geología de la isla del gran roque, parque nacional los roques

geología de la isla del gran roque, parque nacional los roques

GEOLOGÍA DE LA ISLA DEL GRAN ROQUE,
PARQUE NACIONAL LOS ROQUES, VENEZUELA:
GUÍA DE EXCURSIÓN
Franco URBANI
FUNVISIS y UCV
21 de noviembre 2005
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GEOLOGÍA DE LA ISLA DEL GRAN ROQUE,
PARQUE NACIONAL LOS ROQUES, VENEZUELA:
GUÍA DE EXCURSIÓN
Franco URBANI
FUNVISIS y UCV
En la isla de el Gran Roque aflora un complejo se rocas ígneo-metamórficas con una
secuencia intrusiva particularmente evidente. Aquí una metadiabasa (metabasalto) de grano fino
forma los cerros central y oriental. El cerro occidental consiste en metagabro de grano grueso.
Estas rocas máficas fueron intrusionadas por diorita cuarcífera en forma de pequeños cuerpos
irregulares y diques en los tres cerros. Entre los rasgos intrusivos típicos se encuentran apófisis y
xenolitos. Todas estas rocas fueron a su vez intrusionadas por numerosos diques de aplita y
pegmatita. Las características petrológicas y la composición química de las rocas máficas indican
que la isla corresponde a un fragmento de corteza oceánica, siendo el basalto parte de la gran
inundación de basalto del Caribe (CLIP, Caribbean Large Igneous Province). Adicionalmente a la
visita a afloramientos de los distintos tipos de rocas ígneas, se hace énfasis en el proceso de
fosfatización de las mismas, así como la visualización de distintos niveles erosiónales marinos a
distintas cotas.
Geology of the Gran Roque island, Los Roques Nacional Park, Venezuela:
Field trip guide
In the Gran Roque Island an igneous-metamorphic complex crops out with a particularly
evident intrusive sequence. One type of rocks is a fine grained metadiabase-metabasalt unit in the
central and eastern hills. The western hill shows coarse grained metagabro. These mafic rocks
were intruded by coarse grained quartz-diorite as small irregular bodies and dikes in the three
hills. Among the typical intrusive features are apophyses and xenoliths. All these rocks were also
intruded by numerous aplite and pegmatite dikes. The petrological characteristics and chemical
composition of the mafic rocks suggest that the island is a fragment of oceanic crust, being the
basalt part of the great basalt flood of the Caribbean (CLIP, Caribbean Large Igneous Province).
Additionally to the visit to outcrops of the different igneous rock types, emphasis will be placed
in the process of phosphatization, as well as the visualization of marine erosional levels at
different elevations.
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UBICACIÓN
La isla del Gran Roque se encuentra ubicada en el noreste del Archipiélago de Los Roques,
hoy día declarado Parque Nacional. Está a unos 150 km al norte de La Guaira.
Mapa de ubicación del Archipiélago de Los Roques. Tomado de
http://www.ig.utexas.edu/research/projects/plates/images/topo.pb.htm y de SCHUBERT & MOTISCKA (1972).
ESTUDIOS GEOLÓGICOS PREVIOS
El Gran Roque fue estudiado primeramente por el geólogo alemán Richard Ludwig quien la
visitó entre 1886 y 1888, posteriormente siguen muchos autores (ver recuento en AGUERREVERE
& LÓPEZ 1938 y SCHUBERT & MOTISCKA 1972). Parte del interés geológico proviene de los
depósitos de guano, que fueron explotados a fines del siglo XIX y comienzos del XX.
El trabajo más completo y detallado de la isla es aquel de AGUERREVERE & LÓPEZ (1938),
cuyo mapa geológico es el más detallado jamás realizado en Venezuela en rocas ígneometamórficas. Estos geólogos (Fig. 3) son dos de los principales personajes que en 1937
fundaron la geología moderna en Venezuela: "Servicio Técnico de Geología y Minería del
Ministerio de Fomento", "Instituto de Geología" (hoy Escuela de Geología, UCV) y organizaron
los dos primeros Congresos Geológicos de Venezuela en 1937 y 1938.
Santiago E. Aguerrevere (1899-1984 ) y Víctor M. López (1910-1989)
Un segundo trabajo detallado es aquel de SCHUBERT & MOTISCKA (1972), complementado por
dataciones K-Ar de SANTAMARÍA & SCHUBERT (1974). En las últimas décadas las rocas máficas
de la isla han sido estudiadas geoquímicamente por OSTOS (1990), GIUNTA et al. (2001) y en
curso por el Dr. Andrew KERR (Univ. Cardiff, Reino Unido).
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CONTEXTO GEODINÁMICO
La Prominencia ABC con dirección este-oeste, hoy en día denominada así por las islas de
Aruba, Bonaire y Curazao, pero que incluye además a Los Monjes, La Orchila, La Blanquilla,
Los Hermanos y el Archipiélago de Los Roques, constituyen las Antillas de Sotavento y forman
una elevación a modo de cadena, que sé continua hacia la prominencia de Aves, formando parte
del hoy extinto del arco de Aves.
Perfil
67,5°
Ubicación del Archipiélago de los Roques (círculo rojo).
Nótese la continuidad de la Prominencia ABC (óvalo amarillo) con la Prominencia de Aves.
Fuente: Proyecto GEODINOS G-2002000478 (FUNVISIS – FONACIT).
Adicionalmente interesa apuntar que hoy en día la placa del Caribe subduce bajo la
Prominencia ABC, si bien es un proceso incipiente y de bajo buzamiento que no ha permitido
todavía generar volcanismo sobre el mismo. La figura siguiente muestra un modelo de
velocidades en un perfil Norte-Sur aproximadamente en el meridiano 67,5 W ubicado a unos 100
km al Oeste de Los Roques, donde se ilustra esta configuración.
Las rocas y sedimentos que constituyen el prisma de accreción al norte de la Prominencia
ABC, son los responsables de la anomalía gravimétrica negativa ya reportada por el Dr. Harry
HESS en su memoria de 1937, e igualmente en el mapa gravimétrico de Venezuela del Dr. Carlos
IZARRA de la USB en 2005.
OSTOS (1990) estudia geoquímicamente las rocas máficas del Gran Roque (Tabla 1) e
interpreta que éstas fueron formadas en un ambiente de dorsal oceánica (MORB).
GIUNTA et al. (2002) estudia tres muestras de rocas félsicas e interpreta que corresponden a un
"magmatismo tonalítico de arco".
Mas recientemente en Dr. Andrew C. KERR (Univ. Cardiff, Reino Unido. Com. pers., nov.
2005) indica que las rocas máficas del Gran Roque tienen un patrón plano de elementos de las
tierras raras, semejantes a los de Aruba y Paraguaná que puede interpretarse como perteneciente
al basalto de la meseta (plateau) oceánica del Caribe, también denominada Gran Provincia Ígnea
del Caribe (CLIP). Las rocas félsicas tienen un comportamiento semejante al batolito de Aruba y
probablemente correspondería a una afinidad de arco de islas. Las interpretaciones de OSTOS
(1990) y GIUNTA et al. (2002) respaldan aquellas de KERR.
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Cordillera de
la Costa
Prisma de
accreción
Los
Roques
Cuenca de
Golfo triste
Modelo de velocidades del Perfil 67,5°W. Fuente: ZELT et al. (2004). La ubicación de este perfil aparece en la figura
anterior. Nota: Esta lámina es confidencial y está prohibida su reproducción o diseminación por cualquier medio.
Mapas gravimétricos. Derecha: Dr. Carlos Izarra, USB, 2005. Izquierda: Dr. Harry Hess, 1937.
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Tabla 1. Composición química de metagabro y metadiabasa. Tomado de OSTOS (1990).
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ÍGNEAS
Estas rocas se clasifican en: Volcánicas. Extrusivas o intrusivas muy someras, caracterizadas
por ser de granulometría fina a muy fina o vítrea. Ejm.: basalto, andesita.
Hipoabisales. De formación en niveles poco profundos, usualmente de granulometría fina a
media. Como diques, sills o apófisis. Ejm.: diabasa.
Plutónicas. Cristalizadas a mayor profundidad dando lugar a texturas de granulometría media
a gruesa. Ejm.: diorita, gabro.
Nombres especiales: Pegmatita y aplita: Normalmente aparecen como diques de colores
claros, su composición varía entre 1, 2, 3 y 6 del triángulo APQ. La pegmatita es de grano grueso
a muy grueso, hasta varios centímetros o decímetros. La aplita es de grano fino a muy fino.
En Venezuela no hay rocas ígneas con feldespatoides, por consiguiente todas se clasifican
usando triángulo APQ. En la figura siguiente se muestra dicho triángulo y adicionalmente se
indica como disponiendo de la mineralogía se representa y clasifica una muestra. Nótese además
las diferencias entre andesita, basalto, diorita y gabro, todas rocas presentes en el Gran Roque.
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Andesita // Diorita
An% 30-50
Hornblenda
Biotita
Más clara (IC < 35%)
Textura fina // testura gruesa
Basalto // Gabro
An% 50-90
Piroxeno
Olivino
Más oscura (IC > 35%)
Textura fina // testura gruesa
Clasificación de las rocas ígneas cuarzo-feldespáticas. http://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap04a.htm
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UNIDADES GEOLÓGICAS
Según los trabajos de cartografía geológica de AGUERREVERE & LÓPEZ (1938) y SCHUBERT &
SANTAMARÍA (1972) (fig. siguiente), la geocronología de SANTAMARÍA & SCHUBERT (1974) y la
geoquímica de A. C. KERR, las rocas, procesos y edades probablemente sean como sigue:
Exhumación
Pegmatita y aplita
Diorita cuarcífera
Diques y
apófisis
Cretácico superior
Deformación dúctil? y metamorfismo en las facies
sub-esquisto verde a esquisto verde
Meta-andesita porfídica
Meta-diabasa (meta-basalto)
Meta-gabro. Cerro occidental
Dique
Cerros central y oriental
Cerro occidental
Cretácico medio
Cretácico medio, a partir de un centro
de expansión o punto caliente.
Actividad de meseta basáltica -CLIP-
Mapa geológico del Gran Roque. Tomado de SCHUBERT & MOTISCKA (1972).
Para la descripción petrográfica detallada de cada uno de estos tipos de roca, véase al trabajo
de SCHUBERT & MOTISCKA (1972) anexo al final de la guía.
Debe notarse que hay algunas diferencias en la nomenclatura de las rocas entre los trabajos de
AGUERREVERE & LÓPEZ (1938) y SCHUBERT & MOTISCKA (1972). La meta-spessartita de los
últimos autores corresponde al meta-gabro de los primeros. En esta excursi’on utilizaremos el
nombre de meta-gabro.
Metamorfismo
Los cuerpos de gabro y diabasa se consideran metamórficos dada la existencia en algunos
afloramientos de una orientación semejante a una foliación incipiente, así como por la intensa
transformación de los minerales (eg.: plagioclasa). El metamorfismo alcanzado no es fácilmente
categorizado en estas rocas pero probablemente corresponde a las facies sub-esquisto verde, o a
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lo sumo a la zona de la clorita de la facies del esquisto verde. Un una sola localizad cercana a una
falla logramos observar plegamiento intenso.
FOSFATIZACIÓN
La presencia de fosfatos fue la que atrajo a muchos geólogos a la Isla, desde tan temprano
como la visita del químico venezolano Vicente Marcano en 1871 (MARCANO 1873). Este
interesante tema de la fosfatización sólo ha sido tratado a profundidad por AGUERREVERE &
ZULOAGA (1938).
En diferentes partes de la isla se encuentran fosfatos que han transformado todos los tipos de
rocas ígneas, penetrando por distintos planos de debilidad y creando estructuras esferoidales
semejantes a las que se forman por meteorización tropical en muchos tipos de rocas. En la figura
siguiente se muestra un ejemplo de GALÁN (1988) que se refiere a cuarcitas del Grupo Roraima,
pero el mecanismo de penetración de soluciones por los planos de debilidad quedando hacia el
centro residuos de la roca original ocurre igualmente el este caso con los fosfatos.
El mineral fosfático más conspicuo es de color verde manzana en bandas de grano
microcristalino que al microscopio parece un mineral amorfo, pero con difracción de rayos X
(DRX) se observan patrones con picos muy intensos y definidos indicativos de un fosfato con
alta cristalinidad. Al momento se han identificado varias muestras de colores variados desde
verde, a marrón y blanquecinos y todos han resultado corresponder a la serie correspondiente a
los miembros terminales de variscita [AlPO4·2(H2O)] y strengita [Fe+3PO4·2(H2O)] pero con los
pico más cercanos a aquellos de variscita, en otras palabras parecen corresponder a variscita con
un bajo contenido de Fe. Una muestra de colores claros también contiene carbonato-hidroxilapatito (dahlita) [Ca5(PO4,CO3)3(OH)].
Formación de meteorización esferoidal en cuarcitas. Tomado de GALÁN (1988).
POSIBLES NIVELES DE EROSIÓN MARINA
BOWEN (1964) publica un trabajo donde a cinco distintos niveles altitudinales de las colinas
(15, 25, 38-43, 55 y 70 m s.n.m.) reconoce pequeños bancos (escalones) producidos como
resultado de erosión marina, que parecen representar diferentes posiciones del nivel del mar, pero
en ellos no reconocen restos de playas antiguas y sus depósitos (dos figuras que siguen).
A unas decenas de metros al oeste del Faro antiguo el autor de esta guía observó una terraza
con depósitos carbonáticos que se visitará en esta excursion.
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Ubicación de posibles niveles de erosión marina. Tomado de BOWEN (1964).
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Perfiles de posibles niveles de erosión marina. Tomado de BOWEN (1964).
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RUTA DE LA EXCURSIÓN
Parte 1. 21 noviembre 2005. AM. Cerro Oriental.
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Cerro Oriental. Leyenda y fragmento del mapa geológico de AGUERREVERE & LÓPEZ (1938).
Escala: Cuadrícula de 500 m.
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Parada 1.
Dique de meta-andesita porfídica intrusionando la meta-diabasa.
SCHUBERT & MOTISCKA (1972) la denomina tanto "pórfido meta-andesítico" como "meta-lava
andesítica". Se muestra la naturaleza de un dique y sus zonas de contacto.
Arriba: Afloramiento del pórfido meta-andesítico.
Abajo: Contacto entre el pórfido meta-andesítico (mitad superior marrón claro) y la meta-diabasa (mitad inferior
color verdoso)
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Parada 2.
Caminaremos por el fondo de una quebradita seca donde se observa tanto la meta-diabasa in
situ, como un relleno de material coluvial con fragmentos de rocas meta-diabasa y meta-gabro,
pero todo se encuentra fosfatizado ("Conglomerado fosfático no comercial" de AGUERREVERE &
ZULOAGA 1938). Se explicará el proceso de fosfatización.
El fosfato se ha identificado por DRX como variscita.
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Parada 3.
Terraza de material carbonático (calcita). Corresponde al Nivel II de BOWEN (1964). Se discutirá
el proceso necesario para que exista esta pequeña terraza y su significado.
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Parada 4.
Afloramiento de diorita cuarcífera. Corresponde a una apófisis de la diorita cuarcífera (color
claro) en la meta-diabasa (color oscuro). Hay buenos ejemplos de las relaciones de corte
intrusivos que permiten definir la historia de eventos ígneos, así como xenolitos.
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Arriba: Contacto intrusivo y abrupto entre la diorita cuarcífera que intrusionó a la meta-diabasa.
Abajo: Xenolito de meta-diabasa en la diorita cuarcífera.
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Arriba: Diorita cuacífera intrusionando la meta-diabasa. Nótese una fractura que cruza ambos tipos de roca rellena de
fosfatos. Abajo: Detalle de la zona del recuadro rojo.
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Plegamiento dúctil en la meta-diabasa. Esta es la única localidad de la isla en que hemos visto
este tipo de deformación. Parecen relacionados a una zona de cizalla (y de falla) que también
controla a morfología de la pequeña ensenada.
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Según J. Wright (comunicación personal de marzo 2006) la edad de la diorita cuarcifera
obtenida por el método de U/Pb SHRIMP en zircones es de 65,6 ± 1,4 Ma.
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Parte 2. 21 noviembre 2005. PM. Cerro Occidental
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Mapa geológico del cerro oriental. Tomado de AGUERREVERE & LÓPEZ (1938).
Escala: Cuadrícula de 500 m.
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Parada 5 a 6
Al caminar en esta ruta se observarán afloramientos de metagabro, a su vez cortado por
diversos diques de pegmatita a distintos ángulos de buzamiento. Uno de ellos casi horizontal le
da la vuelta a uno de los cerros (ver foto abajo). Igualmente hay enjambres entrelazados y
complejos de diques de rocas félsicas en el metagabro.
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Afloramiento de pegmatita (dique) con cristales de cuarzo y feldespato que pueden alcanzar
hasta 20 cm.
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Parada 7.
Localidad de la vieja explotación de fosfatos de fines de siglo XIX y comienzos del siglo XX.
El fosfato más característico es de color verde (variscita), el cual ha reemplazado en lugares al
gabro, mientras que en este sitio en particular parece haber reemplazado a un dique de pegmatita.
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Fosfato tipo variscita en la zona de la vieja mina.
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Parada 8.
Afloramiento de pegmatita cercano a la costa. Cerca del sitio también se observan las ruinas
de las viejas instalaciones mineras.
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Parada 9.
Terraza de roca carbonática cerca de la playa. Explicaciones a cargo del Dr. José Méndez B.
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BIBLIOGRAFÍA
AGUERREVERE S. E. & V. M. LÓPEZ. 1938. The geology of the island Gran Roque (Federal
Dependencies, Venezuela) and its phosphate deposits. Bol. Geol. y Min. 2(2-3-4): 155-181.
BOWEN J. M. 1964. Marine erosional features on Gran Roque. Bol. Inf. Asoc. Venezolana Geol.
Min. Petrol. 7(8):243-251.
ESPINAL V. H. 1964. Algo más sobre la Isla Gran Roque: sus recursos y posibilidades de
desarrollo. Bol. Inf. Asoc. Venezolana Geol. Min. Petrol. 7(8):235-242.
MARCANO Vicente. 1873. Recuerdos de una exploración científica. I. Los Roques-Cayo de SalCayo de Cocos-Cayo de Agua-Cayo Caracol-Gran Roque- Aspecto General. La Revista,
Caracas, 16 ago., 3(7): 99-101.
OSTOS M. 1990. Tectonic evolution of the south-central Caribbean based on geochemical data.
University of Rice, Houston, Texas, Tesis doctoral, 411 p. Dissertation Abstracts Internacional
B51(11): 5217, 1991. Publicado en: Evolución tectónica del margen sur-central del Caribe
basado en datos geoquímicos. Geos (UCV, Caracas) 30:1-294.
SANTAMARÍA F. & C. SCHUBERT. 1974. Geochemistry and geochronology of the Southern
Caribbean-Northern Venezuela plate boundary. Bull. Geol. Soc. Amer. 85(7):1085-1098.
Versión en español: Bol. Inf. Asoc. Venezolana Geol. Min. Petrol. 18(1):1-38, 1975.
SCHUBERT C. & P. MOTISCKA. 1972. Reconocimiento geológico de las islas venezolanas en el
mar Caribe, entre Los Roques y Los Testigos (Dependencias Federales). Acta Científica
Venezolana 23: 210-223.
ZELT C. A., M. B. MAGNANI, A. LEVANDER, M. SCHMITZ, G. L. CHRISTESON, P. MANN & D. S.
SAWYER. 2004. BOLIVAR: Crustal Structure Across the Caribbean-South American Plate
Boundary at 67.5W: Results From Wide-Angle Seismic Data. American Geophyiscal Union,
Annual Fall Meeting, San Francisco.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Si no se procede pronto a una restauración, vamos hacia el colapso del histórico
Faro del Gran Roque …
1912
1985
29
2005
30
31
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