Quaternary alluvial fans of Ciudad Juárez, Chihuahua, northern México: OSL ages and implications for climatic history of the region

Alluvial fans formed from sediments derived from erosion of the Juárez Mountains in northernmost México have a significant flood impact on the Ciudad Juárez, which is built on the fan system. The northern part of Ciudad Juárez is the most active; further south, older parts of the fan, upon which the...

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Bibliographic Details
Main Authors: De León, David, Kershaw, Stephen, Mahan, Shannon
Format: Artículo
Language:eng
Published: Sociedad Geológica Mexicana A.C. 2017
Subjects:
Online Access:http://hdl.handle.net/20.500.11961/2704
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Description
Summary:Alluvial fans formed from sediments derived from erosion of the Juárez Mountains in northernmost México have a significant flood impact on the Ciudad Juárez, which is built on the fan system. The northern part of Ciudad Juárez is the most active; further south, older parts of the fan, upon which the rest of the city is built, were largely eroded by natural processes prior to human habitation and subsequently modified only recently by human construction. Three aeolian sand samples, collected from the uppermost (youngest) parts of the fan system in the city area, in places where human intervention has not disturbed the sediment, and constrain the latest dates of fan building. Depositional ages of the Quaternary alluvial fans were measured using Optically Stimulated Luminescence (OSL) on aeolian sands that have inter-fingered with alluvial fan material. These dates are: a) sample P1, 31 ka; b) sample P2, 41 ka; c) sample P3, 74 ka, between Oxygen Isotope Stages (OIS) 3 to 5. They demonstrate that fan development, in the area now occupied by the city, terminated in the Late Pleistocene, immediately after what we interpret to have been an extended period of erosion without further deposition, lasting from the Late Pleistocene to Holocene. The three dates broadly correspond to global glacial periods, implying that the cool, dry periods may reflect periods of aeolian transport in northern México in between phases that were wetter to form the alluvial fans. Alluvial fan margins inter-finger with fluvial terrace sediments derived from the Río Bravo, indicating an additional component of fan dissection by Río Bravo lateral erosion, presumed to be active during earlier times than our OSL ages, but these are not yet dated. Further dating is required to ascertain the controls on the fan and fluvial system. Los abanicos aluviales formados por sedimentos derivados de la erosión de las montañas de Ciudad Juárez en el norte de México, tienen un impacto significativo en las inundaciones de la ciudad que está desplantada sobre estos. La zona norte es la más activa y los abanicos más antiguos se localizan al sur donde la ciudad se desarrolló. Es decir, esta zona fue intensamente erosionada por procesos naturales antes de su reciente urbanización. Se recolectaron tres muestras de arena eólica en la parte más alta donde se localizan los abanicos recientes que aún no han sido alterados por la intervención humana, después se determinaron las edades mínimas de estas arenas eólicas que se intercalan con los abanicos Cuaternarios usando la técnica: Luminiscencia Óptica Estimulada (OSL por sus siglas en inglés): a) muestra P1, 31 ka; b) muestra P2, 41 ka; c) muestra P3, 74 ka; los rangos de etapas de isotopía de oxígeno oscilaron entre 3-5 OIS (por sus siglas en inglés). Estas edades de las arenas eólicas que se intercalan con los sedimentos de los abanicos, resultaron ser más antiguas de lo esperado, lo que demuestra que el sistema de abanicos sirve de basamento a la Ciudad que terminó su proceso de sedimentación en el Pleistoceno tardío. Es decir, después de lo que se interpreta como un intenso período de erosión, sin más depósito durante el período Pleistoceno Tardío - Holoceno. Estas tres edades corresponden a periodos glaciales globales secos y fríos, que produjeron el transporte de arenas eólicas en el norte de México. Posteriormente se produjeron fases de clima húmedo que activaron la erección de los abanicos. Estos se intercalan con sistemas fluviales y terrazas derivadas del Río Bravo, lo que indica una componente de disección debido a la erosión lateral del río que estuvo activa durante edades tempranas a las registradas en las muestras datadas (OSL). Sin embargo, esto no está aún determinado y se requiere una futura datación del sistema de abanicos.