efectividad de la utilización de métodos...

Minería y Geología, ISSN 0258 5979, Nos. 3-4, 2003

EFECTIVIDAD DE LA UTILIZACIÓN DE MÉTODOSMICROTECTÓNICOS EN EL DESCIFRAMIENTO

DE LA EVOLUCIÓN DE ESTRUCTURAS TECTÓNICAS(FALLA PINAR)

Efectiveness of using microtectonics methods in decipheringthe evolution of tectonics structures (Falla Pinar)

Carlos E. Cofiño AradaDámaso Cáceres Govea

E-mail: [email protected] de Pinar del Río

RESUMEN

Se analiza el comportamiento de la falla Pinar a partir dedatos reales de varios afloramientos descritos a lo largode dicha estructura. El uso de la microtectónica y elanálisis estructural permitió detectar e interpretar algu-nos indicadores cinématicos que denotan su funciona-miento transcurrente siniestro en su etapa inicial.Asimismo, estructuras superpuestas en diferentes pla-nos de falla permitieron detectar desplazamientossubhorizontales que marcan una etapa intermedia detransición, para culminar su evolución como una clá-sica falla gravitacional.

PALABRAS CLAVE: Análisis estructural, falla Pi-nar, falla gravitacional, microtectónica.

ABSTRACT

This investigation presents an analysis of the behaviorof Pinar fault, which is based on facts obtained from anumber of outcrops which are exposed along thisstructure. The use of microtectonic methods andstructural analysis, has allowed for the detection andinterpretation of several kinematic indicators thatindicate its sinextral trascurrent functioning in an initialstage. Superimposed structures in different fault pla-nes have permitted the possibility of detectingsubhorizontal offsets, which show an intermediate stage

of transition up to the completion of its geologicalevolution as a classical gravitational fault.

KEY WORDS: structural analysis, Pinar fault,gravitational fault, microtectonic.

INTRODUCCIÓN

La falla Pinar, una de las estructuras más importantesde su tipo dentro del territorio cubano, es una grandislocación tectónica de larga duración que ha mani-festado cambios en la naturaleza de sus desplazamien-tos. Esta gran falla divide la provincia de Pinar del Ríoen dos bloques muy bien diferenciados: la Cordillerade Guaniguanico y la Llanura Sur (Fig. 1).

En cuanto a esta falla, los investigadores han lle-gado a conclusiones muy disímiles, y plantean desdela no existencia de la misma (Díaz y otros, 1987) hastasu funcionamiento como una estructura profunda queorigina desplazamientos de bloques del basamento.Otros la describen como un sistema de fallas norma-les, imbricadas de norte a sur (Martínez y otros, 1987,1994), como una falla de desplazamiento diestro(Piotrowska, 1976) o como una falla de desplazamien-to sinestral (Gordon et al., 1997).

Hay que decir que la mayor parte de las investiga-ciones realizadas en la zona han estado sustentadasen el estudio de las macroestructuras. En este caso, es

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interés resaltar la importancia de las observacionesmicroestructurales y el análisis estructural en el des-ciframiento e interpretación de los desplazamientosen determinadas áreas, con el fin de demostrar las re-laciones existentes entre las micro y las macroes-tructuras. Así, el trabajo pretende demostrar yexplicar el funcionamiento de la falla Pinar, a partirdel mapeo de microestructuras y la interpretación delos elementos estructurales revelados, manifestadospor cambios en la naturaleza de sus desplazamien-tos.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se mapearon varias estructuras en las inmediacio-nes de la falla Pinar, desde las cercanías del pobladode San Cristóbal, en Pinar del Río, hasta cerca delcaserío de Cayajabos en la provincia Habana, siguien-do el rumbo W- E de la falla . A continuación sedescriben los puntos mapeados:

Punto Nº 1 (X-284 700, Y-325 350). Ubicado a 6 kmde San Cristóbal, por la carretera a Bahía Honda ensu margen derecho. Se observa un gran afloramientode serpentinitas muy facturadas, donde aparecen blo-ques de calizas que forman cuerpos en forma debudinas (Fig. 2). Además, se describen abundantesescamas de calcita y estrías que indican la direcciónde los desplazamientos (Fig. 3) en los distintos pla-nos de fallas (PF)

PF1 65º→ 130º, 08º→ 125ºPF2 85º→ 215º, 08º→ 310ºPF3 90º→ 030º, 08º→ 305ºPF4 80º→ 190º, 10º→ 260º

A la izquierda de la carretera, en una cantera aban-donada, se observa una secuencia plegada de las ro-cas de la Formación Artemisa. Las rocas poseenyacencia S0 050º / 45º y la vergencia de los pliegueses sudoeste.

Punto Nº 2 (X-294 250, Y-329 200). Canteraabandonada en el margen derecho de la carretera aSoroa. En los afloramientos de serpentinita se obser-van muchos elementos estructurales que ayudan adeterminar distintos desplazamientos provocados porla falla, indicadores de movimientos, tales comoestriaciones y escamas de calcita, que han permitidodistinguir tres momentos de desplazamiento en el tiem-po. En el primero, las estriaciones tienden a ser hori-zontales o subhorizontales con desplazamientosiniestro (Fig. 4); el segundo se superpone al anteriory las estrías marcan una orientación de 45º en el pla-no (Fig. 5), y el tercero indica el movimiento verticaloriginado por una falla normal que provoca el levan-tamiento del bloque norte con respecto al bloque sur(Fig. 6).
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El plano de la falla principal medido (Fig. 7) pre-senta una orientación 85º → 160º, además se obser-van otros sistemas de falla secundarios conorientaciones 25º → 065º , 70º → 220º (Fig. 8).

En el piso de la cantera aparecen otras pequeñasestructuras, de esquistosidad cizallamiento, que per-tenecen a la misma familia de las descritas anterior-mente (Figs. 9 y 10) y que muestran el sentido de losmovimientos que afectaron esta zona e hicieron fun-cionar la falla Pinar como una estructura de Riedelprincipal, con desplazamiento siniestro (Cáceres,1997).

Punto Nº 3 (X-302 450, Y-333 325). Ubicado enel margen derecho del río San Juan. El afloramientoabarca un área de 100 x 25 m, donde se observanserpentinitas asociadas con la zona de falla Pinar. Sedescriben numerosas estructuras de esquistosidadcizallamiento que expresan desplazamientos sinies-tros relacionados con la zona de la falla Pinar, asícomo fragmentos de rocas rodeados por materialserpentinítico que tienen una apariencia sigmoidal, yque indican el sentido del desplazamiento. La posi-ción de bloques fracturados y tumbados en la direc-ción del desplazamiento recuerdan estructuras típicasde bookshef sliding descritas por Ramsay (1987).Otras estructuras medidas confirman el predominiode desplazamientos sinestrales en la zona de falla.

Punto Nº 4 (X-304 650, Y-334 575). Alternanciasde calizas y lutitas de la Formación Polier. Las calizasson algo arenosas, de color gris, con abundantes ve-tas de calcita. Las lutitas son de color carmelita, enforma de láminas muy finas con yacencia S0 150º/20º,S0 170º/15º y las estructuras disyuntivas cortan las ro-cas con ángulos bajos (PF1 35º → 150º, PF2 30º → 175º).Este tipo de estructura se repite en el corte, como evi-dencia de que las mismas se originaron durante loscabalgamientos.

Punto Nº 5 (X-305 825, Y-335 325). Ubicado de-bajo del puente del río que atraviesa el campismo LaChorrera. Está constituido por calizas de color grisclaro, que alternan con areniscas finamenteestratificadas, ambas con abundantes vetillas de cal-cita (Formación Polier). La secuencia en su conjuntoaparece plegada, lo cual permite, a partir del análisis desus elementos, determinar el sentido de las fuerzas queprovocaron el plegamiento. Aguas arriba, a 100 m, seobservan algunas estructuras como fallas inversas ypliegues con planos axiales y ejes bastanteverticalizados, cuya orientación corrobora los despla-zamientos sinestrales de las fallas. En estas secuen-cias aparecen calizas de color gris oscuro, laminadas e


intercaladas con calizas de estratificación más grue-sa. Además, se presenta un plegamiento en las cali-zas donde se evidencian elementos estructurales talescomo pliegues con vergencia sudoeste, con ejes bas-tantes verticalizados y fallas inversas que aseguranlos desplazamientos sinestrales que caracterizan lazona de falla Pinar.

Punto Nº 6 (X-309 300, Y-337 650). Situado a unkilómetro del puente de Cayajabos por la AutopistaNacional en dirección a Pinar del Río. Se observanuna serie de cuerpos lenticulares envueltos en unamatriz serpentinítica que dan lugar lugar a estructu-ras en las cuales se puede determinar el sentido y di-rección de los desplazamientos a través de su planoprincipal, con una orientación este-oeste. Se apreciaun gran escarpe de falla donde se describen estrías yescamas de calcita que indican desplazamientos. Lasestriaciones presentan orientación 30º → 110º, mien-tras el plano de falla se inclina al sudoeste (70º → 200º).En el piso del escarpe aparecen fragmentos de rocasdesplazados que confirman los desplazamientos si-niestros (Figs. 11, 12 y 13).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La falla Pinar constituye la estructura tectónica demayor extensión mapeada en superficie en el occi-dente de Cuba; se extiende según su rumbo por másde 160 km. Trabajos sísmicos y gravimétricos ante-riores (Fernández de Lara, 1995) comprueban que elescalón gravimétrico general está compuesto por unaserie de escalones de menor desplazamiento vertical (del orden de 300-600 m) que se acuñan unos con-tra otros. Asociados a estos escalones se detectancuerpos serpentiníticos emplazados en los planos defallas, que se mapean por magnetometría y han sidocomprobados por perforaciones y observados duran-te los trabajos de campo.

La estructura que hoy señala el escalón geomorfo-lógico (falla Pinar) es el elemento más septentrionalde un sistema de fallas que se desvía hacia el norestedel eje principal del sistema y que limita la zonaestructuro-facial Guaniguanico de la zona estructuro-facial San Diego de los Baños. Hacia el este, el sis-tema va perdiendo magnitud en su desplazamientovertical, debido al abandono de la dirección princi-pal de los elementos más septentrionales, y llega aatenuarse totalmente su reflejo por el aumento de losespesores de cobertura, ocurridos en el escalón trans-versal que limita al este el bloque Martín Mesa.

El análisis de los datos obtenidos de las medicio-nes de distintos elementos estructurales mapeados porel rumbo de los afloramientos en la porción oriental

de la falla Pinar, permite explicar la evolución en eltiempo de esta estructura. En un principio, la fallaPinar funcionó como una fractura de Riedel princi-pal, originada a partir de la rotación hacia el norestedel stress principal durante los cabalgamientos ocurri-dos en el Eoceno Inferior (Gordon et al., 1997). Lapresencia de estructuras de esquistosidad cizallamiento,de booksehf sliding, tiling o imbricación, de objetosdescritos macroscópicamente en (Blumenfeld, 1983)y explicados en (Passchier y Trouw, 1998), confir-man su funcionamiento como una gran zona de shearcon desplazamiento siniestro. Otros indicadores de-tectados, medidos y mapeados (estrías y escamas decalcita) en varios puntos a lo largo de su rumbo (verFigs. 3, 4, 5 y 6), aportan elementos para comprenderque en la evolución de esta gran estructura han inter-venido otros desplazamientos desde subhorizontaleshasta gravitacionales al final de su desarrollo. De for-ma general, el sistema de la falla Pinar en la actuali-dad tiene un buzamiento subvertical hacia el sur(70º - 80º) y se extiende en profundidad en el ordende los 10 km.

De lo anterior se deduce que la rotación horariadel máximo stress compresivo, crea el marco propi-cio para el desarrollo de una fractura de Riedel prin-cipal (falla Pinar), aproximadamente a 30º de éste.Durante su evolución, los desplazamientos horizon-tales son sustituidos por otros subhorizontales, hastaque en su etapa final, funciona como una estructuragravitacional que separa los bloques norte y sur, hoyrepresentados por la Cordillera de Guaniguanico y laLlanura Sur de Pinar del Río, respectivamente.

CONCLUSIONES

1. Los métodos microtectónicos y el análisis estruc-tural, representan una herramienta indispensablepara el desciframiento e interpretación de los des-plazamientos en estructuras complejas.

2. La falla Pinar ha evolucionado en el tiempo, y fun-cionó en sus inicios como una falla transcurrentesiniestra, seguida por desplazamientos subhorizon-tales, hasta que en su etapa final se manifiesta comouna estructura gravitacional.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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MARTÍNEZ, D., M. VÁZQUEZ, J.C. CHANG, R. DENIS, O.FERNÁNDEZ, R. FERNÁNDEZ DE LARA, E. BARRIOS, 1994: Ge-

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Figura 1. Vista aérea donde se puedeen los bloques Norte y Sur a la partdel Río.

Figura 2. Bloques de caliza en forma de budinas, englobadosen una matriz serpentinítica, muy fracturada.

neralización del mapa geológico a escala 1:100 000 del Occi-dente de Cuba. IGP, Ciudad de La Habana.

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observar la falla Pinar que dividee oriental de la provincia de Pinar

Figura 3. Escamas de calcita y estrías que señalan la direc-ción de los desplazamientos (sinestrales) en un plano defalla localizado en calizas de la Formación Artemisa.


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Figura 4. Calizas grises de la Fm. Artemisa con abundantes vetas de calcita y restos de hidrocarburos. En ellas se detectannumerosas escamas de calcitas y estrías en un plano de la zona de falla Pinar, que indican un desplazamiento sinestral.

Figura 5. Las mismas calizas de la figuraanterior, en las que se aprecian cambiosen la orientación de las estrías y escamasde calcita en el plano de falla, desde hori-zontales a subhorizontales.

Figura 6. Escamas de calcita determina-das en el plano de falla, indican movi-mientos gravitacionales superpuestos alos sinestrales (Formación Artemisa).


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Figura 7. Numerosos elementos estructurales en el plano paralelo a la zona de falla Pinar, permiten distinguir diferentesdesplazamientos a lo largo de su desarrollo.

Figura 8. Estructuras mapeadas sobre serpentinas, en la zona de falla Pinar (vista superior), indican el desplazamientosinestral de las estructuras.


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Figura 9. Otras estructuras mapeadas sobre serpentinas en el margen derecho de la carretera a Soroa, en la zona de falla Pinar(vista superior), indican el desplazamiento sinestral de las estructuras.

Figura 10. Estructuras sigmoidales en la zona de falla Pinar, conformadas por la disposición del material serpentiníticoesquistoso, orientado alrededor de bloques de calizas según el sentido del desplazamiento (sinestral).


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Figura 11. Fragmento desplazado por una pequeña falla transcurrente siniestra, testigo de losdesplazamientos en la zona de falla Pinar. Las flechas señalan el sentido del desplazamiento.

Figura 13. Estructura de esquistosidad cizallamiento, origina-da por desplazamientos sinestrales, detectados enserpentinitas asociadas a la zona de falla Pinar. Las flechasseñalan el sentido del desplazamiento.

Figura 12. Estructura originada por movimien-tos sinestrales de orientación sudoeste, expre-sados mediante fragmentos desplazados enserpentinitas, vinculadas con la zona de fallaPinar. Las flechas señalan el sentido del des-plazamiento.

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