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VII CONGRESO DE GEOLOGÍA (GEOLOGIA´2007) Estratigrafía y Paleontología GEO2-P25

SEGUNDA CONVENCIÓN CUBANA DE CIENCIAS DE LA TIERRA, GEOCIENCIAS´2007. Memorias en CD-Rom, La Habana, 20-23 de Marzo de 2007

ESTRATIGRAFÍA DEL ARCO VOLCÁNICO CRETÁCICO DE CUBA OCCIDENTAL Y CENTRAL POR DATOS DE SUBSUELO Carlos Perera Falcón(1), L. Díaz de Villalvilla(2), R. Segura Soto (1), S. Blanco Bustamante

(1), Osvaldo López Corzo (1). (1) Centro: Centro de Investigaciones del Petróleo Churruca No 167 Sq. Vía Blanca, Cerro Ciudad de la

Habana (2) Instituto de Geología y Peleontología Carrete Central y Vía Blanca, San Miguel del Padrón, Ciudad de la

Habana RESUMEN El presente trabajo aborda algunos aspectos sobre la edad, relaciones estratigráficas y bioestratigráfica de los diferentes estadios del desarrollo del Arco Volcánico Cretácico en la zona Occidental y principalmente en la zona Central de Cuba. Se presenta una tabla en la que se resumen las edades de las distintas fases efusiva y explosiva del Arco Volcánico, abalado por su contenido litológico y paleontológico; no obstante en algunas áreas la división estratigráfica está dada por la posición en el corte. Otro de los aspectos en el trabajo es la correlación de las distintas secuencias del Arco Volcánico de subsuelo con las de superficie; aunque se debe señalar que ésta comparación está limitada por no tener datos petroquímicos. Se destacan las últimas perforaciones de pozos de búsqueda de petróleo y gas; donde éstos han atravesado los distintos sedimentos del Arco Volcánico. Por último se exponen columnas geológicas generalizadas por cada región de la Zona Occidental y Central de Cuba del Arco Volcánico. ABSTRACT The presnt work approaches some aspects on the age, stratigraphic relationship of the different stages of development of the Cretacic Volcanic Arch in the Western Zone and mainly in the Central Zone of Cuba. It is presented table where are sumarised the ages of the different effusive and explosive phasses of Volcanic Arch, demonsthated by their contain; nevertheless in some areas the estratigraphic division is given by the position in the profil. Another aspect in the work is the correlation of different sequences of the Volcanic Arch in wells with those of surface; although it should be pointed out that this comparison is limited by not having petrochemical data. They stand out the last perforations of wells for oil an gas search, where these have crossed the different sedimenrs of the Volcanic Arch. Lastly, geologic columns area exposed generalized for each region of the Western and Central Area of Cuba of the Volcanic Arch. INTRODUCCIÓN El presente estudio se basa fundamentalmente en datos de los pozos de petróleo de la zona occidental y central de Cuba, aunque, como es obvio, se integran algunas observaciones de afloramientos. En la actividad petrolera ha sido y es una práctica común establecer una comparación constante entre las formaciones estratigráficas de superficie y las secuencias de las volcanitas de subsuelo. Esto ha producido confusiones porque es bien conocido que los afloramientos corresponden a segmentos erráticos que ocupan la posición actual después de la orogenia principal.



Por otra parte, aunque en el subsuelo la conservación es mejor, sólo tenemos puntos aislados de un gigantesco sistema. Por consiguiente, no debe supeditarse el volcanismo a la estratigrafía, sino considerarlo como un proceso evolutivo que se expresa de un modo u otro en la estratigrafía. Lamentablemente, se cuenta sólo con una ínfima cantidad de datos petroquímicos de muestras de subsuelo. Los autores consideran que, desde el punto de vista genético es correcto distinguir la asociación del arco de isla volcánica y la asociación ofiolítica como dos unidades geotectónicas separadas. Pero, ocurren dos fenómenos paralelos: 1) La mezcla tectónica de ambas unidades, desarrollada esencialmente durante la orogenia principal

de Cuba, la cual se registra notablemente tanto en superficie como en subsuelo. 2) La perteneciente de un determinado complejo de rocas a una unidad u otra constituye una disputa

entre volcanólogos y especialistas en ofiolitas no resuelta en Cuba, ni en otros países. Por consiguiente, es mejor, desde un punto de vista práctico, adoptar la concepción de Terreno tectono-estratigráfico de Zaza, tal como se utiliza actualmente en la geología petrolera de Cuba. De este modo describiremos el arco volcánico separadamente de las particularidades de la asociación ofiolítica, no obstante a esto, en algunos pozos se nos hace difícil esta separación, pues al comentar los cortes obtenidos en los pozos petroleros ambas pueden quedar incluidas.

Características del Arco Volcánico Cretácico La asociación volcánica del Cretácico se observa casi siempre en superficie en contacto tectónico con la asociación ofiolítica que representa presumiblemente su basamento. Ambas asociaciones, en el Norte, están cabalgando sobre secuencias del margen continental pasivo norteamericano representado por los dominios de Pinar del Río y Las Villas (CUPET, SPT, 1993). El las etapas del desarrollo del arco insular se distinguen dos grandes complejos: 1-. Vulcanógeno -Sedimentario 2-. Efusivos 1-Complejo volcanógeno-sedimentario El complejo vulcanógeno-sedimentario se distribuye en toda Cuba con espesores variables que según algunos autores pudieran alcanzar en la parte central de Cuba un máximo de 7 km. Se puede calificar en su conjunto como complejo basáltico-andesítico- dacítico, poco riolítico, consecuentemente diferenciado que corresponde a una series de asociaciones magmáticas. El complejo es predominantemente vulcano clástico con intercalaciones de rocas sedimentarias que constituyen los únicos elementos que aseguran sus correlaciones estratigráficas. Las rocas de este complejo, principalmente las capas sedimentarias, presentan fósiles que permiten la datación de algunos niveles. Los más antiguaos son foraminíferos del Aptiano (Furrazola et. al., 1964, Meyerhoff y Hatten, 1968; Iturralde, 1994) Algunos autores extienden la antigüedad de las vulcanitas del arco al Neocomiano, sobre la base de que bajo ese horizonte fosilífero del Aptiano se observan varios cientos de metros de rocas volcánicas (Díaz de Villalvilla y Dilla, 1987) La edad de la vulcanitas más jóvenes es también problemática, pero en el área Pina se ha reportado el género y especies de Glotruncanita calcarata del Campaniano Superior. En general existen evidencias



suficientes para considerar que el arco volcánico del Cretácico estuvo activo por lo menos hasta el Camapaniano Tardío (Perera et. al., 1994) 2-Efusivos Secuencia efusivo-sedimentarias: Es aquella donde es común la presencia de lavas y cuerpos subvulcánicos, que se intercalan con tobas, tufitas y rocas sedimentarias. Se interpreta como propia de las cuencas axiales del archipiélago volcánico, ya que coinciden con la distribución de numerosos aparatos volcánicos y nudos vulcano-plutónicos. En algunas localidades se conocen las rocas del sustrato oceánico del arco (diabasas en los pozos Jatibonico -78, Vega-1 y Mercedes-2). En la zona Central de Cuba es donde mejor se ha establecido las distintas etapas del Arco Volcánico Cretácico. Nosotros en este trabajo tratamos de dar una idea del comportamiento en subsuelo del Arco Volcánico en la zona Occidental y Central de Cuba desde el punto de vista bioestratigráfico y estratigráfico; establecer en algunas secuencias la edad de acuerdo al contenido fosilífero que es de suma importancia para la búsqueda de petróleo. Las Rocas del Arco Volcánico según datos de Subsuelo. A continuación, una descripción de la estratigrafía de las secuencias del archipiélogo volcánico del Cretácico a partir de pozos tipo perforados en cada región. Cuba Occidental. En la provincia de Pinar del Río se reconoce la faja de Cajálbana perteneciente a las ofiolitas septentrionales. Las misma yacen bajo la secuencias del arco volcánico; Esto se demuestra en el pozo Mariel-1, (fig.-1) donde la edad para el arco volcánico está comprendida desde el Aptiano hasta el Campaniano. El Aptiano-Albiano está asumido por posición estratigráfica en el corte, constituido por brecha de lava de composición básica e intercalada entre ellas encontramos tobas litoclásticas de composición similar. El espesor cortado es de alrededor de 1000m.. Esta secuencia la asociamos en superficie a la formación Encrucijada. En contacto suprayacente encontramos un corte serpentinítico intercalado entre efusivos y la secuencia explosiva, su espesor es alrededor de los 600m. Su posición en el corte tiene la misma ocurrencia que en superficie, producto de los sobrecorrimientos y sus contactos son tectónicos. Por encima de la serpentinita se encuentran las rocas de la fase explosiva con fauna de Globigerinelloides sp., Stomiosphaera sp., Hedbergella sp. del Albiano-Turoniano constituida por tobas de fragmentos gruesos y medianos de composición andesítica, intercaladas entre ellas encontramos lavas de composición básica y sedimentos representados por limolitas y calizas fragmentarias, que son las que determinan la edad de la secuencia. Este corte lo referimos en superficie a la formación Quiñónez. Al final del corte encontramos tobas cristalovitroclásticas de composición media de granulometría fina cinerítica, subacuáticas y depositadas lejos de los focos volcánicos; intercalados entre las tobas aparecen calizas fragmentarias y en su parte media brecha de calizas y pedernal. El espesor no sobrepasa los 500m.. Es de destacar que en el núcleo-2 del pozo Mariel-1, (fig.-1) se encontraron Radiolarios Pseudoaulophacidae y Globotruncana spp. definiendose el corte como Campaniano. Este corte al parecer no tiene equivalente en superficie, más bien se asemeja a los sedimentos de



Cuba Central. Queremos también hacer observar que las rocas básicas son más representativas (subsuelo) en Pinar del Río que las rocas medias-ácidas. El poso Mariel Norte 1X su perforación fue dirigida hacia el mar cortando un espesor de conglomerados de ultramafitas que sobrepasan los 1000m. su parte basal está muy serpentinizada. Estos conglomerados en superficie se lo adjudicamos a la Formación Vía Blanca del Camapaniano Maestrichtiano. (Fig. 1) El pozo en su perforación se desplazó 1800m en la horizontal hacia el mar terminando el mismo en 2050m con una secuencia carbonatada de la Formación Cacarajícara, no pudiendo estimarse el espesor porque el pozo cortó la formación prácticamente horizontal. Este pozo demuestra que los sedimentos volcánicos no se depositaron en esa zona de la costa norte. En el pozo Ariguanabo-2 desde el fondo 3058m. a 2460m. se puedo estudiar una secuencia de piroclastitas y basaltos y andesito - basaltos, representantes de una asociación basáltica inicial del desarrollo del arco volcánico, pero que lamentablemente carece de elementos fósiles. Volcanitas de la Región Habana-Matanzas En los pozos de petróleo perforados en la cercanía de la costa norte los volcánicos están generalmente triturados hasta brechas, lo que incrementa sus cualidades como reservorios de petróleo con algunas producciones. Los contactos coinciden con zonas muy fracturadas, las cuales en ocasiones, están representadas por una masa caótica que contiene una mezcla de bloques de ofiolitas, rocas sedimentarias y volcánicas del arco. Sin embargo más al Sur, en zonas presumiblemente cercana al bloque del arco volcánico, varios pozos (Vegas-1 y Mercedes-2) Fig-2 han atravesado una secuencia normal del arco sobre las ofiolitas. En Vegas-1 los volcánicos yacen sobre diabasas alteradas. Esta relación normal entre el arco y las ofiolitas que lo subyacen observada tanto en pozo como en superficie por algunos autores (Zelepuguin, 1982) ha llevado a algunos autores a afirmar que hacia el Sur, el contacto es transicional, mientras que en el Norte es tectónico. O sea que los cabalgamientos de los volcánicos sobre las ofiolitas bien demostrados en el Norte se ponen en duda hacia el Sur. Los pozos Mercedes-2 y Vegas-1 permiten un mayor conocimiento tanto del arco volcánico como de la asociación ofiolitas. Así en Mercedes-2, con una profundidad de 4000m., a partir de 3240m. hasta el fondo, fueron determinadas diabasas con transformaciones de rocas verdes representantes de un típico complejo ofiolítico; más arriba, hasta 2900m. se destacan las rocas de la asociación andesítica, con sedimentos intercalados cuya edad se determinó como no más antigua que el Turoniano. El corte del pozo Vegas-1, presenta características similares y otro tanto podría decirse del Campestre-1 perforado más al Norte aún. (Fig. 2) El pozo más representativo del arco volcánico es el pozo Cochino-1. (Fig.-2) En este pozo fueron cortadas tobas litoclásticas de composición media a básica, teniendo intercalaciones de secuencias sedimentarias: argilitas, calizas, y rocas siliceo-arcillosas, subordinadamente rocas efusivas de composición andesito-basaltica. En este pozo no está bien definida la edad de las secuencias del arco volcánico por tener la fauna muy pobre, pero de acuerdo a la composición de las rocas, debe pertenecer a la fase explosiva que corresponde a la edad Turoniano-Campaniano. El espesor cortado es de 2500m. En la zona Norte, en subsuelo no tenemos reportado ningún pozo que cortara el arco volcánico. Volcanitas de la Región Cuba Central (Villa Clara- S.Spíritus- C. Avila).



Las rocas del arco volcánico constituyen el gran volumen de las rocas magmáticas en la Cuenca Central, y se encuentra uniformemente distribuida en toda su extensión. Ha sido el objeto temático de la actividad petrolera en repetidas ocasiones, pero desde el punto de vista principal de reservorios. Su evolución magmática se ha intentado establecer varias veces paro sin análisis petroquímico. Se han esbozado las facies principales de las volcanitas. De este modo, se tienen las facies efusiva y explosiva. La facie efusiva está representada por basalto y andesito-basaltos, andesitas y andecito-dacitas, que son las más distribuidas y raramente dacito-riolitas. La facies explosiva comprende el gran volumen de las volcanitas, con un coeficiente de explosividad aproximadamente del 90% para todo el corte. La yacencia típica de las rocas explosivas es circularmente a los focos volcánicos pero que, en superficie resulta difícil, se complica aún más en el subsuelo. La potencia de las capas también varía extraordinariamente y según el registro geofísico, debido a sus productos de alteración, resulta difícil de distinguir de las rocas sedimentarias intercaladas. Por otra parte, como el volcanismo fue subacuático, las rocas adquirieron las características de transporte y deposición de los sedimentos comunes. En l a Cuenca Central se puede resumir la actividad volcánica en dos asociaciones magmáticas, que en su evolución fueron: Rocas efusivas de composición basálticas y andesito-basáltica, tobas y subordinadamente intercalaciones finas de calizas y arcilitas, que constituyen las rocas más antigua (subsuelo) del arco con edad Aptiano-Albiano Inferior, que se identifica por la presencia de Ticinella roberti, Hedbergella spp. Su ambiente de deposición es nerítico Externo, este corte es homólogo a la formación Mataguá; su espesor puede sobrepasar los 1000m. En el Jatibonico-78 (Fig.3) está bien representada este tipo de roca. La otra asociación es la fase explosiva que cubre el corte anterior concordantemente por tobas de distintos tipos predominando una granulometría gruesa con intercalaciones de calizas. La edad Albiano Superior-Turoniano se define por la presencia de Praeglotruncana spp. Rotalipora spp. Globigerinelloides spp. El ambiente deposicionales Batial. El corte tiene un espesor aproximado de 400m. y es semejante a la formación Seibabo. Aquí, en el área Pina, se descubren lentes de calizas intercalados entre las tobas gruesas que tiene edad de Albiano- Cenomaniano. La fase explosiva, se compone por tobas de composición andesíticas y subordinadamente dacitica con granulometría fina, intercaladas con margas, arcilitas y areniscas polimícticas. Dentro de esta secuencia se encontró una fauna de Radiolarios y Glotruncanita calcarata de edad Campaniano Superior lo que nos demuestra que la terminación del volcanismo en Cuba Central fue en el último estadio del Campaniano lo cual es una novedad. Esta secuencia yace discordantemente sobre la secuencia inferior. Su espesor puede alcanzar los 600m. y es homólogo de la formación Dagamal. El ambiente de deposición es Batial. Por encima de esta secuencia yace discordantemente rocas sedimentarias del Maestrichtiano Superior hasta el Eoceno Medio con un potencial de 2000metros. En reciente perforación en Villa Clara el pozo Gigante-1 cortó 670m(Fig.-3). de tobas de granos fino, cristaloclástica y vítrea en menor medida, clara y verde clara, a veces arenosas con fragmentos de efusivos, su edad es de Cretácico Superior, en superficie la comparamos con la Formación Hilario. Su contacto inferior lo hace con una secuencia de abundantes lavas fundamentalmente de basalto, andesito- basalto probablemente de edad Cretácico Inferior, en superficie de acuerdo a su



composición litológica la asociamos a la Formación Cabaiguán(?). El pozo termina por debajo de esta secuencia con bloques de serpentinitas, principalmente de peridotitas. (Fig.3) CONCLUSIONES • En la zona central de Cuba (por datos de subsuelo) se presenta una división estratigráfica donde

se plantea que las rocas efusivas tienen edad Aptiano- Albiano y una fase transicional efusivo-explosiva de edad Albiano Superior – Turoniano y la explosiva, último estadio del arco, de edad Campaniano Superior. (tabla-1)

• Los sedimentos asociados al sistema del Arco Volcánico tienen una amplia distribución de paleoambientes, desde agua somera de plataforma a marinas de agua profunda (Batial).

• En subsuelo no se han descrito sedimentos continentales del arco volcánico, preservándose el volcanismo submarino en todo el desarrollo de las etapas del Arco.

• Se confirma la discordancia del Maestrichtiano Inferior entre la secuencia vulcanógena- sedimentaria del Arco Volcánico del Campaniano Superior y la secuencia sinorogénica del Maestrichtiano Superior.

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Fig.1



Fig.2

VEGAS- 1MERCEDES-2

COCHINOS - 1



Tabla I. RESULTADOS BIOESTRATIGRAFICOS DE LA ZONA CENTRAL DE CUBA

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