bloqueespar des neterogeneites tectoniques anciennes et SON & BOUROZ.1989). Passant de N 0650 a N 1W-1100 E, elle obliquesaans le socle et la couvenure. Au contraire en provoque la reactivationd'anciens accidents de socle de Arizona, meme si I'orientation de la contrainte principale etait direction N 1250 3 1400 E. dans une vase zone transpressive legerement differente par rapponau front nord. les transports senestrelimitee au nordpar le lineament au Texas. Cette ontete rapidement stoppes par des accidents de socles tecronique decoupe les structures anterieures par des decro- obliques Crees au Jurassique superieur et provoquant ainsi chementset des chevaucnements a doublevergence. Au un ecaillagede socle au lieude nappes. Cette nypothese Nouveau-Mexiquecene phase a lieu durant le Paleocene conduitcependanr aconsiderer le Plateau duColorado avantles depdts volcano-aetrhiques de I'Eocene (Rosaz. commeun Dutoir rigidecontre lequel seraient venues se 1989. ce volume). moulerles structures externes du Cretace reagissantdiffe- La fin du Paleogene correspond a un changement fonda- remment au nordet a" sudselon la presenceou non mental de I'evolution tectonique. Des I'Oligocene de vastes d'accidents anciens oDliques. A ce sujer. I'analyse microtec- epanchements volcaniques accompagnes d'intrusions grani- tonique du centre au Plateau au Colorado atieste Dien que tiquesaffectent ce secteur. Le regimetectonique devient celui-cia reagi aux compressionscretacees et paleogknes distensif et s'amorcentles premiers decollements des ense fracturant selon les memes directions ae contrainte structures anterieures faisant rejouer en failles normales les qu'au SE de I'Arizona (SossoN & BOUROZ. 1989). Ainsi le front ancienscisaillements. 11s laissent ainsiapparaltre I'autoch- de I'Ovenhrust Belt s'arreterait presde Las Vegas pour laisser tonecordillerain et les semelles crustalesdes ecaillages la place ab sud-est a un dispositif different mais synchrone cretaces. AuMiocene le mecanisme s'accentue et certains contrdlepar des structures heritees. II restecependant 2 plutonsviennent sceller les premiers aecollemenrs. Les expliquer le passage de I'edifice nevadien du Nevada a celui sediments continentaux miocenes sont soumis aux mgmes au Sonoraseptentrional: les nouvellesdonnees du SE de contraintes: ils se decollent de ledr SuDstratum au profit des I'Arizonane nous renseignent en rien. Une solution est zones profondes mylonitiques (failles normales ductiles des recnercher dans le sud-ouest de I'Arizona et en Californie du MCC) (Fig. 10). sud-est oh d'imponantesceintures metamorphiques sont Un second episode distensif intetvient apres I'apparition connues (hAxEL era/., 1984: REYNOLDSet a/.. 1986: HAMILTON. des MCC. Cest la creation du systeme en horsts et grabens 1987). du Basinand Range avec volcanismeassocie jusqu'au La rotationde la contraintevers une direction sensible- Quaternaire dans les graben. ment est-ouest durant le Cretace terminal et le Paleocene a provoque le rejeu des accidents anterieurs. mais plus panicu- lierementceux du Jurassique superieur en decrochement N 1300 E en Arizona du SE. Ceci est relativement en accord avec la logique du front d'allocntonie majeure Paleocene de la Sierra Madre orientale 06 les structures s'arquenr vers le BCREDP 13 (1989) TECTONIQUES SuPERPOSEES DAM LESE DE L'ARIZONA 293 sud a panir d'El Paso pour devenirmeridiennes avec des 5. - REFERENCES fleches plus importantes. Le Sud Est de I'Arizona se situerait donc au nceud structural entre la terminaison sud du domaine est-cordillerain et la oranche decrochante septentrionale du ALBR~~ON.C.C. & SMITH, J.F. Jr., (1957). - The Texas lineament. - : Relaciones entre la tectonica la sedimen- frontlaramien de la Sierra Maareorientales. nceud enfait In y tacion. - 20th Intern. Geol. Congr. Mexico. 1956, secc. 5, superpose 3 un nceud paleogeographique puisque le sud-est 2, 501-518. de I'Arizona au Cretacerepresentait la liaisonentre le ANOWISON. T.H. & SILVER.L.T. 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Petroleum Geol.. 254,112-127. nouvelles observations revelent egalement I'imponance des dbcollementspost-deformations ductiles. II semolepar A~BOUIN,J., BLANCHET.R.. ROURE. F. & TARDY.M. (1986). - consequent difficile d'admettre que I'unique extension crus- Traits generaux des cordilleres de I'Ouest des Etats-llnis. Bull. SOC. geol. France. 8, 5. 741-754. tale du SE de I'Arizona soit responsable de la genese de ces - BILODEAU.W.L. - The Glance Conglomerare. a Lower massifs. Par contre.on peut considererI'epaississement (1978). Cretaceoussyntectonic deposit in souineastern Arizona. crustal a I'aube du Cenozo'ique comme le parametre majeur. - In: CALLENDER.J.F.. WILT. J.C. & CLEMONS.R.E. (eds) : comme celaa deja ete suggere plus au norapour tenter Lana ofCochise. - NewMexico Geol. SOC. 29th Field a'expliquerles MCC du Nevada (CONEY & HARMS. 1984: Conf. Guidebook, 209-214. GAUOEMER,1986: MALAVIELLE.1987). Cet epaississementa BILODEAU.W.L. (1982). - Tectonicmodels for Early Creta- d'ailleurs ete revele dans le sud-est de I'Arizona dans 1'8tude ceousrifting in southeastern Arizona. - Geology, 10, de la deformationinterne du MCC Catalina-Rincon Moun- 466-470. tains oc des cisaillement ductiles crustaux ont eu lieu 25 a km BILODEAU.W.L.. KLUT~.C.F. & VEDOER.L.K. (1987). - Regional de profondeur (BYKERK-KAUFFMAN.1986; JANECKE.1987, GUERIN, stratigraphic. sedimentologic and tectonic relationships of 1988). Les resultatsobtenus sur les Dragoon Mountains me Glance Conglomerate in southeastern Arizona. - In: permettent de mieux comprendre les relations entre MCC et DICKINSON. W.R. & KLUTE.M.A. (em) : Mesozoicrocks of le contexte regional. A cet enaroit. le domaine metamorphi- southern Arizona and adjacent areas. - Digestgeol. SOC. queest clairement allochtone sur la prolongation sud du Arizona, 18, 229-256. Plateau du Colorado. L'ampleur des deplacements demeure BLANC~ET.R.. TARDY.M.. GOURONNEC.P.. HOULGA~E.E.. HOUZAY. encore difficile a apprehender. Selon les aonnees stratigra- J.-P., LATOUR DUPIN. h. de & ZIMMERMANN.M.A. (1986). - phiques. le taux de deplacement pourrait &ire faible, car il Tectoniquede I'Ovenhrusr Belt au Montana (U.S.A.). -

Bull. aeol. France. 8. 5. 767-776.~ ~ ~ n'existepas ae brutalevariation lithologique entre I'allocn- SOC.._ tone et I'autochtone. Le modele dun simple ecaillage crustal BRENNAN.D.J. (1958). - Geologicalreconnaissance of Cie- nega Gap. Pima Counry. Arizona. - Digest geol. SOC. sansgrand deplacement tangentiel s'accorderait bien aux Arizona. I. 41. donnees stratigraphiques. II reste cependanr a le tester d'une BYKERK-KAUFFMAN,A. (1986). - Multipleepisodes of ducti!e manierephysique et a comparer les differents parametres deformation within the lower plate of the Santa Catalina aux donneesde terrains (dimension eventuelles de bassin metamorphic Core complex, souineastern Arizona. - In: d'avant-pays en reponse a I'epaississement crustal, reponse BEATY.B. & WILKINSON.P.A.K. (eas): Frontiers in Geology tnermique de I'epaississement...). and ore deposits of Arizona and the southwest. - Digesl On voit donc que I'analyse stratigraphique et structurale geol. Soc. Arizona. 16, 460-463. du SE de I'Arizona a une echelleregionale constitue I'une des CONEY.P.J. (1978). - Tne platetectonic setting of clespour resoudre les proolemes de denudation et de southeastern Arizona. - In: CALENDER,J.F.. WILT. J.C. & surepaississement crustaux qui emanent de la presence de CLEMONS.R.E. (eds) : Land of Cochise. - NewMexico geol. SOC.29th Field Conf. Gulaebook. 285-290. (( Metamorphic Core Complex P. CONEY.P.J. (1980). - Cordilleranmetamorphic core complexes : an ovetview. - In: CRITTENOEN.M.D.. CONEY,P.J. Remerciements & DAVIS.G.H. (eds). - Mem. geol. SOC.Amer.. 153, 7-31. CONEY. P.J. & hARMs. T.A. (1984). - Cordilleran metamorphic Je tiens remercier pour ledr a;deset critiques : J. Aubouin. R. core complexes : Cenozoic extensional relics of Mesozoic Blanchet. J. Bourgeois. P. Coney. h. Drewes. 8. Planchut. C. Rangin. compression, Geo/ogy, 12,550-554. M. Tardy et M. Zimmerman. tous specialistes de la geologie des - cordillbres ambricaines. DAMON.P.E. & BIKERMAN,M. (1964). - K-Ardating of pre- Les cornmenfaireset conseils de P. Masse. J.J. Jarrigeet Laramide plutonic ana volcanic rocks within the Bash and R. Curnelle ont granaement contribde a relaDorarion de la version Rangeprovince of southeastern Arizona and adjacent finale de cettenote. L'aide de EAP aux Etats-Unis a Dermisde areas. - Digesr geol. SOC.Arizona, 7, 63-78. realiseren 1988 une excursion fructueuse en discussions sur les DAVIS. G.H. (1979). - Laramidefolding and faulting in problhes structuram prbsentes dans cetle note. Tnierry Rosaz. par southern Arizona. - Amer. J. Sci., 279, 543-569. son rapport dans le SW db Nouveau Mexique. a permis ae resouare desDroblbmes StratiaraDniaueS et strvcturaux et de Dreciser le DAVIS.G.H. (1981). - Regional strain analysis of the superpo- calendrierstructural & froni deI'edifice. je leremercie pour son sed deformatNons in southeastern Arizona and me eastern importante contribution. Great Basin. - In: DICKINSON.W.R. & PAYNE.W.D. (eds) : Ce travail a Bte rbalise grace au soutien financier all CFIRS-INSU Relationsof tectonics to oredeposits in the southern par I'ASP CordWres nard-ambricaines et par le programme DBT. Cordillera. - Digest geol. SOC. Arizona. 14, 155-172. 294 M, SOSSOlu BCREDP 13 (1989)

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