The Mesozoic succession of the Sierra de Zacatecas (SZ) was originally described in two sequences. The older is the La Pimienta Phyllite or sometimes termed Zacatecas Formation (ZF) of presumably Late Triassic age based on paleontological constraints obtained at the beginning of the twentieth Century. Overlying the ZF is Las Pilas Volcanosedimentary Complex (LPVC) of unknown age, whose contact has been interpreted to be tectonic. We have studied these sequences in detail in order to constrain their stratigraphic relationships, deformation style, composition, and maximum depositional age. The ZF has been metamorphosed under greenschist facies conditions and its protolith is composed of sandstone, mudstone, limestone and rare conglomerates interlayered with lava flows and tuffs. This unit is intruded by dikes, sills, laccolithic bodies and we interpret the presence of hydrothermal vents at the type locality in the Arroyo El Bote. The ZF is in our interpretation in gradual contact with the LPVC. The LPVC is an igneous assemblage mainly made up of mafic pillowed to massive flows, commonly foliated and/or deformed. Contemporaneous laccolithic-like bodies, dikes and sills are observed. Feldespatic greywackes and wackes, mudstone and minor tuffs and limestone are interbedded within the lava flows. U-Pb dating of detrital zircons from ZF and LPVC from the Arroyo El Bote and the Sauceda de la Borda areas, respectively, yielded ~132 Ma and ~160 Ma old ages. Approximately 30% of the zircons from the ZF represent Paleozoic and Proterozoic inheritance, which is lacking in the LPVC, and suggests a change in the sedimentary source. The maximum depositional age for both sequences in this area is therefore interpreted as Early Cretaceous (Hauterivian), in contrast to the previous proposed Late Triassic age. According to the distribution and types of rocks, the volcano-plutonic and sedimentary assemblage may have been emplaced in a volcanic field that developed in an intra-arc or back-arc basin with sedimentary supply derived from a nearby continental block and a magmatic arc. The geometric analysis of foliation shows that the average poles of the ZF and LPVC are 86°/235° and 86°/244°, respectively. The paleostress analysis yield an average σ1 for the thrust faults at 01°/219° suggesting that foliation and reverse faulting should have been developed contemporaneously during the Laramide Orogeny. Normal faults formed during a later extensional regime are associated to an average σ3 vector oriented 00°/029°. Since normal faults always cut the thrust faults, we interpret that normal faults developed in a post-orogenic event.
Desde las primeras descripciones, las rocas mesozoicas de la Sierra de Zacatecas se han descrito en dos secuencias. La más antigua corresponde a la Filita La Pimienta o Fm. Zacatecas (ZF), cuya edad paleontológica es del Triásico Tardío. También se ha descrito que está en contacto tectónico con el Complejo Volcanosedimentario Las Pilas (LPVC), cuya edad se desconoce. En este trabajo se estudiaron con detalle las composiciones, relaciones de contacto, estilos de deformación y edades de depósito de dichas secuencias litológicas en la parte central y norte de la Sierra de Zacatecas. La ZF presenta metamorfismo en facies de esquistos verdes y está compuesta por areniscas, lodolitas, calizas y, en menor medida, conglomerados interestratificados con derrames lávicos y tobas. La secuencia está intrudida por diques, sills, lacolitos dioríticos, e interpretamos la presencia de ventilas hidrotermales en la localidad tipo. El contacto con la LPVC es gradual. El LPVC está formado por series de lavas máficas cuyas texturas varían de almohadilladas a masivas, comúnmente foliadas y deformadas. La secuencia volcánica puede estar interestratificada con wacka, grauvaca, lodolita y, en menor cantidad, tobas y caliza. También hay cuerpos lacolíticos, diques y sills asociados a las rocas volcánicas. Las edades isotópicas U-Pb de zircones detríticos de la ZF y LPVC de una muestra obtenida en el Arroyo El Bote y otra en el área de Sauceda de la Borda, respectivamente, indican que provienen de una fuente cuya edad es de ~132 Ma y ~160 Ma. Aproximadamente 30% de los granos analizados de la ZF tienen edades más antiguas, del Paleozoico al Arqueano. En cambio en la muestra de la LPVC los zircones más antiguos son del Jurásico Tardío. La edad máxima de depósito de ambas secuencias se define como del Cretácico Temprano (Hauteviriano), en contraste con la edad del Triásico Tardío asignada en trabajos anteriores. De acuerdo con la distribución y tipos de roca, la asociación volcano-plutónica y sedimentaria definiría un campo volcánico que pudo desarrollarse en un ambiente interior de arco o de trasarco, con sedimentos provenientes de un bloque continental y de un arco magmático. Del análisis geométrico de la foliación de la ZF y del LPVC, se observa que las orientaciones promedio de sus polos son 86°/235° y 86°/244°, respectivamente. A partir del análisis de paleoesfuerzos se obtuvo un promedio de σ1 para fallas inversas de 01°/219°, lo que sugiere que la foliación y el fallamiento inverso pudieron haberse desarrollado de forma contemporánea durante la Orogenia Laramide. El fallamiento normal se desarrolló posteriormente en un régimen extensional con una orientación promedio del vector σ3 de 00°/029°. Debido a que las fallas normales cortan a las inversas, interpretamos que el fallamiento normal se desarrolló en un evento post-orogénico.