Finally, I have finished my PhD program in Geological Sciences at Central University of Venezuela. Thanks all of you...!

October, 2015

Invitación presentación de la 

Defensa de Tesis Doctoral

Autor: Marvin Baquero

Fecha: Septiembre, 24-2015

Hora: 8:30 AM

Lugar: Salón Zuluaga, piso 3, Escuela de Geología, Minas y Geofísica, UCV, Caracas, Venezuela

Coming Soon

AAPG Memoir #108 on Colombia and its offshore area

This volume, edited by Claudio Bartolini (Repsol) and Paul Mann (CBTH, UH) and will be published in the summer of 2015 by AAPG, contains a total of 27 chapters

http://www.aapg.org/publications/news/explorer/details/articleid/21148/new-aapg-memoir-sheds-light-on-colombian-caribbean-margin#prettyphoto_16469/0/ 

Chapter 4

New Evidence for Putumayo Crust in the Basement of the Falcón Basin and Guajira Peninsula, Northwestern Venezuela

Geocronología U-Pb en zircones detríticos del metaconglomerado basal perforado por el pozo MIT-1X, delta del río Mitare, estado Falcón

Marvin Baquero 1, Víctor Valencia 2, Franco Urbani 3-4, Jesus Pinto 5

1. PDVSA Intevep, Los Teques, Miranda, Venezuela

2. Washington State University, Pullman, USA

3. Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas (FUNVISIS)

4. Escuela de Geología, Minas y Geofísica, Universidad Central de Venezuela, Caracas, Venezuela

5. ENAP, Chile

Generalidades

  La evolución geodinámica del noroccidente de Venezuela y de sus áreas adyacentes ha sido controlada desde el Paleoceno por el empuje hacia el SE del Gran Arco del Caribe o de las Antillas de Sotavento contra el borde noroccidental del continente suramericano, generando no solo el apilamiento de las denominadas Napas de Lara (STÉPHAN, 1982) sino además de la deformación observada en el noroccidente de Venezuela. Este margen continental constituye en la parte centro-oriental de la cuenca de Falcón y el NE de Yaracuy un bloque alóctono denominado Terreno Falconia (GRANDE, 2013a, b), constituido mayormente por un basamento de rocas de medio-alto grado metamórfico de edad Meso-Neoproterozoico (0,98-1,0 Ga) cubierto por napas de rocas metamórficas, unidades sedimentarias del margen pasivo mesozoico y de unidades turbidíticas del Eoceno (Fig. 1). De acuerdo a URBANI et al. (2012) la evolución de las rocas ígneo-metamórficas del norte de Venezuela corresponde a una amalgamación de terrenos de distintos orígenes y edades, en lo que destacan algunos fragmentos obducidos e imbricados del proto-Caribe como la Ofiolita de Siquisique (⁴⁰Ar-³⁹Ar 90-94 Ma, KERR et al., 2010), el complejo Ofiolítico de Santa Ana (²⁰⁶Pb/²³⁸U 121,7 +2,0/-1,9 Ma, BAQUERO et al., 2013c), la Ofiolita de Loma Hierro (²⁰⁶Pb/²³⁸U 127,0 +1,9/-4,3 Ma, BAQUERO et al., 2013b) y el Gabro de Oruza perteneciente al Terreno Tacagua (²⁰⁶Pb/²³⁸U 115,5±1,4 Ma, REATEGUI et al., 2013), así como de la Provincia Ígnea del Caribe (CLIP), el arco de islas del Caribe, entremezclados con bloques tectónicos de origen continental suramericana y originalmente ubicada alrededor del escudo de Guayana (ej. Augengneis de Peña de Mora, ²⁰⁶Pb/²³⁸U 1659,4±5,8 Ma, URBANI et al., 2013). Todas estas unidades constituyeron parcialmente fuentes de sedimentos a los flujos turbidíticos que alimentaron la cuenca antepaís (fms. Matatere y Trujillo, BAQUERO et al., 2009; NOGUERA, 2009; NOGUERA et al., 2010) durante el Paleoceno-Eoceno medio al iniciarse los procesos compresivos generadores de las Napas de Lara (Fig. 2).

   Las Napas de Lara son un elemento estructural importante en el norte de Venezuela, porque desde el Paleógeno han controlado la sedimentación y la deformación de la región (LUGO & MANN, 1995; AUDEMARD & AUDEMARD, 2002). URBANI (2012) con base a observaciones litológicas establece que la mayor parte del material incluido en la Formación Matatere proviene de unidades originalmente formadas en el margen continental pasivo suramericano, y en menor proporción hay material procedente del arco volcánico caribeño y sus terrenos frontales.

 

 

Figura 1. Mapa geológico-estructural del margen norte de los Andes mostrando las principales provincias geológicas, así como, los terrenos meso-neoproterozoicos reportados. Ubicación del Terreno Falconia y muestras de rocas con afinidad Putumayo a ser datadas por el método U-Pb en zircón. Nomenclatura: TF = Terreno Falconia; MT = Terreno Mérida; PP = Península de Paraguaná; PR = Sierra de Perijá; GP = Península de la Guajira; SMM = Macizo de Santa Marta; PU = Cinturón Putumayo; OTE = Evento Tectono-termal Orinoquensi-Niqueriense; RSI = Cinturón Rondonian-San Ignacio (Mesoproterozoico); SMBF = Falla de Santa Marta-Bucaramanga; BM = Falla de Boconó; OF = Falla de Oca; AF = Falla de Ancón; OAF = Falla de Oca-Ancón , P3 = Pozo Perla-3X

 

 

Figura 2. Esquema de emplazamiento de las Napas de Lara durante el Paleoceno a Eoceno medio (60-40 Ma) al iniciarse los procesos compresivos por efecto del avance progresivo hacia el SE del Gran Arco del Caribe. Estas constituirán parcialmente fuente de sedimentos a los flujos turbidíticos que alimentaron la cuenca antepaís “foreland basin” de las formaciones Matatere y Río Guache. Nomenclatura: V1 = Gran Arco Caribeño (Cretácico Tardío), V2 = Arcos de America Central (Cretácico Tardío-Paleoceno, V3 = Arcos magmáticos continental (Paleoceno-Eoceno temprano)

 

  NOGUERA (2009) y NOGUERA et al. (2010) reporta a partir de nueve muestras colectadas en la Formación Matatere edades U-Pb en zircones detríticos entre 2841±16,3 Ma (Arqueano tardío) y 39,4±1,5 Ma (Eoceno temprano). Estos datos definen una distintiva población de edades entre 1324-1041 Ma (Fig. 3, Meso-Neoproterozoico). En ausencia de rocas meso-neoproterozoicas en Venezuela, NOGUERA (2009) sugiere una fuente localizada en el margen de los Andes y probablemente derivada en Colombia (macizos de Santa Marte y Santander). No obstante, a la luz de nuevo datos de geocronología U-Pb en zircón realizados en el basamento de la cuenca de Falcón (superficie y subsuelo), es posible asociar algunas de estas fuentes a varios eventos identificados por BAQUERO et al. (2011a, b), BAQUERO (2013), BAQUERO et al. (2013a, b), MENDI et al. (2013), BAQUERO (2014) y BAQUERO et al. (en prensa) en el noroeste de Venezuela. Entre estos eventos tenemos: orógeno Putumayo (0,98-1,0 Ga, Terreno Falconia), evento pre-Putumayo (1,0-1,17 Ga, Terreno Falconia, península de la Guajira), evento Pan-Africano (550-600 Ma, Gneis de El Farriar, datos geocronológicos aun sin publicar), evento Oauchita-Allegheniana (270-238 Ma, Metagranodiorita de El Amparo, península de Paraguaná; pozo 23-M-11A, ensenada de La Vela; pozo PERLA-3X, golfo de Venezuela), evento proto-Caribe (156-136 Ma, península de Paraguaná) y evento Caribe (90-40 Ma, Stock de Parashi, península de la Guajira colombiana; dique diorítico porfídico hornbléndico, península de Paraguaná; pozo PERLA-3X, golfo de Venezuela). Los zircones más antiguos como Pargüazensis, Rondonian-San Ignacio y arqueanos probablemente sean retrabajados del basamento alóctono de Falcón oriental (Terreno Falconia).

 

  Se presenta por vez primera dataciones U-Pb en zircones detríticos del basamento metaconglomerático basal perforado al norte de la cuenca de Falcón por el pozo MIT-1X (EFC-022), y que pudiera corresponder con los depósitos turbidíticos de la Formación Matatere.

 

Figura 3. Estudios de procedencia a partir de dataciones U-Pb en zircones detríticos en nueve muestras colectadas en la Formación Matatere, unidad turbidítica del noroccidente de Venezuela

 

 

 

UBICACION DEL AREA DE ESTUDIO

 

El área a objeto de estudio está ubicada en el noroccidente de Venezuela a unos 35 km al noroeste de la ciudad de Coro, estado Falcón (Fig. 4). La muestra fue colectada en el núcleo del pozo MITARE-1X (EFC-022) ubicado en la localidad del delta del río Mitare, en las coordenadas E392.773, N1.264.574 (UTM datum La Canoa, Tabla 1). El pozo MITARE-1X fue perforado por MARAVEN S.A., actuando como operadora para CORPOVEN, S.A. Con este pozo exploratorio se trató de investigar la presencia de acumulaciones de hidrocarburos en la secuencia sedimentaria de edad Terciario depositada sobre la zona occidental de la plataforma de Coro (Fig. 5). Por tanto, el objetivo primario del pozo era una posible acumulación de hidrocarburos en las calizas arrecifales de edad Oligoceno de la Formación San Luis, y objetivos secundarios lo constituían las arenas y/o calizas de la sección miocena (Miembro Cauderalito, Formación Agua Clara) o incluso el Cretácico (EP-7098). No obstante, este pozo exploratorio no encontró ninguno de los objetivos primarios y fue abandonado el 28 de octubre de 1981. De acuerdo a los resultados estratigráficos del pozo los sedimentos más antiguos depositados sobre el “basamento no económico” son de edad Mioceno temprano tardío y corresponden a la Formación Agua Clara. Estos sedimentos carecen de desarrollos arrecifales que pudieran servir como reservorios para hidrocarburos. Las rocas infrayacentes a la Formación Agua Clara conforman el “basamento no económico” y carecen de porosidad y están afectadas por un metamorfismo de bajo grado. Se considera este basamento de posible edad Cretácico Tardío (Fig. 6).

 



Figura 4. Mapa de ubicación del pozo MITARE-1X, delta del rio Mitare, estado Falcón. Mapa base tomado y modificado de GARRITY et al. (2006)

 

 

Figura 5. Mapa estructural de la localización del pozo OC-1 (MIT-1X = EFC-022) al tope del Oligo-Mioceno. El objetivo principal fueron las calizas del Miembro Cauderalito, Formación Agua Clara, las calizas arrecifales de la Formación San Luis y calizas pelágicas de la Formación La Luna, sin embargo, no encontró ninguno de los objetivos

Figura 6. Resumen estratigráfico del pozo MIT-1X

 

MÉTODOS EXPERIMENTALES APLICADOS

Preparación de muestras y análisis U-Pb en zircón

Se colectaron y prepararon un total de 1,2 kg de muestras procedentes del metaconglomerado basal perforado por el pozo MIT-1X ubicado en el delta del rio Mitare, estado Falcón para la separación de zircons.


Preparación de muestras para la obtención de fracciones de zircón

Las muestras fueron preparadas en el LABORATORIO VALENCIA-UCHIDA CORPORATION, Arizona-EE-UU bajo la supervisión del Dr. Víctor Valencia. Para la obtención de las fracciones de zircón se siguieron los procedimientos comunes para todos los métodos de datación que se utilizan en minerales y/o rocas, estos procedimientos son descritos brevemente a continuación:

-        El proceso incluye la trituración y pulverización en un molino de disco de las muestras. Todo el material molido es lavado en una mesa de concentración (o mesa de Wiffley), para separar los minerales más pesados, entre los cuales estarán los cristales de zircón.

-        La fracción más pesada es luego tamizada en una malla 100 usando para ello agua a presión que promueve la rápida separación granulométrica. La fracción mayor a 100 malla es luego secada y almacenada, mientras que la fracción menor a 100 malla es la de real interés por contener allí los cristales de zircón.

-        El material obtenido en esta nueva etapa de separación es secada, para luego retirar los minerales con fuerte propiedades magnéticas (ej. magnetita, pirrotita, etc.) usando para ello un imán de mano. Luego es procesada en un separador magnético isodinámico tipo Frantz, el cual es usado para la separación de minerales con propiedades magnéticas más débiles (granates, biotitas, piroxenos, anfíboles).

-        El separador magnético es regulado para una corriente de 0,3 A y 10º inclinación frontal. Con estos parámetros se garantiza la separación de estos minerales y la fracción de interés (no-magnética a 0,3 A) que contiene los zircones. El material no-magnético a 0,3 A es llevado para su purificación en un líquido denso (Idito de Metileno ρ = 3,32 g/cc). En total se obtuvieron 2 fracciones de concentrado de zircón para ser analizadas por el método LA-ICP-MS (Tabla 1).

 

Montaje de zircones (edad no conocida y referencia), preparación de disco epoxy e imágenes de catodoluminiscencia:

-        La selección de las poblaciones de zircones detríticos a datar se realiza al azar.

-        Estos son montados en una placa de vidrio engomada, de forma tal que los zircones quedan embebidos y pegados a ésta. Adicionalmente, junto a los zircones con edad no conocida son colocados un número de zircones de edad conocida (zircones de referencia o estándar, Pleŝovice) y algunas láminas de vidrio (referencia: NIST-612). Sobre ésta placa es colocada un molde cilíndrico de 2,54 cm. de diámetro y de 1,5 cm. de profundidad. Una mezcla de resina y catalizador es vertida sobre el cilindro y dejada de 12 a 24 horas al aire.

-        La porción del disco donde se encuentran los zircones es rebajada hasta exponer 1/3 de la estructura del cristal. Finalmente, su superficie es pulida y metalizada (carbono). El disco es luego colocado en un Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) para caracterizar la estructura interna de los granos de zircón, tales como, zonas de crecimientos, fracturas y concentración de U. Una buena selección de cristales con estas características ha demostrado ser de importancia capital es la aplicación del método. Este criterio de escogencia permite la obtención de edades más concordantes y precisas. Las imágenes de catodoluminiscencia (CL) luego son usadas para posicionar el láser sobre el objetivo (spot) desde la cual se desea medir la composición isotópica de U-Pb. Por lo general, se evitan aquellas zonas con alta o baja concentración de U, esto es zonas muy oscuras o muy claras, respectivamente.

 

Datación U-Pb en zircón por LA-ICP-MS

  En total se obtuvo un concentrado de zircones detríticos para ser analizados por el método LA-ICP-MS en el Laboratorio de Geoanalítica de la Universidad del Estado de Washington en la ciudad de Pullman, USA (Washington State University, WSU-Pullman), bajo la supervisión del Dr. Víctor Valencia y la selección de los puntos de análisis a cargo de Marvin Baquero, siguiendo los procedimientos detallados en CHANG et al. (2006). Las medidas isotópicas fueron realizadas usando un ICP-MS marca Thermo-Finnigan Element 2 sector magnético de doble foco y simple colector acoplado a una ablación láser modelo New Wave Nd:YAG UP213 (λ = 213 nm) con un diámetro de láser de 30-mm, una fluencia de 10,5 J/cm2, produciéndose una ablación de 20-mm de profundidad. Los zircones de edad desconocidas fueron calibrados a partir del zircón estándar Pleŝovice con una edad ²⁰⁶Pb/²³⁸U de 337,3±0,4 Ma (ID-TIMS) y ²⁰⁶Pb/²³⁸U de 336,87±0,65 Ma (LA-ICP-MS) (SLÁMA et al., 2008). Los análisis del zircón estándar fueron  realizados en intervalos regulares entre los zircones desconocidos, es decir, por cada 12 medidas en zircones desconocidos se realizaron 4 medidas del zircón estándar. Adicionalmente, fue usado un estándar de vidrio NIST-612 para verificar el factor de fraccionamiento U-Pb (238U ~40,000 cps/ppm). Los datos analíticos fueron reducidos usando el procedimiento de CHANG et al. (2006) y se encuentran en el Anexo A. Los resultados fueron graficados usando el programa Isoplot/EX v.4.15 (LUDWIG, 2003).

 

Texturas e imágenes de catodoluminiscencia (CL) en zircones

  Las fracciones de zircones correspondientes a las muestras estudiadas aquí en este trabajo muestran presentan distintas morfología tanto de origen ígneo como metamórficos. Estos últimos corresponden a la morfología pelota de futbol, muy característicos del basamento metamórfico de alto grado encontrados en la ensenada de la Vela (BAQUERO, 2013; BAQUERO, 2014; BAQUERO et al., en prensa) (Fig. 7).

Figura 7.  Imágenes de CL correspondientes a la fracción analizada de zircones del metaconglomerado polimíctico perforado por el pozo MIT-1X, delta del río Mitare, estado Falcón. Los zircones presentan distintas morfologías tanto de origen ígneo como metamórfico (pelota de futbol)

 

Geocronología U-Pb en zircones detríticos

Muestra  F1 – MIT-1X (9.029’ – 9.046’). Un total de 102 granos de zircones fueron analizados en esta muestra, de estos 8 de ellos mostraron discrepancia. El resto de los 95 zircones analizados fueron considerados de buena calidad, permitiendo determinar una edad precisa (ver Anexo A). Los resultados muestran una distribución de edades entre 1323,8±7,0 Ma y 50,0±1,2 Ma con un pico importante ca. 50 Ma que representa la máxima edad depositacional para este metaconglomerado (Eoceno temprano, Fig. 8). Los zircones más antiguos representan el 85% (n = 80) de los zircones analizados, mostrando cuatro picos: 921 Ma, 1015 Ma, 1189 Ma y 1309 Ma, correspondientes al Meso-Neoproterozoico. Un análisis entrego una edad ²⁰⁶Pb/²³⁸U 281,8±4,5 Ma (Pérmico temprano) y tres análisis entregaron una edad ²⁰⁶Pb/²³⁸U 69,5±1,2 Ma, 71,0±2,0 Ma y 71,5±1,3 Ma.

 

Figura 8. (A) Diagrama de concordia Tera-Wasserburg para la fracción MIT-1X. (B) Histograma de frecuencia y probabilidad relativa de las edades ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb en zircones detríticos para la misma fracción

 

Discusión de resultados

El histograma de frecuencia y probabilidad relativa de las edades ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb en zircones detríticos para la fracción del metaconglomerado basal perforado por el pozo MIT-1X al oeste de la plataforma de Coro muestra un pico importante que pudiera interpretarse como la edad de depositación para este metaconglomerado, determinando así, una edad máxima de depositación de ~50 Ma (Eoceno temprano). Esto conlleva a predecir que la fuente de estos clásticos resultan de una zona magmática y tectónicamente activa durante el Eoceno temprano. Rocas plutónicas han sido reportadas en el margen noroccidental de Suramérica de edades entre 60-50 Ma (evento V3, Fig. 2, ASPDEN et al., 1987; BAYONA et al., 2012; BAQUERO et al., 2013a; CARDONA-MOLINA et al., 2014), la cual podrían ser la fuente de clásticos para este metaconglomerado. Adicionalmente, existe un material procedente del Gran Arco del Caribe, que muestra un pico de ~70 Ma (evento V1, Fig. 2).

 

  CAWOOD et al. (2012) demostró que a través del patrón de distribución de edades U-Pb en zircones detríticos puede ser usado para establecer el ambiente tectónico de depositación (Fig. 9). Ellos mostraron que los ambientes de márgenes convergentes son caracterizados por una gran población de zircones con edades de cristalización cercana a la edad de depositación del sedimento, mientras que los ambientes colisionales y extensionales muestran una falta temporal entre estos eventos. De acuerdo a esto, el metaconglomerado basal pudiera corresponder a depósitos formados en un margen colisional en una cuenca antepaís “foreland basin” la cual es consistente con los modelos geológicos propuestos para el noroccidente de Venezuela (Fig. 2). Asimismo, puede observarse que los resultados aquí obtenidos son similares a los reportados por NOGUERA (2009) y al igual que estos representan depósitos originados en un ambiente tectónico colisional (Figs. 3, 10). Los picos meso-neoproterozoicos pudieran estar relacionados con la erosión del Terreno Falconia (Fig. 2).

 

Figura 9. Patrón de distribución de edades U-Pb en zircones detríticos de acuerdo al ambiente tectónico de depositación. A y B corresponde a un margen convergente, C y D a un ambiente tectónico colisional, E y F a un ambiente tectónico extensional. La flecha roja indica la máxima edad depositacional de la unidad formacional. De acuerdo a este patrón la cuenca antepaís incluye clásticos con edades cercanas a la máxima edad de depositación, reflejando así el carácter sincolisional de estos depósitos, también como el magmatismo como consecuencia del margen convergente. Además de mostrar una significante fuente de más antiguas

Figura 10. Diagrama que muestra la proporción acumulativa (%) versus la diferencia entre edad de cristalización y la edad de depositación del metaconglomerado basal perforado por el pozo MIT-1X. Los valores de nueve muestras U-Pb en zircones detríticos de la Formación Matatere son incluidos para efecto de comparación

 

CONCLUSIÓN

-       La principal fuente de zircones para este metaconglomerado es de origen meso-neoproterozoicos, los cuales pudieran estar relacionados con la erosión del Terreno Falconia, un bloque alóctono procedente del oeste como parte de los terrenos frontales Caribe y parcialmente expuestos en altos ubicados al noroeste de la placa Suramericana.

-       Los zircones detríticos del metaconglomerado basal muestran que la edad máxima de depositación corresponde al Eoceno temprano (~50 Ma, en este trabajo), siendo su límite superior no más allá del Eoceno medio (~40 Ma, Bartoniense, NOGUERA, 2009). Por tanto, se descarta la hipótesis de que éste se haya depositado en el Cretácico Tardío.

-       El metaconglomerado basal localizado al oeste de la plataforma de Coro define un patrón de distribución similar a las facies turbidíticas de la Formación Matatere.

-       De acuerdo al patrón de distribución de edades U-Pb en los zircones detríticos, este metaconglomerado pudiera corresponder a depósitos formados en un ambiente de margen colisional en una cuenca antepaís “foreland basin”, la cual es consistente con los modelos geológicos propuestos para el emplazamiento de las Napas de Lara.

 

La figura 11 sumariza las conclusiones principales obtenidas de este studio.

 

Figura 11. El metaconglomerado basal perforado por el pozo MIT-1X corresponde a depósitos formados en un ambiente de margen colisional en una cuenca antepaís siendo su máxima edad de depositación durante el Eoceno temprano a medio. Asimismo, define un patrón de distribución de edades U-Pb en zircones detríticos similar facies turbidíticas de la Formación Matatere. Nomenclatura: V1 = Gran Arco del Caribe (Cretácico Tardío), V2 = arco de América Central (Cretácico Tardío-Paleoceno), y V3 = arcos magmáticos continentales (Paleoceno-Eoceno temprano)

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