IV Simposio Venezolano de Geociencias de Rocas Ígneas y Metamórficas y I Congreso Venezolano de Geociencias, UCV, Caracas, 05 al 09/12/2011

Los diques de basalto de la quebrada Yaracuybare, municipio Silva, estado Falcón

Franco Urbani ^1,2, Sebastián Grande¹, Marvin Baquero ^3,4, Herbert Fournier ^1,5, David Mendi ¹, Luis Camposano ^1,4, Antenor Alemán ³& Iván Barito ^{1,4 1} 

Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ingeniería, Escuela de Geología, Minas y Geofísica, Laboratorio 330. ²Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas, El Llanito. Correo-e.: furbani@funvisis.gob.ve. ³PDVSA, Exploración, Puerto La Cruz. ⁴Ahora en PDVSA – INTEVEP, Los Teques. ⁵Ahora en Queen's University. Dept. Geol. Sci. & Geol. Eng. Kingston, Ontario, Canadá.

Resumen

En el centro de la cuenca falconiana son muy conocidos los cuerpos de basalto de edad Oligo-Mioceno que penetran las formaciones El Paraíso y Pecaya. En estas notas se describe otra zona de actividad magmática intraplaca, que comprende varios diques que intrusionan a la Formación Cerro Misión del Eoceno medio-tardío, ubicados en la quebrada Yaracuybare, a unos 20 km al ONO de Tucacas. La roca corresponde a basalto alcalino, con minerales primarios como plagioclasa, olivino y clinopiroxeno, todos muy alterados, de manera que gran parte de la roca esta carbonatizada y cloritizada. Estas rocas ígneas terciarias son las más orientales del estado Falcón. Al igual que en el caso de Falcón central, se interpreta que estas rocas fueron intrusionadas durante un corto y relativamente rápido evento extensional, que produjo un notable adelgazamiento cortical que permitió la penetración del magma de origen mantelar posiblemente debido a un fenómeno de slab break-off ocurrido en una porción remanente de la placa del proto-Caribe adosada al margen continental de Suramérica, formado en esta región por un bloque alóctono, que comprende a un basamento de afinidad grenvilliana, cubierto por napas mesozoicas y sedimentos terciarios.

Palabras claves: Formación Cerro Misión, geoquímica, petrografía, basalto alcalino. 

Introducción

Desde los años 1920s, los geólogos petroleros reconocieron en la parte central de la cuenca de Falcón, la presencia de cuerpos ígneos intrusivos en las hoy denominadas formaciones El Paraíso y Pecaya (Oligoceno medio a Mioceno temprano) (e.g.: Kugler 1929, Brueren 1949). En décadas más recientes éstos son estudiados más detalladamente para conocer su naturaleza y encontrar una explicación geodinámica de su presencia (Muessig 1978, 1984, McMahon 2000, Escorihuela & Rondón 2002, Grande 2009, Baquero 2012). Hoy día se conoce que los intrusivos fueron originados entre 23 a 15,4 Ma (McMahon 2000), cuando la región estuvo sometida a un evento extensivo que originó un adelgazamiento cortical (Muessig 1978, 1984).

En una situación parcialmente semejante, se encuentran algunos diques de basalto que atraviesan la Formación Cerro Misión del Eoceno medio-tardío, que afloran en la quebrada Yaracuybare, localizada a 5,5 km al oeste del pueblo de Sanare, a su vez situado a una decena de kilómetros al oeste de Tucacas y de Chichiriviche, en el estado Falcón (Fig. 1). Estos cuerpos fueron reconocidos por Natera (1957) y González (1979). Posteriormente Fournier et al. (2002) y Camposano et al. (2005) estudian los diques petrográfica y geoquímicamente. Adicionalmente, se conoce que entre 4.081,3 a 4.090,4 m de profundidad en el pozo exploratorio EGT-3, hay una lava intrusiva en la Formación Cerro Misión. Este pozo está ubicado a unos 14 km costa afuera, al ESE de la población de Chichiriviche.

El objetivo del presente trabajo es integrar todo lo conocido de los diques de Yaracuybare, en cuanto a sus aspectos de campo, petrográficos y químicos, comparados con los cuerpos intrusivos de Falcón central y la Ofiolita de Siquisique, para finalmente presentar interpretaciones sobre su origen.

Los diques basálticos de Yaracuybare

La quebrada Yaracuybare tiene sus cabeceras dentro de la Formación Capadare del Mioceno medio, generando un valle profundo donde se expone una ventana geológica, aflorando las rocas infrayacentes de la Formación Cerro Misión del Eoceno medio-tardío. La lutita de esta unidad aparece intrusionada por al menos cinco diques. Son cuerpos tabulares, de hasta 3 m de altura y con variaciones de 0,7 a 2 m de espesor, con buzamiento subvertical. La lutita en su contacto con la ígnea aparece de grano más fino, de color negro y de aspecto y con consistencia filítica y astillosa.

Resultados

Las cinco muestran estudiadas (Tabla 1) corresponden a basalto alcalino originalmente olivinífero, con textura amigdaloide, que han sufrido una fuerte carbonatación que ha afectado notablemente a la matriz de los mismos y a los numerosos cristales euhedrales de olivino que estuvieron embebidos en ella. La matriz, originalmente hipocristalina y con textura intersticial, muestra microlitos de plagioclasa de hábito listoneado, bastante preservados, que dejan parches cloríticos provenientes de vidrio máfico desvitrificado con geometría bastamente poligonal a triangular. También se observa en la matriz abundantes microlitos posiblemente de clinopiroxeno ya cloritizados y algunos de titanita/leucoxeno asociados a ellos. Las amígdalas muestran una estructura a veces concéntrica, con núcleos ricos en carbonato, rodeados por zonas periféricas con cristales de epídoto embebidos en carbonato. Los fenocristales de olivino ahora alterados son los más abundantes en todas las muestras. A menudo se observa una zonación reliquia en el olivino carbonatizado, siendo el carbonato de las zonas más externas probablemente más rico en Fe dado su color parduzco, mientras que el de las zonas internas pobre en Fe es casi incoloro. Otros fenocristales alterados, fuertemente cloritizados pudieran ser de clinopiroxeno, en ellos se observa zonación reliquia con numerosos cristalitos periféricos apiñados y trenecillos de titanita en su interior que evidencian que ese clinopiroxeno era rico en Ti vista la presencia de titanita y leucoxeno, como corresponde a los clinopiroxenos de rocas alcalinas. En una sección que abarca el contacto entre un dique basáltico con la roca pelítica, ésta aparece con una parte de una capa de lutita negra y otra de limolita cuarzosa, estando cortada por el dique basáltico en un ángulo de casi 80°. El efecto de contacto que produjo este dique de tan poco espesor (1,2 m), se limita a una zona cloritizada de color verde claro, cruzada por vetillas de carbonato en el contacto, seguida por una zona un poco más oscura hacia adentro, ambas zonas abarcan apenas 1 mm de espesor, y al finalizar la zona oscurecida se halla la roca basáltica sin mayores cambios. 

Los resultados geoquímicos en roca total de los diques al ser representados en diversos diagramas de discriminación de ambientes tectónicos, muestran que corresponden a basalto alcalino continental.

En el mapa de anomalías de Bouguer de Venezuela noroccidental basado en datos satelitales publicado por Orihuela et al. (2011), para Falcón centro-oriental se visualiza una zona con valores entre 10 y 53 miligales, con forma de dos lóbulos que coinciden con la ubicación de los cuerpos ígneos, tanto de Falcón Central como de Yaracuybare. Estas zonas representan la configuración cortical actual de al menos dos adelgazamientos ocurridos entre el Eoceno medio y el Mioceno temprano.

Conclusiones

Según las dataciones Ar-Ar de McMahon (2000) el vulcanismo intraplaca de la cuenca de Falcón Central tuvo una duración de unos 8 Ma, entre 22,5 y 14,5 Ma, aproximadamente. La gran cantidad de fenocristales euhedrales de olivino en los basaltos de Yaracuybare excluye que estas lavas pueden pertenecer a los primeros eventos volcánicos, pudiendo probablemente ser anteriores a 22,5 Ma pues son más subsaturadas en sílice. De este modo se propone que el evento extensional abortado en la cuenca de Falcón probablemente comenzó con las lavas de Yaracuybare, y luego seguida por un conjunto de cuerpos subvolcánicos de cerros Atravesado-Garrapata a Redondo, que a su vez prosiguió con series transicionales, seguidos por intrusiones más grandes de lavas toleíticas en el extremo NE. La profunda alteración carbonática que se observa en Yaracuybare se debió probablemente al hecho de que estas lavas y su roca caja, la Formación Cerro Misión, fueron cubiertas discordantemente por la extensa plataforma carbonática miocena de la Formación Capadare (Urbani & Mendi 2011). En vez en el centro de la cuenca de Falcón, la roca caja de los cuerpos volcánicos es siliciclástica, de modo que la alteración es más bien clorítica (Grande 2009).

Las interpretaciones basadas en los datos geoquímicos de Yaracuybare indican un origen intraplaca, concordando con lo reportado por varios autores para Falcón Central. En consecuencia, para ambos casos se interpreta que el magma se generó en el manto superior, controlado por un proceso de adelgazamiento cortical entre 24 y 27 km (Bezada et al. 2008), en condiciones de cuenca de rift continental que no llegó a la separación continental, debido a la inversión que sufrió la cuenca a partir del Mioceno medio (Audemard 1993). Estas consideraciones nos permiten interpretar que las rocas volcánicas de Falcón suroriental sean relativamente más antiguas que las encontradas en Falcón Central. Con la información disponible y las ideas ya esbozadas, se ha elaborado un modelo geodinámico en dos etapas, a saber:

Primera Etapa: (Paleoceno - Eoceno Medio). El empuje hacia el SE del arco de las Antillas de Sotavento contra el borde noroccidental del continente suramericano, generó el apilamiento de las denominadas Napas de Lara. Este margen continental constituye en la parte centro-oriental de Falcón y el NE de Yaracuy un bloque alóctono denominado Terreno Falconia (Grande 2011), constituido mayormente por un basamento continental de grado medio-alto de afinidad Grenvilliana de edad Neoproterozoico-Mesoproterozoico (Baquero 2012), cubierto por napas de rocas metamórficas, unidades sedimentarias del margen pasivo mesozoico y de unidades turbidíticas del Eoceno. 

En este período de tiempo, en la región comprendida entre el arco de las Antillas de Sotavento y el margen norte de Suramérica, se generó una primera cuenca extensional en el Eoceno tardío-Oligoceno temprano en la zona de Sanare, donde la Formación Cerro Misión fue depositada anteriormente, y luego intrusionada poco después por los diques de Yaracuybare, de afinidad intraplaca. Un posible fenómeno de fracturamiento (slab break-off) de un remanente de la placa del proto-Caribe aledaña a Suramérica y subducida parcialmente por debajo del Terreno Falconia pudo abrir una fractura por donde diapiros astenosféricos se infiltraron y ubicaron por debajo de la litósfera continental del terreno Falconia, adelgazándola parcialmente y sufriendo un moderado porcentaje de fusión parcial.

Segunda etapa (Oligoceno medio - Mioceno temprano). Se abre otra cuenca extensional, pero de mayor magnitud que la anterior, ocasionando un colapso orogénico que genera en la parte centro-oriental de Falcón una amplia zona de adelgazamiento cortical: la cuenca de Falcón o Canal Falconiano, donde ocurrirá la sedimentación de las formaciones Pecaya y Paraíso, que luego serán intrusionadas por los cuerpos basálticos (toleíticos y alcalinos) de Falcón central, con edades Ar-Ar entre 22,5 a 14,5 Ma. La extensión de esta Cuenca cesó hace 14 Ma aproximadamente, debido a los movimientos compresivos ocurridos a partir del Mioceno medio, que causaron su inversión generando el Anticlinorio de Falcón (Baquero et al. 2009)

 

Fig. 1. Mapa geológico de la zona de Sanare - Yaracuybare, municipio Silva, estado Falcón. Coordenadas UTM (Huso 19, La Canoa). A y B localizan los diques. Geología simplificada de Natera (1957).

 

Fig. 2. Modelo geodinámico para el Oligoceno tardío al Mioceno temprano en Falcón oriental. Etapa 1: Oligoceno tardío-Mioceno temprano: A) Arco de las Antillas de Sotavento (89 Ma). B) Ensenada de La Vela, Terreno Falconia, alóctono, con presencia de rocas metamórficas de grado medio-alto de edad Mesoproterozoico, Pérmico, Cretácico Tardío (facies "La Luna"). C) Cuenca de Yaracuybare, magmatismo alcalino posiblemente anterior a 22,5 Ma. D) Complejo Yumare, presencia de rocas metamórficas de alto grado de edad Mesoproterozoico, Terreno Falconia. E) Cretácico Tardío, facies "La Luna" sobrecorrida durante el emplazamiento de las Napas de Lara. F) Complejo Nirgua, alóctono, de edad  pre-Terciario. G) Corteza continental de edad Mesozoico-Precámbrico. H) Corteza oceánica, Cretácico Tardío. Etapa 2: Mioceno temprano. J) Cuenca de Falcón, desarrollo de magmatismo de edad 22,5-14,5 Ma.

Modelo adaptado de Baquero 2012 y Grande 2011.

Agradecimientos

Este trabajo es una contribución parcial de los proyectos GEODINOS (FUNVISIS - UCV) y LOCTI - FUNVISIS (Investigaciones geológicas en la región norte de Venezuela).

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New LA-ICP-MS U-Pb zircon dating, Ar-Ar and Sm-Nd model ages: Evidence of the Grenvillian Event in the basement of the Falcón and Maracaibo Basins, northwestern Venezuela

Marvin Baquero^{1, 2}, Sebastián Grande³, Urbani Franco^{3, 4}, Umberto Cordani⁵, Kei Sato⁵, Peter Shaaf⁶, Chris Hall⁷, David Mendi³, Manuel Azancot³

¹ PDVSA Exploración, Gerencia de Proyectos Exploratorios y Delineación, Puerto La Cruz, Anzoátegui, Venezuela;

²  INTEVEP,  Gerencia  de  Investigación  Estratégica de  Exploración,  Los  Teques,    Miranda,   Venezuela; 

³ Escuela de Geología, Minas y Geofísica, Ciudad Universitaria, UCV, Caracas, Venezuela; 

⁴ Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas, calle Mara, El Llanito, Miranda, Venezuela;  

⁵ Centro de Pesquisas Geocronológicas, Instituto de Geociências, Ciudade Universitária, Universidade de São Paulo, Brazil

⁶ Laboratorio Universitario de Geoquímica Isotópica, Instituto de Geofísica, Ciudad Universitaria, UNAM, D.F., México; 

⁷ Argon Geochronology Laboratory, University of Michigan, Ann Arbor,  MI,  USA.

Corresponding author: baqueroms@pdvsa.com / mbaquero75@gmail.com

Abstract

U-Pb zircon ages of high-grade metamorphic rocks described in basement cores from the Ensenada de la Vela, Falcón Basin, Venezuela, revealed the presence of Grenvillian rocks. This new finding represents a breakthrough not only in terms of crustal growth processes, but also in providing new lines of evidence to initiate a review of the geodynamic models for the evolution of northern South America. This allochthonous block named hereby as the Falconia Terrane (FT) and consist of a sequence of high-grade metamorphic rocks of dolomitic marble, calc-silicate rock, meta-anorthosite, felsic, mafic and ultramafic granulite, metapelite, garnet amphibolite and amphibolite. New LA-ICP-MS U-Pb zircon dating in metapelites and granulites from the FT showed upper-intercept ages at about 1.3 - 1.2 Ga. interpreted as the crystallization age of inherited zircons and a concordant age ca. 0.92 Ga which may document the younger granulitic metamorphic event. In addition, ⁴⁰Ar-³⁹Ar ages from hornblende crystals in amphibolites, phlogopite crystals present in the dolomitic marble, and biotite crystals in the felsic granulite shows variable behavior. The hornblende preserves older apparent ⁴⁰Ar-³⁹Ar ages around 0.93 Ga, which can be related to younger metamorphic event, whereas phlogopite and biotite spectra do not define plateau ages. The apparent ages of the incremental steps vary between 837 Ma and 785 Ma, respectively. Igneous rock samples collected from well cores and outcrops around the Maracaibo Basin yielded Grenvillian-type Sm-Nd depleted mantle model ages (T_DM) of 1.3 – 1.2 Ga. They probably represent juvenile crustal material rather than evolved continental crustal fragments. This terrane exhibits a complex crustal history, and the radiometric ages here presented suggest that they probably formed part of a single Western South America terrane located initially in the northwestern margin of the Amazonian Craton during the Neoproterozoic. The geodynamic evolution envisioned for the FT involved an accordion-type of tectonics in which this terrain separated the South America craton during the break-up Gondwana and later docked against the South America margin during the Late Cretaceous – Middle Eocene collision of the Caribbean plate.

Keywords: Grenvillian orogeny, U-Pb zircon, Falcón basin, Maracaibo basin, Venezuela

CONFIRMACIÓN DE LA EXISTENCIA DE ROCAS DE ALTO-GRADO METAMÓRFICO DE EDAD GRENVILIANA EN EL NOROESTE DE VENEZUELA: BASADA EN DATACIONES U-Pb EN ZIRCÓN POR LA-ICP-MS

Marvin Baquero (1,2), Sebastian Grande (3), Franco Urbani (3), David Mendi (3), Umberto Cordani (4), Kei Sato (4), Mauricio-Dias De Souza (4)

1. PDVSA Exploración, Gerencia de Proyectos Exploratorios y Delineación, Puerto La Cruz 6023, Venezuela; 2. Programa de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, Fac de Ingeniería, UCV, Ciudad Universitaria, Caracas 1053, Venezuela; 3. Universidad Central de Venezuela, Escuela de Geología, Minas y Geofísica, Ciudad Universitaria, Caracas 1053, Venezuela; 4. Centro de Pesquisas Geocronológicas, Instituto de Geociencias, Universidade de Sao Paulo, Cidade Universitaria, SP, Brasil.


Dataciones U-Pb in situ en granos de zircón, por el método LA-ICP-MS fueron realizadas en 5 rocas de alto-grado metamórfico del basamento perforado por el pozo LVC-22, ubicado en la ensenada de La Vela (offshore), estado Falcón. Las rocas analizadas corresponden a gneis cuarzo+ortosa+plagioclasa+granate, gneis cuarzo+piroxeno+plagioclasa+granate, gneis ortosa+piroxeno+cuarzo, gneis ortosa+cuarzo+granate, y gneis cuarzo+plagioclasa+ortosa+piroxeno+clorita (charnockita félsica), todas ellas afectadas por un metamorfismo en la facies de la granulita. Los zircones fueron separados en el laboratorio de preparación de muestras geológicas del Centro de Pesquisas Geocronológicas, unidad interdepartamental del Instituto de Geociências de la Universidade de Sâo Paulo, Brasil. Se realizaron un total de 35 mediciones isotópicas de U y Pb en 30 cristales de zircón seleccionados a partir de imágenes de catodoluminiscencia. Estas imágenes muestran que la gran mayoría de los zircones tienen una estructura homogénea sin núcleo, mientras que un pequeño grupo consiste de un núcleo y un borde de crecimiento (Fig. 1A), presentando todos ellos la típica morfología de pelotas de fútbol (soccer-ball), adquirida durante el metamorfismo de alto-grado. Un láser ultravioleta (longitud de onda = 213-ηm) de 29-µm de diámetro fue usado para volatilizar el material y luego transportado por un flujo de gas He hacia un ICP-MS, donde fueron ionizadas, colectadas y cuantificadas las medidas isotópicas. Los diagramas Tera-Wasserburg muestran para las primeras cuatro rocas interceptos superiores ca. 1200 Ma., y para la charnockita félsica un intercepto superior de proximadamente 1280 Ma., y un evento metamórfico de alta temperatura, indicado por una serie de edades concordantes ca. 920 Ma. (Fig. 1B). Se confirma así la existencia de rocas de la orogénesis Grenville en el noroeste de Venezuela, en un rango de edad equivalente al pulso Elzeviriano de la provincia Grenville de Canadá y de los Adirondack.