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PROPIEDADES FISICAS DE LAS ROCAS DE CUBA
POR:
CLARA SHAPOSHNlKOVA *
SUMARIO
Este trabajo es el resultado del análisis de las propiedades físicas de 4420 muestras del Ortogeosinclinal cubano. Este estudio incluye la densidad y sensibilidad m~gnética de los diferentes tipos de roca desarrollados en el area estudiada.
INTRODUCCION
Los geofísicos americanos, cubanos y soviéticos realizaron en Cuba un gran volumen de trabajos gravimétricos y geofísicos.
Como se sabe, las anomalías gravitacionales existen solamente en caso de la presencia de una diferencia en la densidad de las rocas y en caso de una yacencía no horizontal en los límites de las diferencias de densidad relacionada con las estructuras geológicas (pliegues, fracturas y etc.).
Una interpretación geológica correcta de los resultados de los trabajos de exploración gravimétrica es posible solamente cuando sabemos la deñs.idad de las rocas que forman la estructura de la región, las regularidades de su cambio en el corte geológico y cuando existen algunos datos de la forma de la yacencia, dimensiones y la profundidad de yacencia de los cuerpos geológicos que provocan la anomalía gravitacional.
Los últimos datos los tomamos de los trabajos de exploración geológica y para obtener los datos de la densidad de las rocas es necesario realizar trabajos especiales en amplia escala.
Los datos de la densidad y otras propiedades físicas de las rocas, estudiadas en Cuba anteriormente son bastante pobres.
En 1951 René Engel<5> estudió las densidades, el peso específico, la porosidad, la penetración, la saturación y la resistencia específica. Estudió 1 7 muestras de rocas sedimentarias y 2 muestras de rocas ígneas.
En el aspecto de la edad las muestras se distribuyen de la manera siguiente: del Cretácico Inferior, 6 del Cretácico Superior, 3 del Eocéno, 5 del Oligoceno
y 2 del Mioceno.
No fueron hechas deducciones según estos trabajos .
... Dpto. Petróleo E. C. M .
57
Datos interesantes de la densidad de las rocas se dan en el informe de R . Tucker<11) para la Cuenca del Cauto. Todo el complejo de las rocas del Mioceno al Cretácico fue dividido por él, según la densidad, en tres grupos.
El primer grupo incluye el espesor de las rocas del Eoceno Medio al Mioceno con una densidad media de 2,48 grjcm3
• El segundo (del Eoceno Inferior al Cretácico Superior) de 2,78 grjcm3 y el tercer grupo (las rocas ígneas y metamórficas) con la densidad media de 3,0 grjcm3
•
El defecto de la tabla dada en este informe es la falta de datos de gran cantidad de muestras, por las cuales se puede opinar correctamente sobre la densidad media.
En el informe de Daniel A. Valencio<8> se dan las determinaciones de las densidades según el pozo Guanal I-A y Rojos~I. Existe también una cierta cantidad de determinaciones según los pozos Punta Alegre I y I-A, Punta Alegre- 2 y Cayo Coco - 2, en el informe del Departamento Geológico B.P.M. del año 1955<10). Estos mismos datos se dan en el informe de O. Soloviev, J. Skidan y otros<2 >. En el informe de J. Cloos<8> se encuentran los datos de la sensibilidad magnética de rocas diferentes en la región de Jatibonico.
Algunos .valores solitarios de la sensibilidad magnética se dan en el trabajo de R. Coffin<4 >.
En la región de los yacimientos petrolíferos de Jatibonico, Catalina y Cristales existen determinaciones de la porosidad y la saturación de las rocas para las zonas productivas, según algunos pozos.
La práctica de los trabajos de exploración gravimétrica muestra, que es necesario estudiar sistemáticamente la densidad de las muestras de todas las series típicas de rocas para cada región programada para la realización de los trabajos de la exploración gravimétrica, ya que cada región posee sus propiedades físicogeológicas.
Cuba incluye tres grandes zonas diferentes por s~ estructura geológica y tectónica:
1 . Geosinclinal cubano (unidad tectónica Zaza) .
2. Depresión precubana (unidades tectónicas Cayo Coco, Remedios y Zulueta).
3 . Levantamiento marginal del geosinclinal (unidad tectónica Las Villas) que divide las dos primeras estructuras.
El estudio de la densidad y la sensibilidad magnética fueron realizados por nosotros principalmente en las 2 primeras zonas.
En total fueron estudiadas 4420 muestras de edad y composición diferentes .
1 . Geosinclinal cubano (zona Zaza).
El geosinclinal cubano está lleno principalmente por formaciones magmáticas y, en menor grado terrígenas y carbonatadas de edad desde el Jurásico Inferior y
58
Medio hasta el Mioceno inclusive. Los depósitos de edad Jurásico Inferior-Medio hasta el Eoceno Medio se encuentran muy dislocados. Se observa una manifestación amplia de la actividad magmática.
Las rocas de edad desde el Eoceno Medio hasta el Mioceno están poco dislocadas. No se observa la actividad magmática (excepto la zona Cauto). Según su estructura tectónica, esta zona es heterogénea y se divide en la serie de levantamientos estables y en las zonas de inmersión duradera<6,
7). Las características de
densidad y magnéticas según el corte de las rocas que forman aquel territorio se dan en las tablas Nos. 1, 2 y en Jos dibujos Nos. 1 y 2. En la tabla No. 2 y el dibujo se dan las densidades de las rocas para la Cuenca Central, es decir para la zona con movimientos descendentes predominantes.
Las formaciones más antiguas son las rocas referidas convencionalmente al Jurásico Inferior-Medio, que forman una de 1as zonas del levantamiento Trinidad.
Están formadas principalmente por esquistos cristalinos, cuarcitas, mármoles. La densidad de estas rocas varía de 2,45 gr/cm3 (esquistos de filita) a 2,86 gr/cm3
1 mármoles del tipo gneis laminados finamente) .
La mayor cantidad de las muestras ( 100 a 179) tiene una densidad en el intervalo 2,63 - 2,72 grfcm3 •
La densidad media de las rocas del Jurásico Inferior-Medio es igual a 2,66 grjcm3 (ver el dibujo la.).
La sensibilidad magnética de las rocas mencionadas es muy insignificante y es igual a 0-30.10- 6 c.g.s.m.
El departamento científico del ICRM en los últimos años ( 1966-67), estableció que el complejo de rocas metamórficas que forman el macizo Trinidad tiene una edad más antigua que el Jurásico Medio e Inferior.
Las formaciones cretácicas están desarrolladas en todo el territorio del geosinclinal. Están representadas por el espesor vulcanógeno de las rocas del Cretácico Inferior-Superior ( Aptiano-Santoniano) y el espesor sedimentario del Cretácico Superior (Campaniano-Maestrichtiano). El espesor vulcanógeno está formado por basaltos, andesitas, dacitas, riolitas y sus diferencias de paso, sus tobas, espilitas y las intercalaciones de poco espesor de las areniscas tobáceas y las calizas. El intervalo del cambio de densidad de estas diferencias de las rocas es muy grande y está en los límites desde 2,22 gr/cm8 hasta 3,16 gr/cm3
.
Desde el principio notamos que las muestras de rocas efusivas de composición básica (como por ejemplo, de los basaltos) fueron unidas por nosotros con las muestras de las rocas de la misma composición de origen intrusivo y su característica se da en el dibujo 3-b.
La densidad media de las diferencias de las rocas de composición básica y
ultrabásica tienen correspondientemente 2,82 gr/cm3 y 3,05 grjcm3• Según las
demás muestras fue construida la curva de variación ( dib. 1-d) , en la cual se destacan claramente dos máximas.
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CURVAS DE LAS VARIACIONES DE LA DENSIDAD DE LAS ROCAS
PARA LA PARTE GEOSINCLINAL DE LA ISLA DE CUBA
Dlf3 •1 EN LAS PROVINCIAS DE LAS VILLAS CAMAGUEY Y ORIENTE
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Evidentemente, la primera de ellas corresponde a las brechas tobáceas y la segunda a las rocas efusivas de composición media y ácida. La densidad media de las tobas es igual a 2,40 grlcm3 y de los efusivos es 2,70 grfcm3
• La susceptibilidad magnética de las brechas tobáceas es muy heterogénea y varía desde 20 hasta 2,300.10-6 c.g.s.m.
Para las rocas efusivas esta susceptibilidad es mayor y está en los límites de 1200-3200.10-6 c.g.s.m.
El espesor tobáceo que se refiere convencionalmente al Cretácico Superior, en los límites de la Cuenca Central (pozos Bijabo Nos. 3 y 4, Cristales Nos. 19, 57, Taguasco-I, Hatuey -I y Jatibonico -2) tiene la densidad media de 2,60 grlcm3
(dibujo 2-a).
La susceptibilidad magnética de las muestras tomadas de los pozos señalados, varía en los límites 50-60000.10-6 c.g.s.m.
En algunas zonas en la provincia de Camagüey por encima del espesor de las formaciones volcánicas del Cretácico, no sufrieron erosión las rocas sedimentarias del Cretácico Superior.
Elegimos solamente las muestras de las calizas componentes de este espesor. La densidad media de éstas es igual a 2,65 grlcm3 (dibujo 1-c).
En los límites de la Cuenca Central las rocas sedimentarias del Cretácico Superior se encuentran por todos los lugares. Aquí este espesor está representado por la interestratificación de arcillas, areniscas, calizas y conglomerados de guijarros pequeños. La densidad media de las rocas de estos depósitos chequeada en los pozos Taguasco -1, Cristales-7, Reforma-], es igual a 2,48 grlcm3 (dibujo 2-B).
En el territorio de las partes elevadas de la zona del geosinclinal no se encontraron las rocas paleocénicas. Como se sabe según los datos geológicos, en el Paleógeno Inferior tienen un espesor pequeño y están formadas por rocas carbonatadas y arcillosas (pozos Taguasco-1, 2). La densidad media de estas rocas alcanza 2,55 gr 1 cm3 (dibujo 2-c) . Es de mencionar que fueron estudiadas solamente 12 muestras de esta edad, que sin duda es muy insuficiente. La susceptibilidad magnética de las rocas carbonatadas es igual a 0-4.10- 6 c.g.s.m. y de las arguilitas negras (el pozo Taguasco-2) alcanza 2,000.10- 6 c.g.s.m.
Las rocas del Eoceno Inferior están representadas principalmente por calizas rudimentarias que se desarrollan preferentemente a lo largo de las fronteras sur y norte del levantamiento marginal del geosinclinal.
La densidad de estas rocas es igual a 2,65 gr 1 cm3 ( fig. 1-c). El espesor de aquellas no es constante.
En los límites de la Cuenca Central, las rocas con fauna de la misma edad están representadas por el espesor arenoso-arcilloso, con una potencia de unos 300m y una densidad de 2,47 grlcm3 (dibujo. 2-d).
Las calizas mencionadas así como las rocas del Eoceno Inferior encontradas en los pozos de la Cuenca Central, prácticamente no son magnéticas. Los .valores máximos desde 400 hasta 800 unidades, los tienen las areniscas de grano grueso del pozo Taguasco-2.
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En el Eoceno Medio tuvo lugar la Orogénesis Cubana, después cesaron la actividad magmática y un plegamiento intenso en la mayor parte del territorio de Cuba<6>.
Los depósitos del Eoceno Medio están representados a veces por rocas fragmentarias y en la Cuenca Central por rocas arenoso-arcillosas con intercalaciones de calizas. En la parte inferior del corte comúnmente se observan los conglomerados con guijarro de rocas volcánicas, granodioríticas y otras (pozo Algodones-! ) .
El espesor de las rocas del Eoceno Medio varía desde 200 hasta 1,500 m (pozos Cristales-7, Reforma-1 , Catalina-6, Bijabo-4).
La densidad media del espesor es igual a 2,30 grjcm3 en la región del oeste de la provincia de Camagüey (Dib. 1-f) y 2,34 grjcm3 en la Cuenca Central i Dib. 2-e).
La susceptibilidad magnética de las rocas que forman el Eoceno Medio es aproximadamente la misma que en las rocas del Eoceno Inferior y se encuentra en los límites de 3,680.10-6 c.g.s.m.
En el pozo Sancti Spíritus-1 fueron determinadas las propiedades magnéticas de muestras tomadas en la profundidad de 1,525 a 2,290 m.
La susceptibilidad magnética de algunas muestras que son del Eoceno Medio e Inferior alcanza 1391.10-s c.g.s.m. (4).
Los depósitos del Eoceno Superior están desarrollados bastante ampliamente en el área de la zona Zaza, rellenando las depresiones en el relieve y están formados por calizas, arcilla,.s aleurolíticas con mezcla del material tobáceo, areniscas, conglomerados que se componen de guijarros magmáticos, carbonatados y rocas terrígenas en una masa arenosa o arcillosa.
En los límites de la Cuenca Central, en algunas zonas, se encuentran entre el Corte las capas de las arenas bien clasificadas (el pozo Echevarría No. 8) (9) .
El espesor de las rocas del Eoceno Superior varía de 50 a 400 m. La densidad media de este espesor para todos los lugares de la zona Zaza es igual, es decir como promedio, 2,37 gr/ cm" y 2,38 gr/cm3 (Dib. 1-g y 2-f ).
La susceptibilidad magnética de las rocas del Eoceno Superior varía en los límites 50-6000.10--6 c.g.s.m.
Los depósitos del Oligoceno se componen de margas interestratificadas y''calizas con una cantidad subordinada de rocas terrígenas. El espesor de los depósitos del Oligoceno varía ampliamente y a veces alcanza 800 m.< 6>
La densidad media de éstos para la Cuenca Central es igual a 2,43 grjcm3
(Dib. 2-g), y para otras partes de la zona Zaza 2,44 grjcm3 (Dib. 1-h).
La susceptibilidad magnética es de 0,40.10--6 c.g.s.m.
Ya que los depósitos del Oligoceno no están bien identificados y muchos geólogos opinan que deben considerarse que pertenecen al Mioceno Inferior, se puede considerar la cantidad de muestras de estas rocas junto con las muestras del Mioceno. Los depósitos del Mioceno tienen un desarrollo más amplio en Cuba.
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Son principalmente calizas muy porosas con cavernas grandes. Su densidad varía de 1,70 gr/cm3 a 2,65 grfcm3
• La curva de variaciones, confeccionada según 295 muestras no tiene el máximo bien expresado, pero a pesar de eso, la gran cantidad de las muestras se encuentra en los límites de 2,05 a 2,35 gr j cm3 (126 de
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295) con una disminución muy gradual de la cantidad de muestras en la dirección del aumento -Y de la disminución de sus ·densidades.
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Su susceptibilidad magnética varía de O a 350.10-6 c.g.s.m. Los valores de 60 a 350.10-6 c.g.s.m. tienen diferencias debidas a los hidróxidos de hierro.
El espesor total de las rocas del Mioceno y Oligoceno alcanza 1000 m.
Ahora pasamos a la densidad de las rocas intrusivas. Hemos estudiado las rocas intrusivas de composición básica y ácida.
Se tomaron las muestras para su determinación en dos regiones : en la parte central de la provincia de Camagüey y cerca de las montañas de Sancti Spíritus. El desarrollo mayor según el área lo tienen las serpentinitas. Los límites de las variaciones de la densidad de las serpentinitas son iguales a 2,12-2,70 grfcm3
• El número mayor de muestras (160 de 279) se encuentra en los límites del cambio de la densidad de 2,33 a 2,52 grjcm3
.
La densidad media de las serpentinitas según la curva de variaciones lo consti
· tuye 2,43 grfcm3 (Dib. 1-b).
La susceptibilidad magnética de las serpentinitas, así como su densidad, varían ampliamente. Los límites de su cambio son de 30 a 5,900.10-6 c.g.s.m., pero a pesar de eso la mayoría de las muestras tienen X = 1200-3000.10-6 c.g.s.m.
El aumento de la susceptibilidad magnética se observa en los lugares situados cerca de las fracturas y en los lugares donde las serpentinitas están atravesadas por las intrusiones de dioritas ( ?) .
Las rocas de la composición básica para la provincia de Camagüey se dividen según su densidad en dos grupos. Uno de ellos tiene un valor de densidad media igual a 2,82 grjcm3 y otro igual a 3.05 grjcm3
•
65
Por lo visto, al primer grupo corresponden las rocas de composición básica ( noritas, diabasas, gabros), y al otro las rocas de · composición ultrabásica ( troctolitas, peridotitas) (Dib. 3-b).
Es un hecho interesante que la perceptibilidad magnética de las rocas de composición básica en esta región, oscila entre 20 y 2100 unidades c.g.s.m., correspondiendo las muestras de máxima compactibilidad a la mínima perceptibilidad magnética (de 20 hasta 200 unidades) .
Bajo el microscopio estas rocas fueron determinadas como noritas y rocas ultrabásicas muy alteradas.
Las rocas básicas de la región de montañas de Sancti Spíritus se s;aracterizan por una compactibilidad mediana que se iguala a 3,02 grfcm8 y con la perceptibilidad magnética de 80 unidades (mediciones aisladas, fig. 3-d) .
Las rocas de composición granitoide de ambas regiones tienen una compactibilidad igual, que constituye 2,65 gr / cm8 (Dib. 3a y 3c), pero se diferencian por el grado de su perceptibilidad magnética. Las · granodioritas y dioritas de cuarzo de la provincia de Camagüey tienen poca perceptibilidad, que no supera 30 unidades, mientras que los granitos en los alrededores de la ciudad de Sancti Spíritus tienen 4500-5000 unidades c.g.s.m.
Así podemos deducir, basándose en los datos citados, que en los límites de la zona geosinclinal (Zaza) de la parte central de la Isla de Cuba, hay varios límites para dividirla según el criterio de la compactibilidad.
El límite principal se encuentra entre el Eoceno Medio y los depósitos subyacentes. Este límite corresponde a los fines del período de los movimientos orogénicos (a los principios de la época post-orogénica). Todas las rocas suprayacentes (Eoceno Medio-Mioceno) se pueden representar como una sola secuencia con la compactibilidad promedia de 2,35 grfcm3
. Si se nota menos compactibilidad en dicha secuencia con respecto a los depósitos subyacentes, se deberá al carácter de éstos.
De yacer dicha secuencia en las rocas sedimentarias del Eoceno Inferior y Cretácico Superior, el valor mínimo de su compactibilidad será 0,1-0,2 grfcm3 .
De yacer la secuencia en cuestión en las formaciones vulcanogéneas del Cretácico Superior e Inferior, de distinta composición, el valor máximo de su compactibilidad será 0,2-0,4 grfcm3
•
Otro límite de compactibilidad pasa entre dos complejos del Cretácico Superior: sedimentario y vulcanogéneo. La compactibilidad sobrante de las rocas sub
yacentes pued.e llegar hasta 0,2-0,3 gr/cm3•
Un tercer límite anómalo es el suelo de las formaciones del Cretácico Inferior y Superior que están en contacto con las rocas más antiguas_ (Jurásico o ante
Jurásico). Su compactibilidad sobrante con respecto a las rocas subyacentes puede llegar hasta 0,2 gr/cm3
•
66
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1
Edad de las rocas
Mioceno
Oligoceno (?)
Eoceno Superior
Eoceno Medio
Eoceno Inferior
Paleoceno
Cretácico Superior (secuencia sedimentaria)
Cretácico Supe-rior e inferior (secuencia vul-canogénea)
--
TABLA No.
TABLA DE LAS COMPACTIBILIDADES DE LAS ROCAS DE LA ZONA GEOSINCLINICAL (PROVINCIAS CAMAGÜEY Y LAS VILLAS)
2 3 4 5 6
Composición No. de Límites de las alterac. Compactibilidad Espesor m litolól!'ica muestras de la compactibilidad promedio gr/cm3
Generalmente ? calizas 295 1,70 --- 2,65 2,25
Intercalac. mar-50-250 gas y calizas 42 1,88 - 2,65 2,44-
Calizas aleuroli-50-400 tas arcillas con-
glomerados 172 1,78 - 2,70 2,37
60-1600 Rocas fragrnen-tarias, fragmen-tos de distinta composición 52 1,98 - 2,66 2,30
100-300 Calizas fragmen-tadas rudáceas 179 2,38 -- 2,86 2,65
0-150 Calizas 105 2,44 - 2,74 2,65
* Basaltos ande-sitas, dacitas, riolitas y sus
0-6000 tobas 450 2,22 - 2,81 2,40 ---- 2,70
• Basaltos están incluidos en las rocas intrusivas de composición básica .
7
Perceptibilidad mag-nética ( ud. cgsm)
0-350
0-40
50-500
3-680
o
o
20-3200
(J) ce
1
Edad de las rpcas
Rocas intrusivas del Cretácico Superior penetradas en la secuencia vulcano[{énea del Cret. Sup. e Inferior
Rocas metamórficas del macizo "Trinidad, pertenecientes al Jurásico o has ta a una época más antigua
2
Espesor m
TABLA No.
3
Composición litológica
Serpcn tini tas
peridotitas troctolitas
basaltos, gabros · diabasas granitoides
esquistos Cl'istalinos, má:rmóles, cuarcitas
4
No. de muestras
279
8:;
182
179
(Continuación)
5
Límites de las alterác. de la compactibilidad
2,12 - 2,70
2,65 - 3,16
2,50 .....,. 2,75
2,45 - 2,86
6
Compactibilidad promedio gr/ cms
2,43
2,82 -- 3,05
2,65
2,66
7
Perceptibilidad ma~rnética (ud. cgsm)
30-5000
30-2 100
30-5000
0-30
Edad de las rocas Espesor
Mioceno ?
Oligo"ceno 50-250
Eoceno Superior 50-400
Eoceno Medi0 60-1600
Eoceno Inferior 100-300
Paleoceno 0-650
Cretácico hasta Superior (secuencia sedi-mentaría)
"2000
(Secuencia más de tobácea) 3000
<in 10
T.A B LA No. 2
TABLA DE LAS COMPACTIBILIDADES DE LAS
ROCAS DE LA CUENCA CENTRAL
Composición No. de muestTa~
Límites de la alterac. Compactibilidad . Perceptibilidad mag-litológica de la compactibilidad promedia gr/cm3 nética (ud. cgsm)
Calizas porosas 295 1,70- 2,65 2,25 0-350
Calizas, margas. arcilJas 86 2,07 - 2,65 2,43 10-40
Intercalaciones de rocas are-nosa:;-arcillosas y carbonatada~ 16 2,22 - 2,52 2,37 50-50@
83 1,80 - 2,62 2,35 10-1200
96 2,28- 2,62 2,48 10-800
Calizas silifi-radas compac-tas, alcuroli tas 12 2,43 - 2,63 2,55 4-2000
Intercalaciones de rocas areno-
sas-arcillosas y carbonatadas 138 1,98 - 2,65 2,48 1-6800
Rocas efusivas, tobas brcchosas, intercalaciones de rocas sedi-mentarías 70 2,33 - 2,90 2,60 18-6000
.-....¡ o
Regron de
Rocas gromfo1des
h=150
d'm= 2.65 CJ/em•
· • ' dg/cm3 L ¡ _ ~ t _[_ -L-- t _¡_ ,
Camaguey
,. 3$
30.
25
2
18
16
14
12
10
8
6
4
2
Rocas bos1cos
y uftroboSICOS
n=&7
dm:::. 282 o;cms y
dm=3.05 gfcm!
Ol ~ .u ' ' 1 1 1 " / 2.so 2~0 ' 3.oo 3; 0 iZo ~ g 1 cm'
b
--._¡ ......
1
Reg1on de Sancb . Sptntus
Rorcas gron1foules
n-3~
dm=21$5 g¡cm'
----.-. 2;('·-~' -u¡¡;-!•--,:r.~,~--&- ' _,_ do do/cm•
e
~ 24
20 ,, 12
e
4
Rocas bas1cos y ultrobOSICOS
n =19'
dm= 3.02 o/cm"
O! ' f 1 - ' 3PO ' ·3.io l 3¡0 ¿O 1 cm•
d
018 . 3. CURVAS DE LAS VARIACIONES DE LA DENSIDAD
DE LAS ROCAS IGNEAS
Aquí tenemos las compactibilidades promedias comparadas de las rocas en las regiones diferentes de la zona geosinclinal.
TABLA DE LAS COMPACTIBILIDADES PROMEDIAS DE LA ZONA
GEOSINCLINAL REFERENTES A LAS SECUENCIAS
Edad
Mioceno-Mioceno Medio (rocas sedimentarias)
.. Mioceno Inferior Cretácico Superior (secuencia sedimentaria vulcanógena)
Cretácico Superior Cretácico Inferior (secuencia vulcanógena y rocas intrusivas)
Depósitos del Jurásico o de las épocas más antiguas
Cuenca Central
:?,35
2,5 - 2.7
Prov. P. del Río, pozos Rojas-1 y Guanal-lA
2,+8 ( .)
2.() 1
2,8
Prov. Camagüey Cuenca
y Las Villas Cauto
2,35 2,48
2,65-2.7 2,78
2.1l - 3,0 3.0
2,66
Los datos de la tabla comprueban que los límites de compactibilidad señalados se observan no sólo en los límites de la región explorada, sino que son característicos para toda la zona geosinclinal de Cuba. Además, fue notada una tendencia del crecimiento de las compactibilidades de las rocas desde las regiones con un régimen tectónico más o menos en calma, hacia las regiones donde los movimientos orogénicos y volcánicos resultaron más intensos (fuertes) (Cuenca Cauto i .
2. Depresión precubana.
La depresión precubana está llena principalmente por rocas carbonatadas, y en menor escala por depósitos terrígenos hidroquimicos. De Norte a Sur se destararon 4 zonas estructurales faciales:
1 . Depresión del Canal Viejo de Bahamas
2. Cayo Coco
3. Remedios
4. Zulueta
Estas zonas se diferencian una de otra por el espesor de los sedimentos y el grado de su dislocación, que aumenta a medida que se pasa de la plataforma al geosinclinal(17 ).
72
45
40
35
30
25
20
15
10
Las muestras para la determinación ele la densidad fueron tomadas de afloramientos naturales y de testigos de los pozos en los límit~s de las zonas estructurales faciales de Remedios, Zulueta y Cayo Coco.
En la zona de Zulueta fueron estudiadas las rocas referidas convencionalmente a l Jurásico Supeáor y las r~cas del Cretácico Inferior. Las rocas del Jurásico Superior (?) están formadas por calizas silíceas con un color desde blanco, gris claro hasta negro, a veces sumamente delgadas, a menudo muy fuertemente agrietadas. Las grietas en general están llenas de calcita. Las rocas son muy duras.
Los límites del cambio de la densidad son de 2,54 a 2,68 gr/cm3• La densidad
media de esta secuencia es igual a 2,63 grfcm3• Las mismas rocas son caracte
rísticas también para la unidad tectónica de Las Villas (Dib. 4a).
Las rocas del Cretácico Inferior están representadas por calizas claras con la densidad media de 2,61 grfcm3 (Dib. 4b). ·
La zona de Remedios está formada principalmente por calizas del Cretácico Inferior y Superior, así como del Paleógeno.
Jurasrco supenor ( ? )
dm = 2.63
DIBUJO No. 4
73
o¡o 701
60
50.
40
30
20
10
o
Cretoctco tnfertor
n= 33
d m =2.61 gjcm3
250 2.60 210 2.80 ¿ g/ cm3
018.4. CURVAS DE L.AS VARIACIONES DE LA DENSIDAD DE LAS ROCAS
PARA LA · SUBZONA DE ZULUETA
Los límites del cambio de la densidad de las calizas del Cretácico Inferior son de 2,44 a 2,69 grjcm3
•
La mayoría de las muestras ( 100 de 162) tienen una densidad de 2,63 a 2,67 gr / cm3 (Dib. 5a). Las rocas del Cretácico Superior también están representadas por las calizas. Las montañas de la "Sierra de Cubitas" están formadas por aquéllas. Los límites de la variación de los valores de la densidad se encuentran entre 2,50 grjcm3 y 2,72 grjcm3
•
La mayoría de las muestras de rocas tienen una densidad de 2,58 a 2,67 gr/cm3.
(254 de 350). ·
Según la curva de variaciones .la densidad media de las rocas del Cretácico Superior de esta zona es igual a 2,63 gr/cm3 (Dib. 5-b).
El corte de las rocas de la unidad tectónica de Cayo Coco fue atravesado por los pozos Punta Alegre No. 2, Cayo Coco No. 2 y Fragoso No. 1, según los cuales existen las determinaciones de la densidad de las rocas.
Según la descripción del testigo de los pozos, en el corte se encuentran las calizas, dolomitas y con menos frecuencia las margas, areniscas y anhidritas.
74
~~
La densidad de las rocas según los primeros 2 pozos se da en un pozo del departamento geológico del ICRM del año 1965, pero no se señala como y en qué cantidad de las muestras fue determinada (26).
La densidad de las rocas del pozo Fragoso No. 1 fue determinada por nosotros y se da posteriormente. La distribución de la densidad según el corte se da en las tablas 3 y 4.
En todos los pozos se observa un horizonte básico de densidades con una densidad excesiva en 0,3 gr/cm3 correspondiente a las dolomitas del Cretácico Inferior.
Además de este límite, en el pozo Punta Alegre No. 2 se observa otro límite de la escala de la densidad, situado en la parte inferior del Eoceno. Este límite está condicionado por la aparición en el corte de calizas con la densidad media de 2,54 gr/cm3
, por encima de las cuales está situado el espesor de las margas oligoceno-miocénicas, areniscas y calizas.
La densidad media de las rocas suprayacentes es igual a 2,26 grfcm3• La den
sidad excesiva para este límite de la escala constituye 0,25 gr/cm3• Si se tiene en
cuenta las numerosas determinaciones de las densidades de las muestras de las rocas del período postorogénico, recogidas de los afloramientos costeros, el límite señalado tendrá la densidad anómala cerca de 0,2 gr/cm3 ;
t.__
TABLA No. 3
DENSIDAD DE LAS ROCAS DEL CRETACICO (Cr1 ) SEGUN EL
POZO FRAGOSO No. 1
Profundidad No. del de donde se Litología Densidad Densidad testigo recogía el en gr/cm3 media
testigo
2 3 4 5
45 3395-3599 Caliza negra con anhidrita 2,84
46 3599-3603 Anhidrita 2,93
+8 3606-3609 Caliza con anhidrita 2.84
49 3609-3612 Dolomita con anhidrita 2,83
50 3612-3615 Anhidrita 2,93
2,82 gr/ cma
52 3629-3632 Dolomita con anhidrita 2,84
56 3635-3638 Caliza gris clara 2,63
60 3914-3918 Anhidrita 2,92
64 +045-4048 Dolomita negra 2,76
66 +145-4159 Caliza con pequeña can-tidad de anhidrita
75
TABL A No. 4
TABLA DE LA DENSIDAD DE LAS ROCAS PARA LA DEPRESIÓN
PRECUBANA (UNIDAD TECTONICA DE CAYO COCO) SEGUN
EL POZO PUNTA ALEGRE No. 2
Edad
Pg3-N
(0-750 )
Pg32CJ
( 750-1060) Pg2t-z
(1060-1170)
Cr1 albiano ( 1170-1260)
Cr,/1260
Kz (0-240)
Cr1-Cr2
Albiano Campaniano (240-940 )
Cr1 aptiano
~ 940-1630)
( 1630-2980)
L (?)
(2980- )
Profundidad de donde fue
recogida la n1uestra
2
Composición litológica
3
Pozo Punta Alegre No. 2
0-110
110-170
170-220
220-425 425-600
600-740
740-790
790-1050
1050-1200
1200-1450
1300-1420
Caliza
Caliza
Marga
Marga Arenisca
Arenisca
Marga
Margas, esquistos
Caliza
Caliza
Dolomita
Pozo Cayo Coco No. 2
750-1025
1025-1170
115Q-1220
1220-1420
1420-1600
1(>00-1760
1760-1800
!800-2180
2180-2240
2240-2470
2470-2750
2750-2850
2850-3320
Caliza cavernosa
Caliza
Caliza
Dolomita
Dolomita
Dolomita
Dolomita
Dolomita
Anhidrita
Anhidrita . dolomita
Dolomi ta· ·
Caliza
Anhidrita dolomita
Valores de la densidad en gr/cm3
4
2,43
2,07 ;
2,36 ! 2,23 l 2,3o r 2,19 1
2,40 J 2,30
2,51 1 2,58 !
2,79 -·
2,46
2,58
2.27
· 2;76
2,73
2,75
2,81
2,77
2,94
2,90
2,75
2,58
1 l ~
}
Densidad media según
los horizontes en gr/cms
5
2,26
2,54
2,7
2A8
2,80
2,80
NOTA: La densidad media según los horizontes, se determinó con el cálculo de la correlación de los espesores de las rocas que tienen densidad diferente.
76
3. El levantamiento marginal del geosinclinal.
La zona de Las Villas se caracteriza por los espesores muy reducidos de las rocas que· lo forman ( + 900 m). El levantamiento que separa el geosinclinal cubano de la depresión precubana de avance, no fue estudiado por nosotros.
La densidad de las tocas del Jurásico Superior que forman parcialmente el levantamiento de Las Villas, está señalada en la unidad tectónica de Zulueta. Los datos citados anteriormente muestran que la densidad · de las rocas está determinada tanto por las condiciones primarias de su formación (geotectónicas y petralógicas), como por los procesos secundarios que influyeron sobre estas rocas durante todo el período de su existencia (como son el metamorfismo, los movimientos de oscilación y plegamiento, los procesos hipergénicos ) . Estas condiciones y factores en conjunto determinan la composición mineralógica y la estructura de la roca, así como la porosidad, el carácter y el grado de relleno de los espacios vacíos. ( 1) .
% 60
Cretactco mfenor ~5
50
45 n= 162
40 a/m= 2.65 gjcm3
35
30
25
20
15
10
5
o 2.40
d g/cm3 280 2.50
!---f'-~~--.--...----.---.L.....- ... ....,...---..----,,--2.60 2.70 DIBUJO No. 5
77
•4
40
35 Cretactco supenor 30
25 11 = 350
20 dm = 2.63 g/ cm3
15
10
5
1 ,..,. ' ' '
1 ' 2~0 ' ' d gjcm3
2.80 o -
2140
o 1 8.5. CURVAS DENSIDAD PARA LA
2.60
DE LAS
DE LAS SUBZONA
VARIACIONES DE
ROCAS DE REMEDIOS
LA
En el dibujo 6 se da la distribución de la densidad media de las rocas, según los horizontes estratigráficos de las diferentes regiones de la zona Zaza (a, b ) y de la depresión precubana (e) .
Por todas partes, además del aumento general de la densidad con la profundidad estratigráfica, se observan los mínimos y máximos locales.
En el dibujo 6-a el espesor de las rocas volcánicas del Cretácito se caracteriza por la densidad muy elevada . .
En la Cuenca Central (Dib. 6-b), la región con predominio de movimientos descendentes, los procesos tectónicos ocurrían más lentamente y como . consecuencia la característica de densidades de las rocas según el corte, está menos diferenciada.
En la depresión precubana la sedimentación posiblemente se realizó ininterrumpidamente. La curva de densidad (Dib. 6-c) muestra aquí el aumento continuo de la densidad en relación con la profundidad estratigráfica.
Además, notamos que es necesario estudiar la distribución de la densidad según el corte, ya que a menudo las estructuras positivas se notan no por los máximos sino por los mínimos gravitacionales. Los mínimos por encima de las estructuras anticlinales resultan en los casos siguientes ( 1) :
78
N,
Pg,
5 Pgz
2 Pgz
Pg~ Crz
<'"lil:AS
Cra vok~09 ·
r, volr-.no:
'J,
'J. Z•l ~ rocaa di lrlltdod
l ) Si se observa la suceswn inversa en el cambio de la densidad, es decir .. arriba se encuentran las rocas más compactas que abajo (los pliegues abrup
tos, las erosiones o los domos salinos) .
2) La disminuci6n brusca del horizonte de densidad grande en las partes abovedadas de los anticlinales.
a b 220 230 2AO .no 260 270 6'gjcm3 uo 230 z..o . uo uo 110
N,
Pg3
3 Pg 2
2 Pgz
1 Pg z
. Pg,
Crz
Cr 2 , ..... Cr
1
'J3?
'Jt-2 re,•• •• tr1n11t••
e Z20 Z30 2 ~0 2~0 . uo 270 2~ dg jcm~
1Nr-Pg 3 1
1 rg3-PgZ : 1 1 Cr ' i z l ' 1
DIBUJO No. 6
GRAFICOS DE LA DISTRIBUCION DE LA DENSIDAD PROMEDIO DE LAS ROCAS POR LOS HORIZONTES ESTRATIGRAFICOS :
(a) EN LA DEPRESION GEOSINCLINAL (b) EN LA CUENCA CENTRAL . . (e) EN LA DEPRESION MARGINAL CUBANA
79
3) El cambio de la composición litológica-facíaJ de las rocas, por ejemplo: el aumento relativo del espesor sumario de ·las , intercalaciones arenosas, contra el espesor sumario de las rocas arcillosas en las partes abovedada~ de los pliegues, formados por el espesor arenoso-arcilloso.
4 ) El cambio de la partición y el agrietamiento tectónico elevado de las rocas en las partes abovedadas de los anticlinales. Estos cambios pueden constituir de 0,1 a 0,3 grf cm3 y casi siempre se comprueban por la exploración sísmica. En los domos se observa la reducción . de la velocidad de la reflexión de las ondas en 2-6%.
5 ) Si la estructura anticlinal es con sedimentación de costumbre, en los domos de estas estructuras simultáneamente con la sedimentación están desarrollados los procesos hipergénicos, lo que provoca el aumento del sílice y la disminución de la densidad de las rocas.
La densidad de las rocas en el domo respecto a las alas de las mismas rocas puede. alcanzar una diferencia hasta de 0,5 grjcm3 (Liberia Oeste, Umantsev, 1959). Muchos grandes yacimientos de petróleo (Estados Unidos, Francia, Unión Soviética y otros) que se encuentran en las partes abovedadas de los anticlinales, se destacan por las anomalías gravitacionales negativas.
20 de junio de 1967
BIBLIOGRAF IA
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80