RESUME
Les modalités paléogéographiques et tectoniques du passage du système cordillérain occidental nord-américain au domaine caraïbe sont abordées à partir d'études géologiques régionales de divers secteurs du Mexique méridional. Le mémoire comporte six parties. Les cinq premières sont consacrées à la stratigraphie et à l'évolution paléogéographique et structurale des secteurs étudiés. Les données sont complétées par des observations en dehors de ces secteurs et par l'information bibliographique concernant l'ensemble des grands domaines géologiques sud-mexicains et centro-américains. La sixième partie a pour objet, partant des données géologiques du Mexique méridional et de l'Amérique Centrale et en les intégrant dans un cadre très large, de proposer un modèle d'évolution géodynamique allant de la reconstruction de la partie occidentale de la pangée permo-triasique au dispositif actuel des plaques nord et sud-américaines, de la plaque caraïbe et de la plaque de Cocos.
1ère PARTIE
STRATIGRAPHIE, EVOLUTION PALEOGEOGRAPHIQUE ET STRUCTURALE DU SECTEUR
NORD-OCCIDENTAL DU CHIAPAS. ORGANISATION DE L’ENSEMBLE DU DOMAINE OLMEQUE,
CHIAPANEQUE ET QUICHE.
A. STRATIGRAPHIE - PALEOGEOGRAPHIE.
1°/- Le socle.
Il affleure au Chiapas le long de la marge pacifique actuelle, du système
Polochic à l'isthme de Tehuantepec, et, en Amérique Centrale
de la côte pacifique à la mer des Caraïbes au niveau
et au Nord de la frontière nord-caraïbe. Il comprend trois
grands ensembles :
a- Des formations métamorphiques calédoniennes, sans
doute exclusivement cambro-ordoviciennes.
b- Des formations sédimentaires néritiques hercyniennes
d'âge Carbonifère à Permien moyen.
c- Des plutons granitiques permo-triasiques dont le principal est le
gigantesque batholite côtier du Chiapas.
Les formations hercyniennes ont été plissées au
cours de phases orogéniques contemporaines des phases Wichita et
appalachienne. L'émersion est générale durant le Permien
supérieur. Ces formations ne se rattachent pas à la ceinture
externe des Appalaches mais à l'édifice hercynien du Nord-Ouest
de l’Amérique du Sud dont elles ont été séparées
par l'ouverture de la Tethys mésozoïque à l'emplacement
de la plaque caraïbe.
2°/- La couverture.
Elle est constituée par des dépôts molassiques
continentaux discordants sur le socle, des séries néritiques
mésozoïques essentiellement carbonatées, des séries
terrigènes marines ou continentales d'âge paléocène
à miocène moyen. Elles sont surmontées en discordance
angulaire par des dépôts fluvio-lacustres ou localement marins
et des formations volcaniques plio-quaternaires.
a- Les formations anté-pliocènes :
La molasse continentale post-appalachienne.
Elle est à faciès Nouveaux Grès Rouges, repose
en discordance angulaire sur l'édifice hercynien et les plutons
permo-triasiques et renferme des coulées volcaniques d'âge
jurassique moyen et oxfordien.
Les séries néritiques mésozoïques :
La transgression mésozoïque, d'origine téthysienne,
est annoncée par des évaporites et des intercalations marines
d'âge jurassique moyen au sommet de la molasse post-appalachienne.
Elle ne débute franchement qu’à l'oxfordien, en même
temps que l'ouverture océanique du Golfe du Mexique, et atteint
un premier maximum d'extension à la fin du Jurassique.
Les faciès et la distribution des séries d'âge
néocomien à aptien montrent un recul du rivage au Chiapas,
contemporain de la transgression de l'avant-pays maya. On l'interprète
comme l'une des conséquences de l'abandon de l’ouverture océanique
au niveau du Golfe du Mexique et de la progression vers l’Ouest de la Tethys
éocrétacée par un chemin différent.
Le socle est totalement submergé à partir de l'Albien.
De l'Albien au Sénonien inférieur se dépose une puissante
série de calcaires de plate-forme.
Le Campano-Maestrichtien est caractérisé dans le domaine
olmèque et les régions internes des domaines chiapanèque
et quiché par des dépôts détritiques littoraux.
Ailleurs la sédimentation demeure carbonatée neritique.
Les séries terrigènes tertiaires.
Le Paléocène est détritique dans le domaine olmèque,
à faciès bréchique et marneux dans les régions
chiapanèques nord-occidentales découpées par un réseau
de failles synsédimentaires, carbonaté néritique principalement
dans le reste du domaine chiapanèque et le domaine quiché.
La limite Paléocène-Eocène correspond à
une régression importante. Des molasses continentales rouges se
déposent durant l'Eocène inférieur dans la majeure
partie du domaine chiapanèque et dans le domaine quiché.
Dans le domaine olmèque la sédimentation détritique
marine se poursuit.
De l'Eocène moyen au Miocène moyen, de part et d’autre
d'une ligne de rivage fluctuante, s'accumulent des séries détritiques,
marines et très épaisses dans le domaine olmèque et
le Nord-Ouest du domaine chiapanèque, continentales et moins puissantes
dans le Sud-Est de ce domaine et dans le domaine quiché.
b. Les formations plio-quaternaires discordantes.
Elles comprennent :
* Des sédiments fluvio-lacustres déposés dans
des cuvettes synclinales nées de la tectonique post-Miocène
moyen.
* Des sédiments marins d'âge pliocène moyen localisés
au voisinage du Golfe du Mexique.
* Des formations volcaniques calco-alcalines et des plutons hypoabyssaux
alignés parallèlement à la côte du Pacifique
et engendrés par la subduction de la plaque de Cocos.
* Des épanchements alcalins et hyper-alcalins sur la bordure
ouest du Golfe, liés à la distension récente de sa
marge.
B. TECTONIQUE.
La structuration du domaine externe résulte de la superposition
de plusieurs phases tectoniques. On reconnaît :
1°/- Une distension précoce, triasico-jurassique :
Elle découpe le bâti paléozoïque en horsts
et grabens et permet l'ascension de matériel volcanique. Elle entre
dans le cadre de la distension triasico-jurassique du Golfe du Mexique
et de ses marges due à la progression de la Tethys. A la hauteur
du Golfe celle-ci ne dépassera pas un stade océanique restreint.
La Tethys abandonnera cette voie dans sa progression vers l’Ouest, à
la limite du Jurassique et du Crétacé.
2°/- Une phase orogénique subhercynienne :
Elle détermine l'émersion, à la limite Sénonien
inférieur - Sénonien supérieur, et l'érosion
des régions internes du domaine chiapanèque. C’est le contre-coup
d’une phase compressive majeure, subhercynienne, connue dans le domaine
caraïbe et dont le rôle est aussi essentiel à l’arrière
du domaine externe du Mexique méridional.
3°/- Une phase orogénique cassante laramienne au Paléocène
:
Elle provoque la fracturation du domaine chiapanèque dès
la limite du Crétacé et du Paléocène et se
termine avec l'émersion, à la limite du Paléocène
et de l’Eocène, de la plus grande partie du domaine chiapanèque
et de la totalité du domaine quiché.
Cette fracturation est mise en relation avec la naissance du proto-systéme
Polochic-Motagua et l'ouverture du bassin du Yucatan.
4°/- Une phase compressive majeure " chiapanèque ", au
Miocène supérieur :
C’est la phase essentielle. La couverture, décollée au
niveau des évaporites, se déforme en dessinant des plis de
style jurassien, Simultanément les accidents laramiens réactivés
jouent en décrochements sénestres, provoquant des torsions
axiales et des chevauchements de portée limitée. De façon
similaire, mais à l'échelle du domaine, la terminaison méridionale
de l'édifice subit une torsion générale due au jeu
décrochant sénestre du systéme Polochic-Motagua.
Cette tectonique transpressive est la conséquence du passage,
à l'arrière du domaine externe, du bloc du Honduras, détaché
du Mexique à la hauteur de la fosse d’Acapulco.
5°/- Une néotectonique distensive plio-quaternaire :
Elle se traduit notamment par la présence au Chiapas d’un vaste
graben en voie de formation, parallèle à la côte pacifique,
homologue des grabens côtiers centro-américains.
La néotectonique distensive résulte du régime
" convergence - extension " entre la plaque de Cocos et la plaque nord-américaine
au droit du domaine chiapanèque. Ce méme régime, au
Sud du système Polochic-Motagua, entre la plaque de Cocos et l'arrière
de la plaque caraïbe, a provoqué la formation des grabens côtiers
centro-américains.
En conclusion, l'accent est mis sur des différences entre le
domaine olmèque, chiapanèque et quiché et la Sierra
Madre Orientale dont il n'est pas le prolongement méridional comme
on l’admet. On effectue par ailleurs une comparaison entre le " modèle
chiapanèque " et le modèle du Jura français.
2ème PARTIE
LES REGIONS CENTRALES ET MERIDIONALES DE L'ISTHME DE TEHUANTEPEC.
Les formations de la région de l'isthme de Tehuantepec appartiennent
à trois des grands domaines géologiques sud-mexicains. Du
Nord - Nord-Est au Sud - Sud-Ouest :
- le socle et la couverture du domaine externe ;
- la Sierra de Juarez à son extrémité méridionale
;
- la lanière cordilléraine de la Sierra Madre du Sud
s.s. à son extrémité orientale.
A. LE SOCLE ET LA COUVERTURE DU DOMAINE EXTERNE.
1°/- Stratigraphie :
a- Le socle.
Il est représenté à l'Est de l'isthme par le batholite
permo-triasique du Chiapas et, à l'Ouest de l'isthme, par le batholite
de la Mixtequita de même âge.
b- La couverture.
La couverture septentrionale des batholites est celle du maine olmèque
et chiapanèque. Leur couverture axiale et méridionale est
constituée par :
1. la molasse continentale post-appalachienne ;
2. une série littorale d'âge jurassique supérieur
localisée à la dépression nord-sud comprise entre
les deux batholites ;
3. des calcaires de plate-forme appartenant à une série
d'âge albien à sénonien inférieur, érodée
en plus grande partie, et reposant directement sur la molasse post-appalachienne
dans les régions méridionales de l'isthme.
4. des dépôts continentaux plio-quaternaires discordants.
2°/- Tectonique :
On reconnaît au niveau du socle et de sa couverture axiale et
méridionale :
a- Une phase distensive précoce.
Liée à la distension triasico-jurassique du Golfe du
Mexique, elle explique la localisation du Jurassique supérieur marin
dans un couloir tectonique compris entre les batholites permo-triasiques.
b- Une phase compressive subhercynienne.
Elle provoque la surrection pré-campano-maestrichtienne du socle
et le plissement de sa couverture méridionale, molasse post-appalachienne
comprise.
c- Une phase compressive laramienne.
Elle s'effectue " à sec " et reprend les structures plissées
durant la phase précédente selon une direction légèrement
oblique. Au cours de cette phase, les formations de la Sierra de Juarez
viennent chevaucher la couverture méridionale des batholites permo-triasiques.
d- Un épisode compressif chiapanèque possible qui
a pu induire de nouvelles torsions axiales.
e- Une fragmentation néotectonique.
Les failles triasico-jurassiques ont été réactivées
récemment et une forte séismicité jalonne actuellement
les accidents isthmiques. Cette néotectonique est sans doute due
à la segmentation de la plaque de Cocos à hauteur de la limite
de la fosse d’Acapulco et de la fosse centro-américaine.
B. L’EXTREMITE MERIDIONALE DE LA SIERRA DE JUAREZ.
Elle comprend trois grandes unités tectoniques à stratigraphie
distincte, limitées par des failles inverses inclinées vers
le Pacifique, des plutons granitiques et des formations continentales discordantes.
1°/- Stratigraphie :
a- Les formations mésozoïques des trois unités tectoniques.
1. Unité frontale. Elle est formée par :
1.1. A la base, une série détritique épimétamorphique,
originellement continentale (molasse post-appalachienne métamorphisée).
1.2. Des marbres concordants à rudistes albo-cénomaniens.
2. Unité intermédiaire. Elle est formée par :
2.1. A la base, une série détritique épimétamorphique
originellement marine, d'âge probable néocomien-aptien, métamorphisée
au Campanien inférieur.
2.2. Des marbres concordants en petits bancs et à lits siliceux.
3. Unité principale.
Elle est constituée essentiellement de formations mésozoïques
du bassin " cuicatèque " qui comprennent ici :
3.1. A la base, une série de schistes épimétamorphique
à métagrauwackes et métatufs, renfermant des lentilles
de serpentinites, et des coulées diabasiques.
3.2. Des schistes chloriteux et sériciteux et des quartzites
dépourvus d'éléments ophiolitiques.
3.3. Des marbres concordants d'âge albo-cénomanien.
La distribution des faciès de ces trois unités montre
le passage d'Est en Ouest de la plate-forme carbonatée mésozoïque
à un bassin présentant des caractères océaniques.
Le bassin cuicatèque est regardé comme une dépendance
téthysienne prolongeant le bassin océanique guatémaltèque
dont les formations, à cachet océanique plus marqué,
sont débitées en laniéres dans le couloir de cisaillement
Polochic-Jocotan-Chamelecon.
3.4. Des plutons tectonisés d'âge crétacé
supérieur traversent les formations du bassin cuicatèque.
3.5. Des formations sédimentaires discordantes rouges sont attribuées
au Campano-Maestrichtien.
b- Les formations discordantes tertiaires. Elles comprennent :
1. A la base, une épaisse molasse continentale rouge post-laramienne
attribuée à l'Eocène et à l'Oligocène.
2. Des formations volcanogènes et des plutons cogénétiques,
d'âge miocène, liés à la subduction de la paléo-plaque
de Cocos.
2°/- Tectonique :
On reconnaît :
a- Une phase distensive précoce.
Elle a permis l'individualisation du bassin cuicatèque. Cette
phase n'est pas liée à la distension triasico-jurassique
du Golfe du Mexique mais à la séparation complète
de l'Amérique du Nord et de l'Amérique du Sud réalisée
par l'ouverture de la Téthys éocrétacée à
hauteur de la plaque caraïbe.
b- Une phase compressive subhercynienne, responsable du premier plissement
et du métamorphisme des formations du bassin cuicatèque et
suivie de la mise en place de plutons granitiques.
c- Une phase compressive laramienne qui a provoqué de nouvelles
déformations plicatives et individualisé par failles inverses
les différentes unités tectoniques.
d- Une tectonique décrochante post-laramienne caractérisée
par de très importantes failles coulissantes sénestres, parallèles
à la côte actuelle du Pacifique. Elle se rattache au système
Atoyac qui a tronqué l'extrémité de la Sierra de Juarez
et placé à son contact la lanière cordilléraine
occidentale de la Sierra Madre du Sud s.s. La fossilisation des décrochements
par le volcanisme et les intrusifs miocènes engendrés par
la subduction de la paléo-plaque de Cocos permet de préciser
la chronologie de la dérive du bloc du Honduras et de quantifier
son taux.
C L’EXTREMITE ORIENTALE DE LA SIERRA MADRE DU SUD S.S.
C’est une partie de la lanière cordilléraine occidentale,
d’orientation W-NW - E-SE, comprise entre les décrochements du système
Atoyac et la fosse d’Acapulco. Elle est subdivisée en trois unités
tectoniques chevauchantes limitées par des cisaillements inclinés
vers le Pacifique. Ces unités sont formées d'un socle métamorphique
ancien et d'une couverture de terrains mésozoïques épimétamorphiques,
essentiellement volcanogènes, surmontés de molasses marines
discordantes. L'ensemble est traversé par de nombreux intrusifs
et en partie cacheté par des dépôts continentaux tertiaires.
1°/- Stratigraphie.
a- Le socle.
Il est formé de migmatites à paléosome d'amphibolites,
de gneiss et de micaschistes calédoniens.
b- La couverture mésozoïque.
1. Les formations épimétamorphiques.
Elles débutent par des roches métadétritiques
(molasse post-appalachienne métamorphisée). Elles sont surmontées
par un ensemble métavolcanique andésitique et métavolcano-détritique
renfermant des lentilles de marbres à rudistes albo-cénomaniens
(arc Chontal). On le compare aux autres formations volcanogènes
d'âge jurassique supérieur-cénomanien de la terminaison
méridionale du système cordillérain occidental.
2. Les molasses marines.
Elles présentent une nette polarité latérale et
sont datées du Maestrichtien vers leur sommet.
c- Les intrusifs granitiques.
Ils occupent de vastes superficies. On distingue des plutons tectonisés
d'âge crétacé supérieur et des plutons d'âge
miocène associés au volcanisme de même âge.
d- Les dépôts continentaux tertiaires.
Comme dans la Sierra de Juarez des molasses continentales rouges post-laramiennes
sont surmontées par des formations volcaniques d'âge miocène.
2° /- Tectonique :
On reconnaît :
a- Une phase compressive " orégonienne " responsable du plissement
et du métamorphisme des séries à dominante volcanique
et suivie de la mise en place de plutons granitiques. On la situe à
la limite du Cénomanien et du Turonien.
b- Une phase compressive laramienne qui a provoqué le plissement
des molasses marines campano-maestrichtiennes et induit les cisaillements
de la couverture et du socle.
c- Une tectonique décrochante post-laramienne qui rejoint celle
de l’extrémité sud de la Sierra de Juarez.
En conclusion on insiste sur la présence de faciès de transition entre le domaine externe et la Sierra de Juarez et leur absence entre la Sierra de Juarez et la Sierra Madre du Sud s.s., ainsi que sur le rôle et l'âge des décrochements de la paléo-frontière des plaques nord américaine et caraïbe.
3ème PARTIE
LE PROLONGEMENT DU SYSTEME POLOCHIC-MOTAGUA DE LA FRONTIERE MEXICANO-GUATEMALTEQUE
A L’OCEAN PACIFIQUE.
On effectue d'abord le point des données relatives à
la géométrie, au sens, à la valeur et à l'âge
des failles du système Polochic-Motagua en Amérique Centrale
et de celles qui concernent la géologie des édifices ou des
lambeaux d'édifices qu’elles placent vis-à-vis. Sa stratigraphie
et l'histoire tectonique du bloc du Honduras sont réinterprétées.
On souligne ses différences avec le domaine externe chiapanèque
et quiché et ses analogies avec le bloc d’Oaxaca.
L'extrémité du système Polochic-Motagua jusqu'à
la plaine côtière du Pacifique est décrite et son prolongement
probable en mer discuté.
Au Mexique, les failles du système Polochic-Motagua placent
vis-à-vis des terrains appartenant à trois ensembles géologiques
distincts. Ce sont du Nord au Sud :
I. LE SOCLE ET LA COUVERTURE DU DOMAINE CHIAPANEQUE AU NORD DU SYSTEME POLOCHIC.
II. UNE SERIE VOLCANO-PLUTONIQUE ANDESITIQUE EPIMETAMORPHIQUE ENTRE
LES SYSTEMES POLOCHlC ET MOTAGUA.
On la rattache au système cordillérain occidental. Elle
représente un témoin de la ceinture volcanique mésozoïque
de la marge pacifique du bloc du Honduras, généralement cachée
sous le volcanisme cénozoïque et déplacée d’environ
l000 km par rapport à la ceinture marginale mexicaine en raison
du jeu du système Polochic-Motagua durant le Cénozoïque.
III. UN BATHOLITE MIOCENE AU SUD DU SYSTEME MOTAGUA.
C’est un important pluton granitique d'âge miocène et
non le prolongement du batholite paléozoïque du Chiapas qui
supporte les volcans septentrionaux de la cordillère côtière
centro-américaine.
La zone faillée constitue au Mexique un large couloir de cisaillement
sénestre évolué. Des chevauchements au voisinage des
décrochements principaux et une composante verticale récente
indiquent l’alternance d'épisodes transpressifs et transtensifs.
L’ensemble du système Polochic-Motagua est interprété
de façon analogue. Le rétablissement en Amérique Centrale
des zones isopiques mésozoïques conformément à
la succession logique reconnue au Mexique méridional nécessite
des déplacements latéraux considérables au cours du
Cénozoïque. Ils sont confirmés notamment par la distribution
des ceintures calco-alcalines cénozoïques de la marge pacifique
mexicaine et centro-américaine.
4ème PARTIE
LA SIERRA DE JUAREZ DANS LA REGION DU RIO GRANDE D’OAXACA
La région du Rio Grande d’Oaxaca est située dans la partie
septentrionale de la Sierra de Juarez. On distingue deux grands domaines.
L'un oriental, externe, formé de terrains sédimentaires mésozoïques
de plate-forme ; l'autre occidental, interne, où les formations
mésozoïques sont celles du bassin cuicatèque. Le domaine
interne chevauche le domaine externe et chacun d’eux est subdivisé
en unités chevauchantes, toutes à vergence orientale. A l'Est
de la limite géographique occidentale de la Sierra de Juarez les
formations du bassin cuicatèque sont chevauchées par des
unités de socle dont les terrains sont semblables à ceux
du bloc d’Oaxaca. Leur front est la limite géologique de ce bloc.
A. LE DOMAINE EXTERNE.
1°/- Stratigraphie - Paléogéographie :
Les faciès des terrains mésozoïques et paléocènes
sont voisins de ceux de la ceinture externe. Les premiers dépôts
marins reposant sur la molasse continentale post-appalachienne sont d'âge
jurassique supérieur et d'extension limitée ainsi que ceux
d'âge néocomien-aptien. La transgression se généralise
à la base de l’Albien.
De l’Albien au Sénonien inférieur se déposent
de puissantes séries carbonatées de plate-forme. Le Sénonien
supérieur et le Paléocène sont caractérisés
par des apports terrigènes. Cette succession est parente de celle
des formations des régions orientales de la Sierra Madre Orientale.
Comme cette dernière, le domaine externe de la Sierra de Juarez
émerge à la fin du Paléocène et demeurera émergé
par la suite.
2°/- Tectonique :
a- La tectonisation subhercynienne du domaine interne se traduit par
l'apparition de faciès détritiques au Campano-Maestrichtien.
b- La phase compressive laramienne est l'événement tectonique
majeur. Elle provoque le plissement et l'émersion des séries
mésozoïques -paléocènes et la structuration de
l'édifice en diverses unités chevauchantes.
B. LE DOMAINE INTERNE.
1°/- Stratigraphie :
a- Des formations anté-mésozoïques affleurent à
la base de l'une des unités orientales. Il s'agit de micaschistes
rapportés au Paléozoïque supérieur.
b- Les formations mésozoïques, en partie épimétamorphisées,
comportent :
1. Une série métadétritique continentale peu épaisse
présente au-dessus des micaschistes de l'unité orientale.
2. Des schistes sériciteux, chloriteux et graphiteux à
lentilles de serpentinites et de marbres, et à intercalations diabasiques
à chimisme alcalin. Ils sont datés du Valanginien.
3. Des schistes et des grès sériciteux et des calcaires
détritiques d'âge hauterivien à aptien.
4. Des calcaires à lits siliceux plus ou moins recristallisés
d'âge albien et cénomanien.
5. Un puissant flysch d'âge turonien et sénonien inférieur.
C- Les formations tertiaires. Elles débutent par des molasses
continentales rouges discordantes. Elles sont surmontées d'épanchements
volcaniques associés à des plutons granitiques. Ils représentent
la limite nord du magmatisme calco-alcalin miocène du Sud-Est du
Mexique.
2°/- Tectonique :
On reconnaît :
a- une phase distensive précoce. Les données radiométriques
et stratigraphiques permettent de situer l'ouverture du bassin cuicatèque
à la limite du Jurassique et du Crétacé et la fin
de son activité magmatique extensive à l’Hauterivien.
b- Une phase compressive subhercynienne responsable du premier plissement
et du métamorphisme des séries du bassin cuicatèque,
du charriage du domaine interne sur le domaine externe et de son émersion.
c- Une phase compressive laramienne plissant à nouveau l'édifice
et provoquant des cisaillements qui affectent aussi le socle de la marge
occidentale du bassin.
d- Une phase compressive d'âge miocène inférieur
déterminant de larges plis de fond.
e- Une tectonique cassante cénozoïque dont les manifestations
les plus spectaculaires sont les failles du système cuicatèque.
Elles présentent une composante horizontale sénestre mais
les déplacements latéraux sont restés limités.
Ce réseau se superpose aux accidents crustaux éocrétacés
et son activité durant le Cénozoïque est liée
à l'évolution de la marge pacifique.
C. LES UNITES DE SOCLE.
Deux unités de terrains fortement métamorphiques chevauchent
les formations du bassin cuicatèque.
* La première est constituée de gneiss cataclastiques
que l'on rattache au socle grenvillien du bloc d’Oaxaca.
* La seconde est constituée de migmatites que l'on rattache
au socle calédonien d’Oaxaca. Elles sont traversées par des
plutons holomélanocrates à mésocrates dont les âges
radiométriques se situent à la limite du Jurassique et du
Crétacé.
La portée du chevauchement du bloc d’Oaxaca sur le bassin cuicatèque
est d'au moins 12 km.
5ème PARTIE
LA BORDURE ORIENTALE DU BLOC D’OAXACA ENTRE DOMINGUILLO ET OAXACA
ET LA COUVERTURE MESOZOIQUE DES REGIONS CENTRALES DU BLOC AU SUD-OUEST
D'OAXACA.
Le bloc d'Oaxaca est constitué d’un socle de terrains métamorphique
du Précambrien et de terrains métamorphiques et sédimentaires
du paléozoïque et d'une couverture sédimentaire mésozoïque
dont les faciès sont plus profonds sur les bordures du massif que
dans ses régions centrales. Elle est surmontée en discordance
par des dépôts continentaux cénozoïques.
A. STRATIGRAPHIE.
1°/- Le Socle :
a- Le socle précambrien et paléozoïque inférieur.
On distingue de part et d’autre d’une suture éclogitique et
ophiolitique taconique :
* à l'Est, un socle " zapotèque ", formé de granulites
et de massifs anorthositiques précambriens rattachés à
la ceinture grenvillienne nord-américaine surmontés de rares
lambeaux sédimentaires d'âge trémadocien ;
* à l'Ouest, un socle " mixtèque ", formé de séries
métamorphiques cambro-ordoviciennes à cachet océanique.
b- Le socle paléozoïque supérieur.
Il est représenté par quelques témoins de séries
néritiques ou continentales, d'âge carbonifère et permien,
reposant en discordance sur les socles zapotèque et mixtèque.
On discute le problème de la situation des formations du socle
d'Oaxaca au sein des ceintures calédonienne et hercynienne américaines.
2°/- La couverture mésozoïque :
a- La couverture mésozoïque de la bordure orientale du
massif.
Elle débute par la molasse continentale post-appalachienne d'épaisseur
réduite à nulle. Les formations marines peuvent être
groupées en trois ensembles :
1. Une série détritique d'âge berriasien à
aptien.
2. Des calcaires à lits siliceux et à microfaune pélagique
d'âge albien et cénomanien.
3. Un flysch d'âge turonien et sénonien inférieur.
Les parentés sédimentaires et faunistiques de ces ensembles
et des séries originelles partiellement épimétamorphisées
du domaine interne de la Sierra de Juarez, permettent de regarder la bordure
orientale du massif d’Oaxaca comme la marge occidentale du bassin à
ophiolites cuicatèque.
b- La couverture mésozoïque des régions centro-méridionales
du massif.
1. La série détritique d'âge berriasien à
aptien s'amenuise puis disparaît.
2. Les calcaires à lits siliceux d'âge albien et cénomanien
passent à des calcaires fréquemment dolomitiques à
rudistes et miliolidés.
3. Le flysch marin d'âge turonien et sénonien inférieur
passe à une série essentiellement continentale de couleur
rouge. La sédimentation se poursuit avec les mêmes caractères
jusqu'au Paléocène.
Cette couverture mésozoïque est analogue à celle
des régions septentrionales du bloc du Honduras.
Par ailleurs, dans les régions centrales et septentrionales
du massif, des intercalations marines d'âge jurassique moyen dans
la molasse continentale post-appalachienne et des sédiments marins
d'âge jurassique supérieur, plus étendus, montrent
que la transgression téthysienne à partir du Golfe du Mexique
s'est avancée largement vers l'Ouest en empruntant, semble-t-il,
une dépression située à l'emplacement de la suture
taconique.
3°/- Les dépôts discordants tertiaires :
Les séries molassiques continentales rouges post-laramiennes
sont particulièrement puissantes à la limite du bloc d’Oaxaca
et de la Sierra de Juarez'.
L’activité volcanique s'est manifestée dés l'Oligocène
à l'Ouest du massif. A l'Est, elle n'est apparue qu'au Miocène.
B. TECTONIQUE.
1°/- Phase " orégonienne " :
L'émersion des régions centrales du bloc d'Oaxaca à
partir du Turonien est liée à la tectonisation " orégonienne
", à la limite du Cénomanien et du Turonien, de l'extrémité
méridionale du système cordillérain occidental, charrié
sur la bordure occidentale du bloc d'Oaxaca. L’érosion de cet édifice
alimente à partir du Turonien un flysch peu profond à l'avant
du front chevauchant. Les apports terrigènes du flysch de la bordure
orientale du bloc d'Oaxaca et du domaine interne de la Sierra de Juarez
proviennent des régions émergées du bloc d'Oaxaca.
2°/- Phase subhercynienne ?
La fermeture du bassin cuicatèque à la limite du Sénonien
inférieur et du Sénonien supérieur résulte
du rapprochement du bloc d’Oaxaca-Honduras et de la plate-forme orientale
sud-mexicaine. Il est probable qu'au cours de ce déplacement, la
bordure orientale du bloc d’Oaxaca a subi une première tectonisation.
Elle est difficile à mettre en évidence, en raison de l'absence
de séries campano-maestrichtiennes, due, peut-être, à
une émersion. D’autre part la généralisation des faciès
détritiques à partir du Campanien sur la bordure occidentale
du bloc d’Oaxaca et dans ses régions centrales peut témoigner
d'une reprise tectonique de l'édifice orégonien occidental.
3°/- Phase laramienne :
Les bordures orientale et occidentale du bloc d'Oaxaca ont subi au
cours de cette phase une intense déformation plicative et cisaillante,
cette dernière étant surtout marquée sur la bordure
occidentale où s'est avancé le front de l'édifice
orégonien (- subhercynien ?).
La couverture des régions centrales du bloc d'Oaxaca, comme
celle des régions septentrionales du bloc du Honduras, n'a été
que peu déformée.
4°/- Phase Miocène inférieur :
La tectonique de plis de fond d'âge miocène inférieur
est particulièrement bien exprimée sur la bordure orientale
du massif.
5°/- La tectonique cassante cénozoïque :
Le bloc d'Oaxaca est découpé par de nombreuses failles.
Elles appartiennent directement ou sont liées :
* d'une part, aux failles du système cuicatèque d'orientation
générale Nord - Nord-Ouest - Sud - Sud-Est ;
* d'autre part, au système Atoyac d'orientation générale
Ouest -Nord-Ouest - Est - Sud-Est et Est - Nord-Est - Ouest - Sud-Ouest,
paléofrontière décrochante sénestre des plaques
nord-américaine et caraïbe.
Contrairement à la marge continentale pacifique du Chiapas et
de l'Amérique Centrale qui fait face à la fosse centro-américaine,
il n'existe pas, face à la fosse d’Acapulco, de grabens récents
parallèles à la côte. Un certain nombre d’indices laissent
supposer qu'à cette hauteur le régime actuel plaque de Cocos
- plaque nord-américaine est de type " convergence compression ".
6ème PARTIE
EVOLUTION GEODYNAMIQUE DU MEXIQUE MERIDIONAL ET DES DOMAINES VOISINS
DANS LE CADRE DE LA TECTONIQUE DE PLAQUES.
Les données géologiques essentielles sont résumées
et interprétées à partir d'une coupe générale
du Mexique méridional allant du Golfe du Mexique à la fosse
d’Acapulco. L'évolution géodynamique est envisagée
en termes d’interactions de plaques lithosphériques, en faisant
intervenir les plaques nord et sud américaines, les plaques et paléo-plaques
du Pacifique oriental, la Téthys mésozoïque, la paléo-plaque
caraïbe mésozoïque et la plaque caraïbe cénozoïque.
A. LA PANGEE OCCIDENTALE.
Les difficultés de reconstruction géométrique
de la partie occidentale de la Pangée permo-triasique sont levées
en faisant coulisser d’environ 1100 km le bloc du Honduras le long du système
Polochic-Motagua et de la fosse d’Acapulco pour l'accoler aux côtes
méridionales du Mexique et en déplacant vers l’Ouest d’environ
800 km l'ensemble Mexique - Amérique Centrale ainsi formé
le long du linéament transcontinental nord-américain Caltam.
Cette reconstruction conduit à diverses remarques concernant les
ceintures précambriennes et paléozoïques qui apparaissent
toujours tronquées presque perpendiculairement à la côte
du Pacifique. On admet que cette troncature est due à la naissance
du Pacifique mésozoïque par rifting, au Trias, âge des
premières séries transgressives de la marge pacifique américaine,
et que le Pacifique paléozoïque s’est résorbé
par subduction à l’Ouest de l’élément pangéen
isolé, au fur et à mesure de son éloignement.
B. ETAPE TRIAS - JURASSIQUE MOYEN.
Elle est caractérisée, à la périphérie
du Golfe du Mexique, par une fracturation accompagnée de manifestations
volcaniques, due à la progression vers l'Ouest de la Téthys,
des avancées marines au Lias et au Jurassique moyen et le dépôt
de puissantes séries évaporitiques.
Sur la marge pacifique transgressée au Trias, le volcanisme
engendré par la subduction océanique débute au Jurassique
moyen.
C. ETAPE JURASSIQUE SUPERIEUR.
Dans le domaine téthysien c'est l'étape de l'ouverture
océanique du Golfe du Mexique, compensée par un coulissage
de 800 km le long du linéament Caltam et accompagnée d'une
large transgression parvenant jusqu'à la marge pacifique mexicaine.
Au niveau de la marge active pacifique le volcanisme andésitique
se développe et s'individualise un bassin arrière-arc.
D. ETAPE NEOCOMIENNE.
L'ouverture océanique du Golfe du Mexique est terminée.
La Téthys progresse alors à l'emplacement de la future plaque
caraïbe. Une digitation téthysienne individualise au Mexique
le bassin intracratonique cuicatèque prolongé par le bassin
de la Haute-Chaîne - Haut Plateau Central de la Sierra Madre Orientale.
La séparation complète de l'Amérique du Nord et de
l'Amérique du Sud se réalise. L’'ffrontement des domaines
océaniques téthysien et pacifique donne naissance au proto-arc
caraïbe engendré par subduction intra-océanique.
Le volcanisme andésitique se poursuit sur les marges actives
nord et sud américaines.
E. ETAPE BARREMIEN - SENONIEN INFERIEUR.
L'éloignement de l'Amérique du Nord et de l'Amérique
du Sud permet la pénétration entre ces continents d’un fragment
de la croûte pacifique supportant l’arc caraïbe crétacé.
A son front la Tethys est peu à peu résorbée par subduction
et le bassin intracratonique mexicain perd toute activité.
Deux phases compressives majeures affectent le Mexique et l'Amérique
Centrale :
* l'édifice volcanique andésitique mésozoïque
pacifique subit une première tectonisation à la base du Crétacé
supérieur. Elle est peut-être liée à la collision
hétérochrone avec la marge pacifique de blocs continentaux,
séparés de la pangée par le rifting triasique ;
* à la limite du Sénonien inférieur et du Sénonien
supérieur l’arc caraïbe entre en collision avec les marges
passives nord et sud téthysiennes sur lesquelles il est charrié.
La fermeture du bassin cuicatèque, serré entre le bloc Oaxaca-Honduras
et le Mexique oriental, provoque le charriage de ses sédiments sur
sa marge orientale.
F. ETAPE SENONIEN SUPERIEUR - PALEOCENE.
Les apports terrigènes provenant de l'érosion des édifices
nés des phases tectoniques précédentes envahissent
le Mexique, l'Amérique Centrale et le domaine caraïbe.
L'étape se termine par une nouvelle phase compressive majeure
qui reprend les édifices tectonisés et déforme intensément
une grande partie de leur avant-pays.
Elle est due à la réorganisation du domaine océanique
pacifique ayant donné naissance à la plaque Farallon et au
proto-systéme Polochic-Motagua dont le jeu provoque l'ouverture
du bassin du Yucatan.
La configuration de la plaque caraïbe, où se trouve désormais
intégré le bloc du Honduras, devient proche de ce qu'elle
est actuellement. A son front, la subduction de la croûte océanique
atlantique engendre le volcanisme de la ride d'Aves.
G. ETAPE EOCENE - OLIGOCENE.
L'activité andésitique de la marge pacifique, qui a cessé
depuis la base du Crétacé supérieur, reprend à
l'Eocène moyen, en raison de la subduction de la plaque Farallon.
A la fin de l'Oligocène, une partie de la dorsale Farallon entre
en collision avec la marge pacifique mexicaine mettant un terme à
l’activité volcanique à cette hauteur.
La plaque Farallon se segmente au niveau de la dorsale des Galapagos
en deux plaques, la paléo-plaque de Cocos au Nord et la plaque de
Nazca au Sud.
La transtension le long du système Polochic-Motagua provoque
l'ouverture en " pull-apart basin " de la fosse caïman. Elle prend
le relais du bassin du Yucatan et son fond océanique s’allonge de
part et d’autre de la mini-ride d'expansion médio-caïman.
La réorganisation de la frontière nord-caraîbe
a des répercussions dans les grandes Antilles et au niveau de la
frontière sud de la plaque caraïbe qui sont affectées
de déformations compressives.
Les deux Amériques continuent de s'écarter. La plaque
caraïbe progresse ver' l'Est à la faveur au Nord du jeu décrochant
sénestre du système Polochic-Motagua, et, au Sud, de néodécrochements
dextres entre lesquels s’ouvrent de petits bassins.
H. ETAPE MIOCENE.
La collision fini-oligocène d’une partie de la dorsale Farallon
avec la marge pacifique mexicaine provoque des déformations en plis
de fond au Miocène inférieur.
L'éloignement rapide du bloc du Honduras du Mexique méridional,
dû à la vitesse relative élevée de la plaque
caraïbe, place peu à peu la paléo-plaque océanique
de Cocos face aux côtes tronquées mexicaines. La subduction
de la plaque océanique à hauteur de la fosse d’Acapulco engendre
un volcanisme marginal de plus en plus récent vers l’Est. Une lanière
appartenant au système cordillérain occidental est entraînée
dans le couloir de cisaillement jusqu'à l’isthme de Tehuantepec.
Au Miocène supérieur s'ouvre dans la paléo-plaque
de Cocos la néo-dorsale du Pacifique oriental qui progresse vers
le Nord depuis la dorsale des Galapagos.
La conjonction de cette dernière réorganisation du domaine
océanique pacifique et du passage du bloc du Honduras à l'arrière
du domaine externe méridional nord-américain détermine
sa tectonisation.
De nouvelles déformations affectent les régions circum-caraïbes,
provoquées essentiellement par le déplacement de la plaque
caraïbe mais aussi par le rapprochement, à une vitesse beaucoup
plus lente, des deux Amériques.
I. ETAPE PLIO-QUATERNAIRE.
La dorsale du Pacifique oriental, prolongée par le système
décrochant dextre de San Andreas parvient jusqu’au Golfe de Californie
et isole du continent nord-américain la péninsule de basse
Californie. La néo-configuration de la plaque de Cocos entraîne
une nouvelle distribution spatiale du volcanisme andésitique. Il
apparaît dans le domaine externe peu après son plissement,
et au niveau de l’axe néo-volcanique transmexicain où sa
localisation est largement conditionnée par la présence d'un
paléo-réseau de failles.
Le régime plaque de Cocos - plaque nord-américaine est
de type " convergence-compression " à la hauteur de la fosse d’Acapulco
et de type " convergence-extension " à hauteur de la fosse centro-américaine.
Cette différence peut s'expliquer par l’histoire distincte de ces
deux parties de la fosse méso-américaine.
Les déformations transpressives dues à la migration de
la plaque caraïbe (à un taux moins élevé depuis
le Pleistocène), et accentuées par la convergence des continents
nord et sud américains, se poursuivent dans les régions circum-caraïbes.
Au front de la plaque caraïbe le régime est de type " convergence-compression
".
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UNIVERSITE DE SAVOIE TRAVAUX DU DEPARTEMENT DES SCIENCES DE LA TERRE ISSN 0758-749X
N° 7- 1986 Jean-Charles CARFANTAN : Du système cordillérain nord-américain au domaine caraïbe. Etude géologique du Mexique méridional. 2 vol. 558 p. (500 francs). ISBN 2-904431-14-4, édition complète ; ISBN 2-904431-15-2, volume 1 ; ISBN 2-904431-16-0, volume 2.
Cet ouvrages est diponibles auprès de Andre.Paillet@univ-savoie.fr
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