Formaciones clásticas – carbonatadas del límite Cretácico/Paleógeno en Cuba occidental

Resumen

Mediante una comparación basada en un estudio
petrográfico y paleontológico detallado, de cuatro
secciones estratigráficas, de las formaciones
Peñalver y Cacarajícara; fueron encontradas
diferentes evidencias como son: cuarzo de choque,
esférulas y el ¨cóctel
paleontológico¨. Abundantes esférulas aparecen
en los miembros inferiores de ambas unidades; se encuentran
rellenas de minerales arcillosos, carbonatados y silíceos,
pueden ser ovaladas, o redondeadas. Algunas presentan una textura
espumosa interior y las hay rellenas de calcita presentando un
revestimiento externo de minerales arcillosos. También se
encontraron algunos fragmentos de esférulas carbonatadas
con una estructura concéntrica. Las deformaciones planares
características del cuarzo de choque, se presentan en tres
direcciones de deformación y en ocasiones hasta cuatro. El
espectro de asociaciones fosilíferas de diferentes edades
y las facies de los extraclastos carbonatados manifestó,
ser más amplio en la Formación Cacarajícara,
desde arrecifes y bancos carbonatados, hasta los sedimentos
pelágicos puros. En este análisis comparativo se
determinó el porciento de los tipos texturales de
carbonatos, demostrando que los rudstone tienen un mayor
predominio en la Formación Cacarajícara. Se
analizaron las propiedades petrofísicas en varias
muestras; manifestando bajos valores de porosidad y alta
densidad. Se reafirman en base a estos resultados, que los
depósitos Peñalver y Cacarajícara fueron
originados por un mismo evento sedimentológico de origen
catastrófico, como consecuencia de un impacto
meteorítico.

Catastrophic origin of clastic –
carbonate of Cretaceous / Paleogene in western
Cuba

Abstract

Through comparison based on a detailed petrographic and
paleontological study, made up of four stratigraphic sections of
the Peñalver and Cacarajícara formations, there
were found various evidences such as: shocked quartz, spherules
and the "paleontological cocktail". Abundant spherules appear in
the lower layers of both units; they are filled with clay
minerals, carbonate and silica; they can be oval or round. Some
have a foamy texture and the interior is filled with calcite
showing an outer coating of clay minerals. We also found
fragments of carbonate spherules with a concentric structure. The
planar deformations that quartz shock features occur in three
directions of deformation and sometimes even four. The spectrum
of fossiliferous associations of different ages and carbonate
facies of extraclastos showed they were larger in the
Cacarajícara Formation; from reefs and carbonate banks, to
pure pelagic sediments. In this comparative analysis the
percentage of carbonate textural types was determined,
demonstrating that there is a higher prevalence of rudstone in
the Cacarajíacara Formation. Petrophysical properties were
analyzed in several samples, showing low porosity and high
density. They reaffirm the basis of these results that the
Peñalver and Cacarajícara deposits originated from
the same sedimentological catastrophic event event, as a result
of a meteorite impact.

Introducción

En un período de 570 millones de años,
para el cual los restos fósiles son utilizables, han
ocurrido cinco grandes crisis biológicas, en las cuales
muchos grupos de organismos han desaparecido. La más
reciente de estas grandes extinciones es la que marcó el
límite entre el período Cretácico y el
Terciario. Álvarez et al. (1980) basados en la
alta concentración de Iridio encontrada en calizas de
aguas profundas precisamente de dicho límite en la
localidad de Gubbio, Italia. Estos autores consideraron que esta
anomalía solo podía estar relacionada con el
impacto de un meteorito, teniendo en cuenta que el Iridio es un
elemento raro en la corteza terrestre y que por la magnitud de
los efectos causados por el mismo, este cuerpo celeste
debió haber impactado en la tierra ocasionando un
cráter de aproximadamente 10 km de diámetro. Desde
entonces se han realizado en diferentes partes del mundo
numerosas investigaciones para aprobar o refutar esta
hipótesis.

Once años después Hildebrand et
al. (1991) identificaron una estructura circular, muy
parecida a un cráter, de alrededor de 180 km de
diámetro aproximadamente en el noroeste de la
Península de Yucatán en México. Según
dichos autores este meteorito (Figura 1), de enormes
proporciones, impactó sobre dicha península
habiéndose encontrado evidencias derivadas, directas e
indirectas del impacto, a nivel mundial. Unidades compuestas por
arenisca probablemente formadas por este evento se encontraron en
el Golfo de México y regiones del Caribe desde finales de
los años ochenta. Smit et al. (1992) y Smit
et al. (1996) describieron estas capas de areniscas
como: (1) sucesión ascendente de varios metros de espesor;
(2) secuencia con clastos desordenados en la parte basal, con
esférulas, (3) en la parte media, se observó cuarzo
deformando (Leroux et al., 1995); y (4) en la parte
superior se detectó Iridio. Varios estudios consideraron
que grandes olas generadas por el impacto fueron las que crearon
estas capas de arenisca (Albertao y Martins, 1996). En tanto
Bralower et al. (1998) interpretaron que debido a este
impacto, se activaron gigantescos flujos gravitacionales que
dieron lugar a la formación de las potentes secuencias del
límite K/T.

Figura 1. Cráter del
Chicxulub, Península de Yucatán. A) borde
del cráter. B) ubicación de los cenotes y
cómo se corresponden con él. Modificado y Tomado de
Marcelo Dos Santos (especial para Axxón) www.mcds.com.ar

En muchos lugares del mundo se detectó un nivel
milimétrico de arcilla con altos contenidos de elementos
evaporados, incluido el Iridio (Molina et al., 1998). En
el Golfo de México y el Caribe se formaron enormes
depósitos clásticos. La más cercana y
conocida superficie expuesta del límite K/T, se encuentra
en Haití. Esta sección incluye un inusual
depósito interpretado como una turbidita
vulcanogénica intraformacional. En nuestro país se
consideran como depósitos comprendidos en dicho
límite a un grupo de unidades formadas sobre diferentes
substratos y con características
litólogo-petrográficas similares.
Pszczólkowski (1986) las denominó megacapas o
megaturbiditas considerando que estos depósitos
(formaciones Cacarajícara, Amaro y Peñalver), se
formaron como resultado de un evento sedimentario de una
dimensión excepcional, originado por fuertes terremotos y
gigantescas olas que destruyeron los márgenes
continentales. Ya en trabajos más detallados del grupo
cubano-japonés se publicaron resultados muy relevantes de
las formaciones Moncada de la Sierra de Los Órganos,
Cacarajícara de la Sierra del Rosario y Peñalver en
la región nororiental de Pinar del Río, y las
provincias La Habana y Matanzas: Takayama et al. (2000);
Kiyokawa et al. (2002) y Tada et al.
(2003).

La Formación Cacarajícara aflora en la
Sierra del Rosario, provincia de Pinar del Río y se
depositó sobre el margen continental de la Plataforma de
Yucatán. Esta unidad presenta una gran variabilidad en sus
espesores en las diferentes localidades. Las secciones que
afloran en Rosario del Sur tienen menor espesor que en Rosario
del Norte donde alcanzan entre 500 y 800 m. Dicha
formación fue distinguida por Hatten (1957) como
"Cascarajícara Formation" y descrita bajo el nombre
Cacarajícara por Pszczolkowski (1978). Hatten (1957)
describe a la formación como una brecha de hasta 10 m de
espesor, compuesta por fragmentos de caliza y silicita.
Según Pszczólkowski et al. (1978) la
heterogénea composición de los sedimentos en la
Formación Cacarajícara, está vinculada con
el colapso del borde de una plataforma carbonatada desarrollada
sobre una plataforma más antigua, que permite relacionar
sedimentos de distintos ambientes y naturaleza. Ellos plantearon
que los fósiles resedimentados provenientes del talud y de
la plataforma externa; es una demostración de su
carácter turbidítico y
periplatafórmico.

El depósito fue descrito por primera vez como una
megaturbidita calcárea o megacapa clástico
–carbonatada por Pszczolkowski (1986). Dicho autor
comprobó que la formación se caracteriza por una
litología de tipo gradacional; comenzando en su base por
brechas que pasan gradualmente a calcarenitas las que conforman
la parte principal de toda la sucesión clástica,
estas a su vez, pasan a calcilutitas con las cuales culmina el
corte de la formación. Dividió a la unidad en un
Miembro Inferior (Brecha Los Cayos) y el Miembro Superior
(calcarenitas).

Según los estudios cuantitativos hechos por Gil
et al. (1998), confirman la gradación en la
litología de los carbonatos, constituida por Rudstone en
la base que transiciona gradualmente hacia Grainstone, que
predomina en la sucesión clástica, estos a su vez,
pasan a Wackestone, culminando el corte de la formación.
Kiyokawa et al. (2002) dividieron la formación en
tres miembros: el Miembro Inferior de brechas, el Miembro Medio
de calcarenitas y el Miembro Superior de calcilutitas. Estos
investigadores señalan que en el Miembro Inferior de
brechas es equivalente al Miembro Los Cayos, donde la matriz es
fragmentaria de la misma composición de los fragmentos,
aunque la misma es escasa.

La otra unidad en estudio es la Formación
Peñalver, la cual se desarrolla en las provincias
occidentales –Pinar del Río, La Habana y
Matanzas–. La misma tuvo como substrato los
depósitos orogénicos formados sobre el antiguo arco
volcánico cretácico. Los primeros en describir
dicho depósito fueron Brönnimann y Rigassi (1963),
asociándolo a pequeñas elevaciones o hileras de
lomas. En su estudio señalaron muchos aspectos
significativos de la formación a los cuales no se les
prestó mayor atención en las dos décadas
siguientes. Según estos autores este depósito se
trata de un ciclo clástico – calcáreo de
gradación singular. La porción basal es de grano
grueso (rudítica), masiva y la porción superior es
de grano fino, algo estratificada. Dichos autores consideraron
que este depósito se corresponde con un gran deslizamiento
submarino de masa clástica – carbonatada. La
Formación Peñalver sobreyace al flysch de
la Formación Vía Blanca del Campaniano –
Maastrichtiano tope. En este mismo año reportaron un
contacto ligeramente discordante, con huellas de erosión.
La estratificación horizontal es visible sólo en la
parte más fina de la unidad. En general se trata de una
capa potente (30 –180 m) depositada durante un solo evento
sedimentario. Estos autores consideran que se formó por
una corriente de turbidez, en forma de manto. El material
clástico lo consideran derivado de la plataforma insular
desarrollada sobre el arco volcánico extinto, al sur de la
cuenca de flysch del depósito Vía Blanca.
Según (Piotrowska et al., 1981) en las provincias
de Pinar del Río (Zona Bahía Honda), La Habana y de
Matanzas los rasgos fundamentales de la formación son
similares.

La Formación Peñalver se ha interpretado
como una megaturbidita (Pszczolkowski, 1986; Iturralde-Vinent,
1992), ella tiene unos 150 km de distribución de este
– oeste en la parte norteña de Cuba occidental.
Pszczolkowski (1986) señaló que dicha unidad
presenta un espesor máximo del orden de 200 metros. Dicho
depósito se encuentra cubierto por areniscas y lutitas del
Paleoceno (Formaciones Apolo y Capdevila). El hiato
estratigráfico en el tope de la formación abarca un
intervalo variable, desde el Daniano hasta el Paleoceno completo,
en diferentes estructuras de Cuba occidental (Pszczolkowski y
Flores, 1986). Bralower et al. (1998); Díaz-Otero
et al. (2000) consideran que las asociaciones de
foraminíferos planctónicos identificadas en el
techo de la Formación Peñalver parecen confirmar la
edad K/T propuesta previamente. En la datación de esta
formación megaturbidítica debe tenerse en cuenta el
carácter reelaborado de los ejemplares que según
las especies identificadas tienen una edad que varía desde
el Albiano al Maastrichtiano Superior lo que estos autores
denominan el ¨cóctel paleontológico¨.
Destacan la ausencia de foraminíferos terciarios, incluso
en las margas grises o blancas de la parte superior de la
formación. Según estos autores la presencia de
ejemplares reelaborados del Maastrichtiano Superior y la ausencia
de ejemplares terciarios indican la pertenencia de esta unidad al
igual que la Formación Cacarajícara al intervalo
considerado como límite
Cretácico/Paleógeno.

Según Takayama et al. (2000) las rocas
de la Formación Peñalver tienen alrededor de 130 m
de espesor. En la parte basal de la unidad se distingue una
brecha conglomerática que yace discordante y erosivamente
sobre la Formación Vía Blanca. Esta brecha
está compuesta por fragmentos de rocas carbonatadas y de
rocas volcánicas con horizontes ricos en clastos de
arcillas de la unidad Vía Blanca. La parte media del corte
es una típica homogenita, formada por granos más
finos de material principalmente calcáreo, pero que
incluye granos de serpentinita y otras rocas. La parte superior
está constituida por rocas calcáreo –
arcillosas más finas. En estas rocas encontraron variedad
de concentraciones de cuarzo impactado, vidrio vesicular y
fósiles del Cretácico Superior. También
subdividieron la formación en cinco miembros: El Miembro
Basal, Inferior, Medio, Superior y más alto, en orden
ascendente. Los clastos están principalmente compuestos
por fragmentos angulosos a subangulosos de calizas gris
blancuzco, Mudstone de color carmelita a verde, rocas
volcánicas en ocasiones redepositadas de la infrayacente
Formación Vía Blanca. En la parte más baja,
las calcarenitas pasan gradualmente a más finas y mejor
seleccionadas hacia arriba. En la parte baja de las calcarenitas
ocurren, ocasionalmente bioclastos y Mudstone de color verde,
cuya cantidad decrece hacia arriba. Consideran que existen
fragmentos derivados de una plataforma carbonatada de agua poco
profunda.

Materiales y
Métodos

Los materiales fundamentales utilizados
fueron las secciones delgadas de muestras tomadas en cuatro
localidades, dos de la Formación Cacarajícara y dos
de la Formación Peñalver (Figura 2), durante
la ejecución de los trabajos conjuntos del proyecto Cubano
– Japonés acerca de los eventos ocurridos en el
límite Cretácico/Terciario en la región del
Caribe, el cual se llevo a cabo entre los años 1998 y
2006.

En el afloramiento en el río
Santiago se utilizaron 11 secciones delgadas tomadas el 12 de
diciembre de 1999, 19 tomadas el día 13 del mismo mes y
año, y 17 elaboradas durante el 2001. Todas las muestras
se tomaron de abajo hacia arriba en intervalos de de 2 a 3 m. En
la localidad Los Tumbos en el río San Cristóbal se
utilizaron solo con 6 muestras que sirvieron para enriquecer la
información obtenida en el río Santiago. En Santa
Isabel se tomaron 54 secciones, donde se hizo un estudio muy
detallado tomando muestras cada 25 cm de piso a techo. En la
cantera La Victoria I, las 66 muestras sirvieron para completar
la parte inferior de la Formación Peñalver. En
resumen se trabajó con 53 secciones delgadas de la
Formación Cacarajícara y 120 de la Formación
Peñalver.

Se contó con numerosos informes de
trabajos anteriores de cartografía geológica de
diferentes autores y fechas en los que se reportaron
depósitos comprendidos en el intervalo
estratigráfico considerado como límite
Cretácico/Paleógeno (formaciones
Cacarajícara y Peñalver de Cuba occidental). Los
más importantes son los que a continuación se
mencionan:

• ? A. Pszczolkowski et al., 1975
  (Provincia de Pinar del Río)

• ? D. Martínez et al., 1991
  (Provincia de Pinar del Río y Habana)

• ? P. Brönnimann y D. Rigassi, 1963
  (Provincia de la Habana)

• ? K. Piotrowska et al., 1981
  (Provincia de Matanzas)

Figura 2. Mapa de ubicación
de las localidades en estudio.

También se consultaron numerosos
artículos publicados sobre estas formaciones con
diferentes puntos de vista, siendo los más importantes los
del Grupo Cubano-Japonés compuestos por investigadores del
Instituto de Geología y Paleontología, el Museo
Nacional de Historia Natural de Cuba y la Universidad de
Tokio.

Todos estos informes y artículos
sirvieron de mucho ya que permitieron conocer datos muy
específicos sobre la composición
petrográfica y mineralógica, asociaciones
fosilíferas, edad, ambiente de sedimentación e
interpretaciones acerca del origen de las formaciones desde
diferentes criterios.

Se tuvo acceso a internet, logrando
así una visión más amplia del origen
catastrófico de las dos unidades, partiendo siempre del
impacto cósmico producido por el meteorito. Todas las
muestras fueron estudiadas en microscopios petrográficos
(Olympus y Leica) que ofrecieron una información segura y
de alta calidad. Se realizó un limitado trabajo de campo
para poder observar ambas unidades en sus respectivas
localidades, realizar su estudio macroscópico, así
como verificar en el terreno su emplazamiento geológico y
relaciones con otras secuencias estratigráficas, pero en
algunos afloramientos existen intervalos que no fueron
muestreados. Para la clasificación textural de las rocas
carbonatadas se empleó la propuesta por Dunham (1962),
aplicando para las calizas con componentes mayores de 2 mm la
clasificación propuesta por Embry y Klovan
(1971).

Características geológicas de
varios afloramientos estudiados, donde aflora las formaciones
clásticas – carbonatadas del límite
Cretácico/Paleógeno

En el corte de la cantera la Victoria I
(Figura 3), se observa muy bien el Miembro Basal de la
Formación Peñalver con grandes cantos blandos,
enormes olistolitos y bloques de conglomerados (Figura 3).
Se trata de un depósito producto de la erosión del
arco volcánico cretácico, de ofiolitas y de
materiales de una cuenca de edad Campaniano –
Maastrichtiano Superior (Formación Vía Blanca y de
bancos carbonatados). Además se incluyen cantos sueltos de
basaltos, serpentinitas; también arrastrados durante la
erosión. En todo el afloramiento se observan grietas,
algunas con asfalto. También abundan las fallas normales,
algunas presentes en el contacto entre las formaciones
Peñalver y Vía Blanca (Figura
3B).

Figura 3. Corte de la cantera la Victoria I donde
aflora la Formación Peñalver. A) Vista
completa de la cantera. B) Contacto tectónico entre
la Formaciones Peñalver y Vía Blanca. C)
Miembro Inferior.

En la localidad de Santa Isabel (Figura 4),
aflora la Formación Vía Blanca (Campaniano –
Maastrichtiano), el cual consiste en una alternancia de lutitas,
limolitas y areniscas de composición polimíctica y
de color pardo y, en menor proporción, margas. Sobre dicho
depósito se dispone discordantemente la Formación
Peñalver. Este miembro está compuesto por grandes
cantos de la misma composición litológica que la
secuencia infrayacente, algunos superiores al metro de
diámetro; así como conglomerados
bioclásticos y abundantes fragmentos de rudistas. El
tamaño del grano decrece lentamente desde calcarenitas
hasta llegar a constituir una lutita laminada y finamente una
alternancia de calcilutitas y margas.

En el río Santiago aflora la Formación
Cacarajícara (Figura 5) y se puede observar en toda
su enorme potencia (700 – 800 m), desde el río hasta
la cima de la loma Miracielo. La parte inferior de este
depósito está constituida por una brecha
predominantemente calcárea con fragmentos de estratos en
bloque de incluso decenas de metros, que en algunos casos
aún conservan su estratificación original. Esta
brecha disminuye progresivamente su granulometría pasando
a calcarenitas y luego a calcilutitas gruesas.

En el río San Cristóbal,
específicamente en Los Tumbos aflora también la
unidad Cacarajícara (Figura 6). La base de dicho
depósito está compuesta por una brecha con
fragmentos silíceos, carbonatados y volcánicos. En
contacto con esta secuencia se encuentra la Formación
Artemisa, caracterizada por calizas grises. Rumbo al norte por el
río la megacapa gradaciona a calcarenitas.

Figura 4. Cantera abandonada cerca
de la localidad de Santa Isabel, donde aflora la Formación
Peñalver. A) B) Miembro Inferior donde se observan
las calcirruditas transicionando a calcarenitas, de arriba hacia
abajo. C) y D) Calcilutitas casi margas ubicadas en
el Miembro Superior de dicha formación.

Figura 5. Afloramiento de la
Formación Cacarajícara ubicado en el río
Santiago. A) y B) Grandes fragmentos de silicitas,
conservando algunos su estratificación original. C)
y E) Miembro Medio de la Formación
Cacarajícara en la loma Miracielo (calcarenitas). D) y
F) Miembro Inferior de la Formación
Cacarajícara, localizado en el río
Santiago.

Figura 6. Afloramiento de la
Formación Cacarajícara ubicado en el río San
Cristóbal. A) Contacto entre las formaciones
Artemisa y Cacarajícara. B) Miembro Inferior de
dicha formación (río San
Cristóbal).

Tipos texturales
de carbonatos

En las localidades estudiadas las dos
formaciones están compuestas por más de un 80%. Los
elementos terrígenos que existen son redepositados propios
de otras formaciones y escasos. En Formación
Peñalver (Figuras 7 y 8 A) lo que más
abunda son los Packestone bioclástico llegando a un 37 %.
Le sigue en abundancia los Wackestone encontrados en la parte
alta de los cortes, este tipo textural de carbonato llega a un 32
%. Los rudstone no son tan abundantes como los Packestone y
Wackestone solo llegan a un 26 %. Los Mudstone no son
predominantes en la formación, pero llegan al 5 %, lo que
representa un mayor predominio en esta unidad que en la
Formación Cacarajícara, ya que en esta ultima no se
encontraron.

Figura 7. Representación
gráfica de la abundancia de los tipos texturales de
carbonatos en las formaciones Peñalver y
Cacarajícara.

Figura 8. Representación
gráfica en un diagrama rómbico de los tipos
texturales de carbonatos. A) Formación
Peñalver y B) Formación
Cacarajícara.

En las localidades estudiadas la
Formación Cacarajícara se caracteriza por el
predominio calcirruditas (Figura 7 y Figura 8 B), las
cuales se manifiestan en mayor por ciento como rudstone llegando
a un 47% con litoclastos subredondeados y angulares de calizas
las cuales se manifiestan como Mudstone calcáreo,
Grainstone con abundantes intraclastos, Packestone
bioclásticos, Wackestone bioclástico con abundantes
radiolarios. En la parte media del corte la calcarenitas se
comportan como Packestone intrabioclástico, estas son
también muy abundantes en esta unidad, alcanzan un 40 %.
Las calcilutitas en la parte superior del corte se manifiestan
como Wackestone; estas rocas no son muy abundantes en los
afloramientos estudiados, no sobrepasan el 13 %. En los cortes
geológicos estudiados de dicha formación los
Mudstone no se encontraron.

También se realizaron diagramas
rómbicos para cada formación; donde la
Formación Peñalver abarca un mayor rango en toda la
figura. Queda demostrado que en este depósito existen casi
todos los tipos texturales de carbonatos (Figura
8).

Propiedades
físicas determinadas a dos muestras del afloramiento "Loma
Mira Cielo" pertenecientes a la Formación
Cacarajícara

Fueron entregadas dos muestras de la
Formación Cacarajícara para su
caracterización petrofísica. Dichas muestras no
presentan una forma geométrica definida y por su
constitución al parecer no presentan propiedades como
reservorio en cuanto a volumen de poros y permeabilidad. Se
observan restos de petróleo denso en fracturas
dispersas.

Para su estudio se decide determinarle la
Susceptibilidad Magnética por el método de
Inducción, empleando el Kapámetro
exSoviético IMV-2, así como la densidad total y
densidad de matriz aparente empleando el método
hidrostático de inmersión, conocido también
en la literatura como método de
Arquímedes.

Susceptibilidad Magnética

La susceptibilidad magnética (() es
una medida de la magnetización de la muestra (capacidad de
magnetización bajo la acción de un campo externo).
La susceptibilidad magnética es una magnitud adimensional.
Con el Kapámetro IMV-2, es obtenida en el sistema CGS. Las
rocas pueden estar constituidas por minerales
ferromagnéticos (alta susceptibilidad magnética) o
minerales diamagnéticos y paramagnéticos de baja
susceptibilidad magnética, como la que presentan la
mayoría de las rocas sedimentarias clasificándose
en "prácticamente no magnéticas", alcanzando
valores desde cero hasta 30 x 10-6 CGSM. El cuarzo, calcita,
dolomita, piroxeno, olivino y otros son minerales no
magnéticos. La susceptibilidad magnética
determinada con este equipo es a través del "Método
de Inducción",

Porosidad, Densidad total y densidad de
matriz.

La porosidad y la densidad total son dos de
los parámetros más empleados por los reservoristas
y de forma generalizada se determinan por el método de
inmersión (hidrostático), en condiciones de
laboratorio. La porosidad total es la relación que existe
entre el volumen de poros y el volumen total de roca o sea, la
capacidad que tiene una roca de almacenar fluidos y se expresa a
través de la siguiente expresión:

Donde:

Vpor: Es el volumen de los poros

Vroca: Es el volumen total (poros y parte
sólida)

La densidad total o volumétrica de la roca es la
relación que existe entre el peso seco de la roca y su
volumen total y se expresa a través de:

La densidad de la matriz (densidad de la parte
sólida) es la relación que existe entre el peso
total de la roca y volumen de la parte sólida y se expresa
a través de:

Las muestras fueron medidas según
los procedimientos existentes en el laboratorio de Física
de Yacimientos del CEINPET. Como se puede apreciar en estos
resultados, desde el punto de vista magnético, no hay
presencia de minerales magnéticos en las rocas y
consideramos que esto está dado por el predominio de
cuarzo y componentes terrígenos.

En cuanto a su baja porosidad y alta
densidad podemos inferir que si tuvo en algún momento
cierto grado de porosidad primaria, esta se perdió en el
proceso de enterramiento de la roca, no mostrando en la
actualidad buenas propiedades como reservorio.

Evidencias
mineralógicas

Las evidencias encontradas en los cortes
estratigráficos son: cuarzo chocado (Figuras 9, 10, 11
y 12), su origen es producto del impacto meteorítico
(Hildebrand et al., 1991). Este tipo de cuarzo se
observó a todo lo largo de los afloramientos estudiados.
Las esférulas solo se encontraron en la parte inferior de
cada unidad, con mayor predominio en la Formación
Peñalver.

La presencia de cuarzo laminado en las capas de rocas de
la misma edad del impacto del meteorito es el reflejo de la
presión generada por el choque. Estos cristales volaron a
la atmósfera y cayeron al mar, donde se acumularon junto
con los otros materiales producto del impacto. El cuarzo de
choque es una forma de cuarzo que, al estudiarlo en el
microscopio, puede observarse que la estructura del mismo se
encuentra desplazada a lo largo de planos
cristalográficos; a estos planos se les llama ¨Rasgos
de Deformación Planar¨ (PDFs). Las PDFs son
deformaciones planares producidas por choque en minerales
(especialmente el cuarzo) bajo la forma de lamellas
isotrópicas estrechamente espaciadas que siguen las
direcciones de los planos cristalográficos. Estas
deformaciones pueden estar decoradas por inclusiones fluidas y/o
minerales (Figuras 9C y D, 11 A) como consecuencia de un
templado posterior; esto se produce con elevadas presiones (pero
no elevada temperatura).

De acuerdo con los conocimientos actuales, las PDFs no
se pueden formar por procesos geológicos
endogenéticos. De este modo, la presencia de PDFs tiene un
papel importante en el establecimiento y autentificación
de una estructura de impacto. Las PDFs en el cuarzo se observan
rectas y paralelas debido a que siguen los planos
cristalográficos de la red cristalina no deformada. Como
es bien conocido, los cristales de cuarzo pueden sufrir
deformaciones plásticas que conllevan una
deformación de la red cristalina. En sección
delgada, estas deformaciones pueden ser observadas de una manera
fácil bajo la forma de una extinción ondulatoria al
rotar la platina del microscopio de polarización (Fig.
11). De manera obvia, los "planos" cristalográficos en
el cristal se puede decir de cierta forma que no son planos. En
las formaciones Peñalver y Cacarajícara este cuarzo
deformado abunda de un 3 % a un 4 % del total de número de
granos de cuarzo. Según Kiyokawa et al. (2002)
las deformaciones se encuentran en el cuarzo en tres direcciones.
En este trabajo se logró observar las PDFs (Fig. 9E y
10A), según las posición del eje c en 4
direcciones (f, ß, d, ?).

Figura 9. A), B), C)
y D). Cuarzo de choque localizado en la cantera La
Victoria I perteneciente a la Formación Peñalver.
La cantera La Victoria I.

De acuerdo con los críticos de las PDFs curvadas,
sería verdad que la red cristalina se deformaría
presentando una extinción ondulante, pero las PDFs
deberían permanecer rectas. No obstante, dado que no
seguirían la orientación cristalográfica,
estas PDFs no serían PDFs. Por el contrario, vemos las
cosas de una manera más simple y predecimos unas PDFs
curvas que serán el reflejo de la deformación
existente en la red cristalina. Dado que un impacto puede afectar
a un objetivo ya deformado por la tectónica, en este caso
no debería ser extraña la presencia de PDFs curvas
en los cuarzos deformados plásticamente antes del choque.
Por otra parte, es de esperar que se desarrollen PDFs curvadas
por la acción de deformación plástica
posterior al choque durante el mismo proceso de
caracterización (en los estadios de excavación y
modificación), no excluyendo una posterior acción
tectónica con el correspondiente curvado de las
PDFs.

En la Figura 10D y 11 mostramos
microfotografías obtenidas mediante la rotación de
la platina del microscopio de polarización (nicoles
paralelos); en ellas puede observarse claramente que el curvado
de las PDFs está íntimamente asociado con la
extinción ondulante. De hecho y en sentido estricto, "los
rasgos de deformación planar curvados" supone una
contradicción terminológica.  Pero dado que
las PDFs hacen referencia a la red cristalina y no al concepto
matemático de un plano, una redenominación parece
ser dispensable.

Figura 10. A), B),
C), D). Cuarzo de choque localizado en la cantera
La Victoria I perteneciente a la Formación Peñalver
y Formación Cacarajícara.

Figura 11. Microfotografías
obtenidas mediante la rotación de la platina del
microscopio de polarización (nicoles paralelos),
Formación Cacarajícara.

Figura 12. Cuarzo de choque
localizado en la cantera La Victoria I perteneciente a la
Formación Peñalver

Otra evidencia son las esférulas las cuales son
las gotas de roca fundida, en este caso, creadas por el choque
del meteorito. Se pueden haber formado cuando la roca fundida se
esparció en el aire por el impacto de un meteorito. O
pueden ser concreciones, de material acumulado, que se
formó por los minerales disueltos en el agua y que se
difunden a través de la roca. Se encuentran en
múltiples capas porque después del impacto fueron
"procesadas" por la erosión para crear nuevas capas de
sedimentos. Es este proceso el que, después de mucho
tiempo tras el impacto, ha recolocado algunas de estas
esférulas en los sedimentos que, a juzgar por el contenido
de fósiles de los mismos, están en el límite
Cretácico/Paleógeno.

Todavía no se reconoce con certeza las
esférulas en la Formación Cacarajícara. Sin
embargo el proyecto Cuba – Japón, en uno de sus
trabajos relacionados con dicha unidad, encontró en el
Miembro Inferior tres tipos de esférulas. En esta
investigación se encontraron esférulas en la
Formación Cacarajícara en tres secciones delgadas
tomadas en la parte inferior del depósito. En la
Formación Peñalver abundan mucho más que en
el depósito antes mencionado, pero solo en el Miembro
Basal y Medio (Figuras 13, 14, 15, 16). Esto se debe a que
son gotas de roca fundida y por gravedad lo más pesado cae
primero. Es habitual encontrarlas rellenas de minerales
arcillosos, carbonatados y silíceos (Figura 14 y
16). Algunas tienen forma ovalada, otras redondeada con
textura espumosa interior (Figuras 13, 14, 16). Las hay
rellenas de calcita presentando un revestimiento externo de
minerales de arcillosos. Existen esferoides que se corroen
fuertemente y son escasamente reconocibles. Se encontró
fragmentos de la caliza con forma concéntrica, con algunas
burbujas (Figura 15 B).

Figura 13. Comparación de
las esférulas espumosas localizadas en el río
Brazos, Texas (Smit et al., 1996); con las
esférulas encontradas en la cantera La Victoria I,
pertenecientes a la Formación Peñalver (Miembro
Basal), Cuba occidental.

Figura 14. Comparación de
las esférulas espumosas localizadas en el río
Brazos, Texas (Smit et al., 1996); con las esférulas
encontradas en la cantera La Victoria I, pertenecientes a la
Formación Peñalver (Miembro Basal).

Figura 15. Comparación de
las esférulas espumosas y fragmentos de calizas
concéntricos con burbujas, localizadas en Arroyo de
Mimbral, México (Smit et al., 1996); con las
esférulas (A) y los clastos redondeados de calizas
(B), encontradas en la cantera La Victoria I,
pertenecientes a la Formación Peñalver (Miembro
Basal).

Figura 16. Esférulas con
componente silíceo, encontradas en la cantera La Victoria
I, pertenecientes a la Formación Peñalver (Miembro
Basal) (X: 378 432; Y: 359 992), municipio de Jaruco, provincia
de La Habana.

Evidencia paleontológica

La asociación fósil del límite
Cretácico-Terciario (KTB) para el área del Caribe
recientemente se ha descrito como un "cóctel" de elementos
fósiles redepositados de estratos más viejos que el
Paleoceno; siguiendo la teoría del impacto cósmico
ocurrido hace 65 millones de años en la Península
de Yucatán, México (Bralower et al.,
1998). Una mezcla distintiva similar de foraminíferos
redepositados fue encontrada en las secuencias estudiadas en Cuba
occidental. En las formaciones Peñalver y
Cacarajícara, esta asociación fósil incluye
foraminíferos planctónicos y bentónicos,
radiolarios y nannofósiles de diferentes edades dentro del
Cretácico. Los foraminíferos planctónicos y
bentónicos están representados por especies
índices de diferentes intervalos desde el Albiano hasta el
Maastrichtiano Superior Tardío (Fig.
17).

Se utilizaron seis secciones delgadas de cada
depósito, para determinar la edad de los fragmentos
carbonatados redepositados en cada formación. El estudio
de las seis secciones delgadas en la Formación
Peñalver muestra una diversa y abundante asociación
de macroforaminíferos del Maastrichtiano Superior, propios
de plataforma abierta y prearrecifal (Tabla I) (Fig. 18
B, C, D, E). En comparación con las muestras
estudiadas de la Formación Cacarajícara,
éstas presentan menos cantidad de litoclastos del
Campaniano – Maastrichtiano, del Cretácico Medio (Albiano
– Cenomaniano) de facies someras y pelágicas, se
observan clastos con ¨pitonélidos¨, y
subordinadamente de facies someras de edad Santoniano –
Campaniano. Todos ellos probablemente relacionados a sedimentos
del arco volcánico cretácico.

El estudio de las seis muestras de la Formación
Cacarajícara (Tabla II) (Fig. 18 A, F, G, H, I,
J, K, L) arroja que los clastos que más abundan
corresponden a los de facies de bancos carbonatados de edad
Albiano – Cenomiano (similares a las descritas en las
calizas Guajaibón). Se reporta de forma subordinada
clastos calcáreos cuyo componente fundamental son los
¨pitonélidos¨, considerados en la
actualidad como quistes calcáreos de dinoflagelados. Son
organismos que habitaron en aguas superficiales, cálidas,
salinas y ricas en CaCO3. Asociaciones ricas en
¨pitónelidos¨ se encuentran en sedimentos
calcáreos de granos finos de plataformas profundas y
batial superior. Su distribución bioestratigráfica
es del Albiano – Cretácico Superior. Estas
microfacies también se describen en la Formación
Guajaibón (Díaz-Otero, 1985). La presencia de estos
carbonatos de aguas más profundas se explican como
consecuencias de cambios eustáticos cíclicos
(Gil-González et al., 1997).

Figura 17. Fósiles
característicos de las formaciones Peñalver y
Cacarajícara A) Asterorbis cubensis.
B) Fragmento de coral C) Pseudorbitoididae
D) Fragmento de coral. E) Orbitoides sp.
F) Fragmento de rudista.

Se registra raramente (1 clasto) facies que
parecen igualmente de banco pero de edad Senoniano (Coniaciano
– Campaniano), más joven que las descritas en esta
formación. Además se reporta un clasto
calcáreo con Sulcorbitoides pardoi, del
Campaniano – Maastrichtiano Inferior? (Figura 18F),
que habría que analizar si corresponde a la
Formación Moreno. Se reporta también, aunque de
manera subordinada, fragmentos provenientes del margen
continental del (Jurásico Superior –
Cretácico Inferior): Wackestone de radiolarios y
Nannoconus (Formación Sumidero y/o Polier)
(Figura 18K) y Mudstone con Globochete alpina
(Figura 18H), que se asemejan a microfacies descritas en
la parte inferior de la Formación Artemisa. Hay algunos
fragmentos con grandes Foraminíferos orbitoidales
del Campaniano – Maastrichtiano, que pudieran ser
resedimentados de facies más abiertas de la plataforma. La
presencia en éstas de grandes fragmentos de rudistas y
bivalvos indican destrucción de bioconstrucciones
adyacentes.