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X CONGRESO CUBANO DE GEOLOGÍA (GEOLOGIA´2013) V Simposio de Riesgos Geológicos y Sismicidad GEO10-P17

V CONVENCIÓN CUBANA DE CIENCIAS DE LA TIERRA, GEOCIENCIAS´2013 Memorias en CD-Rom, La Habana, 1 al 5 de abril de 2013. ISSN 2307-499X

ALGUNAS REFLEXIONES ACERCA DE LA SISMOTECTÓNICA DEL NOROESTE DE LA PROVINCIA HOLGUÍN Nicolás Vega Garriga Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas. Departamento Provincial Holguín. Calle 18 s/n, entre Maceo y 1era, Reparto El Llano, Holguín, Cuba. CP 80100, E-mail: [email protected]. RESUMEN En el trabajo se exponen algunas reflexiones sobre la sismotectónica del territorio entre las que están las siguientes: El territorio forma parte de un orógeno acrecionario estructurado por terrenos acrecionados originados en ambientes tectónicos de cuencas marinas y plataformas (zona Remedio y subzona Camajaní-Placetas) y arco de islas y cuencas oceánicas (zona Auras). Actualmente se encuentra en un estadio de colisión arco-continente y conformación del orógeno acrecional, contrario a la opinión generalizada de un estadio neoplatafórmico. La principal fuente sismotectónica del territorio es la Falla Principal Cubana o Sutura Principal (Cubitas) manifestada en superficie como una zona intensamente deformada y donde predominan las fallas inversas con vergencia hacia el sur-suroeste. La sismicidad asociada a la misma se manifiesta en un amplio territorio que abarca el Canal Viejo de Bahamas y la elevación Holguín con sismos desde superficiales hasta profundidades intermedias y magnitud máxima registrada de 4.2 Richter, no obstante pueden esperarse terremotos de magnitudes superiores aunque el periodo de retorno de los mismos es bastante grande. Las fallas Cauto Norte, Cauto-Nipe, las que aparecen en el fondo del Canal Viejo de Bahamas y Gibara, Boca de Samá, etc, se originaron como respuesta a la colisión de las placas del Caribe y Norteamérica y, debido al reacomodo de la corteza terrestre, pueden generar terremotos pequeños y superficiales. La manifestación poco frecuente de los sismos en el territorio y baja magnitud, puede ser evidencia de la acumulación paulatina de los esfuerzos en la corteza terrestre, específicamente en la zona distorsionada Auras. ABSTRACT The present paper shows some seismotectonic reflections of the northwestern of Holguín province among which are the following: The territory is part of an accretionary orogen structured by accreted terranes origins in tectonic environments of marine basins and platforms (Remedio zone and Camajaní-Placetas subzone) and island arcs and ocean basins (Auras zone). It is currently in the arc-continent collision stage and accretionary orogen conformation, contrary to the general neo platform stadium opinion. The main seismotectonic source is the Main Cuban Fault or Main Suture (Cubitas), which appears in the surface as an intensely deformed zone where reverse faults predominate inclined to the south-southwest. The seismicity associated is manifested in a large area that covers the Bahamas Old Channel and the Holguin elevation with earthquakes from shallow to intermediate depths and recorded maximum magnitude of 4.2 Richter; however, earthquakes of higher magnitudes can be expected, although their returning period is quite large. In response to the collision to the Caribbean and North American plates due to the crust rearrangement, faults Cauto Norte and Cauto Nipe were originated, also the faults that are in the bottom of the Old Bahamas Channel and the faults Gibara and Boca de Samá that can generate small and superficial earthquakes. The rare presence of earthquakes in the area and its low magnitude may be evidence of the gradual accumulation of the efforts in the earth's crust, specifically in the Auras distorted area. INTRODUCCIÓN Durante los años 2010 y 2011 investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas de Cuba, ejecutaron la investigación científica “Sismotectónica de la región noroeste de la provincia de Holguín y norte de las Tunas” (Vega et al., 2011) que constituye una segunda etapa de los trabajos que vienen realizando desde el 2006 Arango et al., (2008), Pérez et al., (2008) en la región nororiental de Cuba, con el objetivo de esclarecer las características geodinámicas y sismotectónicas y su



relación con la sismicidad. Entre los principales resultados obtenidos en la mencionada investigación consideraron a la falla Principal Cubana o Sutura Principal (Cubitas) como una falla inversa de primer orden con vergencia hacia el sur-suroeste y cuya sismicidad se manifiesta en un amplio territorio que abarca el Canal Viejo de Bahamas y la elevación Holguín con sismos desde superficiales hasta profundidades intermedias y la mayor magnitud registrada ha sido de 4.2 Richter. Otro de los resultados fue considerar las fallas Cauto Norte, Cauto - Nipe, Sabana, Tunas y las que aparecen en el fondo del Canal Viejo de Bahamas de segundo orden y Gibara, Boca de Samá, entre otras, de tercer orden, originadas como respuesta al proceso de colisión entre placas y por tanto capaces de generar terremotos pequeños y superficiales debido al reacomodo de la corteza terrestre (Vega et al., 2011). En el presente trabajo se exponen algunas reflexiones sobre aspectos de la sismotectónica del noroeste de la provincia Holguín que a nuestro juicio no quedaron totalmente esclarecidas en dicha investigación. Este territorio ha sido investigado detalladamente, entre los años 1984-1989, cuando se realizaron los estudios e investigaciones ingenieriles integrales con el fin de seleccinar un área para la ubicación de la Central Electro Nuclear de Holguín (Babaev et al., 1989) y entre 1983-1988 con la realización del Levantamiento Geológico Complejo y Búsquedas Acompañantes a escala 1: 50 000 en el Polígono IV CAME Holguín (Pentelenyi et al., 1988). El área se localiza entre los 75.50 y los 76.70 grados de longitud oeste y entre los 20.50 y los 22.00 de latitud norte, ocupando toda la parte noroeste del territorio de Holguín y una pequeña porción del noreste de la provincia Las Tunas. MATERIALES Y MÉTODOS Geología Regional El archipiélago cubano es un orógeno deformado de edad Jurásico-Cretácico-Terciario temprano (Lewis y Draper, 1990) situado en la placa de Norteamérica, resultado de la colisión entre el arco de islas volcánicas del Cretácico tardío con las rocas sedimentarias de la plataforma de Bahamas del Jurásico al Cretácico tardío. Su actividad post-orogénica es consistente con una serie de horst y fosas tectónicas diferencialmente subsidentes desde el Eoceno medio hasta la actualidad (Draper y Barros, 1994). Iturralde (1998) reconoce en la constitución geológica del territorio cubano dos niveles estructurales: el substrato plegado y el neoautóctono. El substrato plegado compuesto por terrenos, que constituyen fragmentos de las placas de Norteamérica, del Caribe y, probablemente, del Pacífico y el neoautóctono representado por las rocas y estructuras originadas a partir del Eoceno superior y desarrolladas en el mismo lugar que hoy ocupa el archipiélago cubano formando parte del margen pasivo meridional de la placa de Norteamérica. Evolución geológica del Caribe Existen numerosos trabajos que tratan de dar una explicación al origen de la placa del Caribe (Iturralde, 2004) pero haremos referencia al modelo propuesto por Giunta et al., (2006) que consideramos satisface nuestros intereses al que hacemos algunas precisiones (en cursiva).



Para Giunta et al., (2006) los principales eventos que han conllevado a la configuración actual de la placa del Caribe son: oceanización, subducción y colisión. El estadío de oceanización (Jurásico superior a la parte baja del Cretácico superior) se corresponde con la desunión de la placa Americana, apertura del océano Atlántico central y creación de múltiples centros de expansión que conllevaron a la formación de la corteza oceánica de las nuevas placas de Norteamérica (NAM) y Suramérica (SAM). Porciones de los márgenes continentales de estas placas, fueron afectados por la riftogénesis del Jurásico tardío-Cretácico temprano. El estadío de subducción (parte alta del Cretácico inferior al Paleógeno) se desarrolla cuando tienen lugar procesos relacionados con la subducción subcontinental e intraoceánica y la formación de los arcos magmáticos. Se inician las condiciones compresionales, inducidas por los movimientos hacia el norte y el oeste de las placas americanas y la apertura del Atlántico Sur. En el Cretácico superior la litósfera oceánica del Atlántico subdujo debajo de la placa del Caribe, con buzamiento hacia el oeste, debido al movimiento hacia el este de esta placa que generó los sistemas de arcos magmáticos Aves-Antillas Menores y a lo largo de sus márgenes norte y sur tuvieron lugar procesos de subducción oblicuos de la litósfera oceánica de las placas NAM y SAM, debajo de los arcos magmáticos de la placa del Caribe. El desplazamiento progresivo hacia el este, de la primitiva placa del Caribe, dio lugar a un régimen tectónico transpresional, que provocó la desarticulación lateral y dispersión de los viejos complejos de subducción y supra-subducción, originados en la fase de subducción del Cretácico medio, así como la progresiva inclinación de los arcos de las Antillas Menores y Aves, modificándose la configuración de la placa del Caribe. A lo largo del margen norte de la placa del Caribe, desde el Cretácico superior, los complejos del arco magmático migran hacia el este, comenzando a colisionar, desde el oeste hacia el este, contra el margen continental de la placa Norteamericana. Desde mediados del Cretácico tardío la tectónica rumbo-deslizante dirigió gran parte de la geodinámica de los márgenes de la placa del Caribe, marcado por la colisión y/o obducción de los terrenos del Cretácico-Paleógeno de esta placa, contra o sobre los márgenes continentales de las placas NAM y SAM con la formación de zonas de sutura y el desarrollo de escamas y cuñas de las unidades deformadas, controladas por un régimen tectónico rumbo-deslizante de dirección este-oeste. Entretanto, la placa oceánica del Caribe fue confinada por el oeste por la intromisión de los bloques Chortis, Chorotega y Choco que rotaron progresivamente a lo largo de la edificación del margen occidental de la placa (Istmo Centroamericano), quedando atrapada de esta manera, por el oeste y este, por la subducción del Pacífico y los sistemas de arcos de las Antillas Menores y Aves respectivamente. El estadío de colisión (Cretácico superior al Presente) se desarrolla cuando la placa del Caribe incrementa su deriva hacia el este, favoreciendo la colisión secuencial (Mann, 1995) de sus márgenes contra los márgenes continentales de las placas NAM y SAM. Como resultado de este proceso, las fronteras norte y sur del Caribe se corresponden con dos amplias zonas de cizalla, en el que las grandes fallas de desgarre favorecieron la elevación, rotación y el traslado hacia el este de las unidades tectónicas y la yuxtaposición de los terrenos ya deformados desde el Cretácico tardío. DeMets (1995) considera que la subducción oblicua juega un importante papel en la desarticulación y reamalgamación de los márgenes continentales mediante la traslación y rotación de los terrenos alóctonos. Durante este evento colisional, las cuencas del arco (traseras y frontales) y las cuencas a cuesta,



yacentes sobre el límite deformado de la placa del Caribe y particularmente, los sistemas de antepaís desarrollados sobre los márgenes continentales de las placas NAM y SAM al frente del cinturón cabalgado, fueron colmatadas de sedimentos clásticos y vulcanoclásticos. Durante el Terciario continúa la deriva de las dos américas hacia el oeste dando lugar a un avance adicional de la placa del Caribe, aumentando la curvatura del arco de las Antillas Menores o la colisión con los márgenes norte y sur mediante los procesos tectónicos transpresionales. Simultáneamente con esta deriva y colisión, en determinadas regiones de los bordes de la placa del Caribe, donde se interponen barreras que obstaculizan o detienen el movimiento relativo de las placas y, dentro de la misma placa, en sectores específicos, comienza una acumulación paulatina de tensiones. Estas deformaciones elásticas se exteriorizan a través del aumento de la curvatura de los arcos de islas volcánicos, la transformación de sus márgenes norte y sur, el desarrollo de rupturas y fallas, fragmentación de los terrenos y formación de microplacas, muy bien explicado por Mann et al., (1995), revelados a través de los procesos tectónicos transpresivos, formación de fallas de desgarre, cuencas transtensivas y la consiguiente liberación de energía (terremotos). Las diferentes zonas de cizallas proporcionaron un gradual desmembramiento y separación de los terrenos del Caribe a lo largo de fallas regionales (sistemas de falla Motagua-Polochic en Guatemala, de la cresta de Caimán, falla Oriente y zonas de falla Oca, Bocono, San Sebastián, La Victoria, El Pilar en Colombia y Venezuela). Durante este proceso se va alcanzando la configuración tectónica, sustancialmente similar, de la presente placa del Caribe. La nueva placa del Caribe continuó migrando lentamente hacia el este a razón de 1-2 cm/año o menor, sobrecorriendo la litósfera oceánica de las placas americanas desarrollando el sistema de arco de las Antillas Menores y el prisma de acreción relacionado de Barbados. Caracterización geológica de la región de estudio Durante los años 1983-1988 se realizó un levantamiento geológico y búsqueda acompañante a escala 1:50000 (Pentelenyi et al., 1988), considerado por nosotros como el más completo y detallado realizado en la región objeto de estudio que nos compete. Ya en este fueron aplicadas las ideas de la tectónica de placas y se interpretó con rigor la geología de la región oriental, sobre la base de esta nueva concepción. En el área de mapeo Pentelenyi et al., (1988) determinaron las zonas estructuro-faciales Remedios, Auras, la subzona Camajuaní - Placetas y las rocas de la cobertura neoplatafórmica. La zona estructuro formacional Remedios, considerada un bloque elevado de la plataforma de Bahamas, constituye una potente secuencia carbonatada que representa el margen continental norteamericano. El bloque se caracteriza por escamas alargadas de vergencia hacia el norte, con rumbo coincidente con la dirección cubana. Las fallas de corrimiento están atravesadas y desplazadas por un sistema de fallas normales y de rechazo horizontal sublatitudinales, cuyo rumbo son casi perpendiculares entre si. La subzona estructuro formacional Camajuaní - Placetas representa el talud continental donde se depositaron secuencias carbonatadas y terrígeno-carbonatadas con incrementos de silicitas hacia la profundidad y, en el lecho oceánico, silicitas, hialoclastitas, espilitas, argilitas y basaltos en almohadillas. El bloque está fuertemente tectonizado y dislocado por fallas y se compone de rocas metamórficas. La zona estructuro formacional Auras está formada por escamas y nappes de la asociación ofiolítica, de las formaciones del arco volcánico y de la cobertura K2-P2

2, cubriendo el talud continental y la



parte meridional de la plataforma de Bahamas. Limita al norte con la zona Remedios a través de un plano de sobrecorrimiento, al sur y sureste se hunde debajo de la cobertura neoplatafórmica. La zona forma una franja alargada arqueada, cóncava hacia el norte. Es característica la estructura de nappes con ventanas tectónicas y olistostromas de menos extensión, con escamas imbricadas y pliegues lineales. Los diferentes complejos de la asociación ofiolítica aparecen mezclados con las formaciones del arco volcánico formando un melange tectónico. En el límite de las ZEF Auras y Remedios las serpentinitas están fuertemente tectonizadas y junto a las escamas de la Formación Iberia forman un micromelange. Las rocas de la cobertura neoplatafórmica están representadas en el territorio por secuencias terrígeno-carbonatadas del Eoceno medio-superior en la región de Banes y conglomerados fluvio-marinos del Eoceno medio y Mioceno superior en el borde meridional del anticlinorio Holguín (bordes de las cuencas Nipe y Cauto), depositadas en pequeños territorios que quedaron cubiertos por el mar. Al concluir la orogénesis con la Fase Cubana la mayor parte del territorio se elevó sobre el nivel del mar y empezó su denudación. La denudación fue acompañada por movimientos tectónicos verticales, fracturándose el territorio en bloques que se hundieron o se elevaron y luego se erosionaron, por lo que debajo de las formaciones neoplatafórmicas afloran diferentes niveles del substrato plegado. En los territorios elevados se acumularon sedimentos terrígenos (eluvio-deluviales, proluviales, lacustres y pantanosos) de edad Plioceno-Cuaternario, mientras que en una franja estrecha de la costa se depositaron sedimentos marinos del Plioceno. Caracterización sismotectónica de la región de estudio Dentro de los estudios e investigaciones ingenieriles integrales para la selección de área de la Central Electro Nuclear de Holguín, un importante papel lo constituye el informe sobre las investigaciones geólogo-tectónicas del territorio de Cuba Oriental y de la región de ubicación de los sitios 2 y 10 de la CEN-Holguín a escala 1: 500 000 (Babaev et al., 1989), cuyo objetivo fue hacer una valoración de la peligrosidad sísmica de la región donde se construiría la misma. Para la ejecución de estos trabajos realizaron un complejo de investigaciones geólogo-geomorfológicas, neotectónicas, geofísicas, geodésicas, geoquímicas, tendientes al estudio de la tectónica de la región, su naturaleza, desarrollo y fenómenos geodinámicos, además estudiaron los datos sismoestadísticos mediante una red de observaciones utilizada durante los estudios entre 1985 a 1990. En el texto que analizamos, la mayor dificultad que hemos podido detectar es que estos estudios se interpretaron sobre la base de las ideas imperantes en la escuela soviética de entonces, por lo que los principales rasgos de la historia del desarrollo geológico de Cuba se desarrollaron bajo la concepción de los modelos fijistas o geosinclinalistas. En este trabajo, Babaev et al., (1989), mapearon y reconocieron diferentes clases de dislocaciones disyuntivas, su actividad actual, así como el carácter de los desplazamientos ocurridos y finalmente detectaron diferentes zonas de origen de terremotos. Las dislocaciones tectónicas de Cuba según su profundidad fueron subdivididas en tres tipos (Babaev et al., 1989): transcorticales, que penetran al manto, corticales, dentro de la corteza terrestre y rupturas de la cubierta, que a nuestro juicio fueron catalogadas de 1er, 2do y 3er orden respectivamente. La Falla Principal Cubana o sutura principal (Cubitas), de 1er orden, transcortical, es considerada la estructura tectónica más importante del territorio. La estructura tiene una extensión de unos 1 300 km a través de toda la isla y un ancho de su zona desde 5 hasta 35-40 km; según la geofísica posee un buzamiento hacia el sur con ángulos de 60-70 grados, la zona de falla está compuesta por un sistema



de grandes dislocaciones de tipo falla normal-cabalgamiento con ángulos de buzamiento entre 45-70 grados en dirección SW. Se traza en la superficie por los afloramientos de los cuerpos hiperbasíticos relacionados a esta estructura. Los trabajos geofísicos evidencian su existencia en forma de sutura. Su existencia se demuestra por observaciones geológicas, perforación y datos geofísicos. Esta falla divide la parte norte de la isla con corteza continental de la parte sur con corteza transitoria. Fue establecido por métodos geofísicos que esta falla desplaza la superficie de Mohorovich hasta 5-7 km. La Falla Cauto – Nipe, de 2do orden, cortical, de dirección noreste a lo largo del borde sur de la depresión Cauto - Nipe. En superficie está representada por una serie de rupturas paralelas de 3er orden. Según datos geofísicos representa una falla normal con buzamiento hacia la depresión Cauto - Nipe y ángulos entre 60-80 grados, se extiende por 270 km. La Falla Cauto Norte, de 2do orden, cortica, se traza a lo largo del borde norte y noroeste de la depresión Cauto - Nipe. Por datos geofísicos esta falla es profunda y con buzamiento hacia el sur con ángulos de aproximadamente 70 grados. El análisis neotectónico de la zona de convergencia (estructuras depresión Cauto - Nipe y altura Holguín) demuestra que en la superficie aparecen rupturas no extensas y de poca amplitud, de 3er orden, con dirección NW-SE generalmente, observándose un declive de las rocas hacia el lado de la depresión. La convergencia de las estructuras señaladas ocurre en la zona flexo-disyuntiva con característica de fallas normales. Además de las dislocaciones caracterizadas, en Cuba oriental, se desarrolla una amplia red de rupturas de 3er orden, de poca extensión y profundidad; los desplazamientos contemporáneos en sus flancos rara vez alcanzan los 100 m. Las que más abundan son las fallas normales y en menor frecuencia las inversas y de corrimiento. En la depresión Cauto - Nipe la cantidad de rupturas activas en comparación con otras regiones de Cuba oriental es mucho menor. Se destacan las rupturas que dividen la estructura transversal San Germán. En la elevación de Holguín este tipo de rupturas tiene una amplia extensión. En su parte oriental, la más extensa (50 km), se observa desde la Bahía de Samá en dirección a la ciudad Holguín. Otra de estas rupturas se extiende desde la Bahía de Gibara hasta la Bahía de Jururú. Especial atención merece la ruptura de Gibara, detectada por datos geólogo-geomorfológicos, que buza abruptamente hacia el SE, esta ruptura continúa en el mar, detectada por la expedición marina del buque V. Obruchev (Pavlenkin et al., 1991), que un poco flexionada se extiende en dirección NE. En la parte occidental la situación tectónica es más pasiva. El territorio más fraccionado y relativamente elevado es el ubicado al oeste de Gibara. Existen dislocaciones tectónicas no extensas con dirección predominante NW-SE. Caracterización sismológica de la región de estudio La actividad sísmica perceptible no puede considerarse exclusiva del sur de Oriente. Particularmente, en la región de estudio, según el catálogo sísmico del Servicio Sismológico de Cuba (Moreno, 2007), se reconocen numerosos sismos, tanto registrados instrumentalmente, como históricos, con magnitudes que oscilan entre 2.5 y 6.2 Richter e intensidades máximas de VII grados en la escala MSK. Terremotos de menor magnitud se reportan sistemáticamente en esta región (Chuy, 2005). En la figura 1 se muestran los terremotos perceptibles y los registrados por dos ó más estaciones, tomados del catálogo sismológico del CENAIS. Las profundidades de los mismos van desde los superficiales hasta los 50 kilómetros (figura 2).



Figura 1. Terremotos del área de estudio (Vega et al., 2011).

Figura 2. Perfil latitudinal (S-N) y profundidad de los terremotos en el área de estudio (Vega et al., 2011). Terremotos registrados por dos o más estaciones del Servicio Sismológico Nacional de Cuba, 1998-2010. El sismo más significativo de esta región ocurrió en 1914 con una magnitud estimada de 6.2 Richter que hizo sentir sus efectos hasta la provincia de Villa Clara, alcanzando en la ciudad de Gibara una intensidad de 7.0 grados por la escala MSK (Chuy, 1999). Aunque de menor envergadura, en 1912 en la ciudad de Holguín, se reporta un sismo perceptible con intensidad 4.0 MSK, mientras que en la zona de Velasco se han producido varios terremotos, de los cuales el más importante tuvo lugar en 1953 con intensidad 5.5 MSK. DISCUSIÓN Tipo de corteza del territorio noroccidental holguinero La corteza terrestre del territorio cubano es considerada por Case (1984) de tipo continental a



transicional en Cuba occidental y central (20-30 km) y de tipo oceánica (15-20 km) para el situado al sur y este de la falla Cauto-Nipe. Coincidentemente con estos valores, para el territorio investigado de Holguín, Arriaza y Prol (1994), consideraron que la región situada al este de la falla Cauto-Nipe presenta corteza de tipo oceánico por sus elevados valores de las anomalías de Bouguer (80-170 mGal), transicional fina en la frontera entre Cuba oriental y la parte oriental de Cuba central (50-80 mGal), y transicional engrosada en la zona Auras (20-50 mGal) que hacia el norte y el oeste alcanzan valores de la gravedad mínimos específicamente en el sur y suroeste de la región de Gibara (0-20 mGal). Babaev et al., (1989) determinaron que la corteza era de tipo continental, en la parte oeste de Las Bahamas y Florida (más de 30 km de potencia), intermedia (suboceánica y subcontinental) en la mayor parte de la isla de Cuba y oceánica en la fosa de Bartlett y la región oriental con un espesor de 10-15 km. Basándonos en la clasificación de las cortezas de Condie (2003), la constitución geológica (Pentelenyi et al., 1988) y las características geofísicas (Case, 1984; Arriaza y Prol 1994; Babaev et al., 1989) del territorio investigado, consideramos que la corteza terrestre aquí se corresponde con un orógeno acrecionario, estructurado por terrenos acrecionados originados en ambientes tectónicos de cuencas marinas y plataformas (zona Remedio y subzona Camajaní-Placetas) y arco de islas y cuencas oceánicas (zona Auras). Este orógeno, que forma parte del cinturón orogénico de las Grandes Antillas, continúa su desarrollo pues no está formado por una única corteza, sino que presenta una corteza muy variada en diferentes territorios: al este de la falla Cauto-Nipe corteza de tipo oceánico, transicional fina en la frontera entre la cuenca Cauto-Nipe y la zona Auras y transicional engrosada en la zona Auras y específicamente en el sur y suroeste de la región de Gibara en la zona Remedios. Asociaciones petrotectónicas del territorio investigado Basándonos en los resultados del levantamiento geológico 1983-1988 (Pentelenyi et al., 1988), la clasificación de las cuencas sedimentarias de Miall (Miall, 2000), el Léxico Estratigráfico Cubano (Vega et al., 2006) y el análisis de las cuencas sedimentarias de la región oriental de Cuba realizado por Vega et al., (2008), determinamos las principales asociaciones petrotectónicas del territorio investigado, con el objetivo de establecer las cuencas sedimentarias y etapas tectónicas en las que se originaron las formaciones geológicas del territorio, sobre la base del ciclo idealizado de evolución de las cuencas de Wilson y, de esta manera, determinar en que estadío del ciclo se encuentra actualmente el territorio para poder caracterizar su comportamiento sismotectónico. Estadío de oceanización (anterior al Cretácico superior Maestrichtiano). Etapa coincidente con la formación de cuencas sedimentarias originadas sobre los márgenes divergentes de las placas de Norte y Sur América (rift intracratónicos que preceden la expansión del fondo oceánico, prismas marginales de los márgenes oceánicos y cuencas oceánicas marginales, entre otras). Se corresponden con cuencas extensionales que yacen sobre corteza continental o transicional. a) Asociaciones de rocas originadas en los márgenes divergentes y dorsales oceánicos: En las cuencas relacionadas con las plataformas y los márgenes oceánicas elevados se originaron las rocas de las formaciones Gibara (K1

al- K2m) y La Palma (Pz-J1-(3?)). En las dorsales y plataformas

oceánicas la asociación ofiolítica (K1 al K2 Tur) y la Formación Bariay (J3-K1

ne). Estadío de subducción (entre el Cretácico y el Eoceno medio). Etapa coincidente con la formación y desarrollo de las cuencas sedimentarias relacionadas con los márgenes convergentes como son los arcos magmáticos del Cretácico y del Paleógeno (fosa, ante arco, intra arco, inter arco,



trasera del arco y retroarcos). b) Asociaciones de rocas originadas o relacionadas con los sistemas de arcos del Cretácico: En las cuencas relacionadas con el ante arco (forearc) se depositaron las rocas de las formaciones La Jíquima (K2

cp-m), Tinajita (K2cp-m), Lindero (K2

cp-m) y Sao Redondo (K2cp-m); en las de intra arco (intra-

arc) las formaciones Iberia (K1al-K2

cp) y Loma Blanca (K1al-K2

cp) y en las cuencas satélites (piggyback) la Formación Vigía (P1

3-P22).

Estadío de colisión (desde finales del Cretácico hasta la actualidad). Etapa en la que comienza la colisión de los arcos volcánicos del Cretácico con los márgenes pasivos de las placas de Norte y Sur América. Debido a que la convergencia entre las placas es bastante oblicua hay un importante desarrollo de fallas de deslizamiento por el rumbo en la unión de las placas. Se desarrollan cuencas sedimentarias, al mismo tiempo y en estrecha relación causal, tanto en el proceso de colisión y suturamiento, como en el desarrollo de las fallas de traslación y megacisallas de los márgenes transformantes de placas. En esta etapa comienza a acrecer el cinturón orogénico Antillano por el empotramiento sistemático de los terrenos o las microplacas, a las placas de Norte y Sur América. A la colisión y suturamiento se asocian cuencas contraccionales, desarrolladas sobre la corteza continental de la placa subducida, como el sistema de cuencas de antepaís; extensionales desarrolladas sobre la corteza de la placa sobrecorrida, como las cuencas tipo graben, pull-apart y delanteras del arco volcánico y remanentes desarrolladas sobre la corteza oceánica. A las fallas de traslación y megacizallas se asocian cuencas tanto extensionales como contraccionales, yacentes ambas sobre cortezas oceánicas o continentales. Estas cuencas son originadas por las fallas de deslizamiento y las megacizallas en los márgenes transformantes de placas (cuencas sobre sistemas de fallas trenzadas, sobre fallas cerradas, sobre sistemas de fallas escalonadas tipo pull-apart y transrotacionales). c) Asociaciones de rocas originadas o relacionadas con la colisión continental y el suturamiento: El sistema de cuencas de antepaís comenzó su desarrollo a partir del Paleoceno y continúa hasta la actualidad, aquí se depoitaron las rocas de las formaciones Haticos (P1

2-3), El Recreo (P13-P2

2), Rancho Bravo (P2

2) y El Embarcadero (P13-P2

2) y las secuencias de rocas que forman parte del corte estratigráfico del Canal Viejo de Bahamas de edad Eoceno superior al Reciente. En las cuencas asociadas a grabens, formadas alrededor de los bloques elevados en la elevación Holguín se depositaron las rocas de las formaciones Banes (P2

2-3), Pedernales (P22-N1

1), Los Ángeles (P3-N1

1a), Camazán (P32-N1

2), Jagüeyes (N11-3), Vázquez (N1

1-3), Júcaro (N12-N2), Jaimanitas (Q2-3) y

los depósitos Cuaternarios. d) Asociaciones de rocas originadas o relacionadas con las cuencas de las fallas transformantes y transcurrentes: En las cuencas sedimentarias tipo pull-apart asociadas con las fallas transformantes se depositaron secuencias de rocas fundamentalmente terrígenas como las de la cuenca compensada Cauto y en las cuencas asociadas a las fallas transformantes de los márgenes divergentes se depositaron las secuencias de rocas cenozoicas y actuales de la plataforma de Bahamas.



Estadio tectónico actual del territorio investigado De esta manera concluimos que el actual archipiélago de las Grandes Antillas, formado por las paleomicroplacas Occidental, Central y Oriental, continúa convergiendo, colisionando y suturándose al margen continental de norteamérica empotrándose a la placa Norteamericana. Sobre la base de las asociaciones petrotectónicas del territorio investigado, consideramos que este territorio se encuentra aún en el estadio de colisión continental y suturamiento, donde continía creándose una amplia zona de deformación (cinturón de colisión continental), coincidente con el borde septentrional de Cuba y el sistema de antepaís del Canal Viejo de las Bahamas. El límite norte de la placa del Caribe se manifiesta de tres maneras diferentes: Hacia el borde norte de la región occidental y central de Cuba y el Canal Viejo de Bahamas y en particular en la región de estudio, es una zona muy deformada, en proceso de suturación; al norte de la región oriental de Cuba y de la Española un conjunto de fallas oblicuas, entre las que se encuentra la falla norte de la Española y al norte de Puerto Rico es ya una zona de subducción (fosa de Puerto Rico). Debido a la convergencia bastante oblicua de la placa del Caribe contra las placas de Norteamérica y Suramérica, se originan diferentes fallas transformantes, tanto en los bordes como en el interior de la placa del Caribe, fragmentándose la misma en diferentes terrenos y avanzando hacia el este mucho más rápido los terrenos más alejados de los bordes. En adición, como respuesta a la colisión, sobre la placa sobrecorrida del Caribe se originan fallas de extensión que se extienden a grandes distancias más allá de la sutura. Por tanto el territorio investigado que forma parte de la región central de Cuba, se encuentra en un estadio intermedio de colisión arco-continente y conformación de un orógeno acrecional. RESULTADOS Caracterización de las fuentes sismotectónicas y tipo de sismicidad del territorio La actividad sísmica que se desarrolla en el archipiélago cubano y en particular en el área investigada, podemos considerarla de tipo entre placas, asociada a un límite bastante amplio de colisión entre las placas de Norteamérica y del Caribe. Las principales fuentes sismotectónicas del territorio investigado se relacionan con la convergencia, bastante oblicua, de la placa del Caribe contra la placa Norteamericana y la falla transformante Oriente derivada de este proceso. La principal fuente sismotectónica del norte del territorio holguinero es la Falla Principal Cubana o Sutura Principal (Cubitas), ubicada en el borde norte de dicho territorio. Esta falla se encuentra enmascarada por fallas extensionales que forman los horts-grabens de la elevación Holguín, originados en este territorio como respuesta también a la colisión. La sismicidad asociada a esta falla se manifesta en una amplia banda que abarca los territorios del Canal Viejo de Bahamas y el territorio emergido hasta la altura de Holguín (elevación Holguín). Como no existe la zona Wadati-Benioff, típica de una zona de subducción, y más bien en la parte superior de la corteza lo que se desarrollan son grandes escamas tectónicas limitadas por fallas inversas fundamentalmente, los focos de los terremotos pueden tener diferentes profundidades y sus epicentros distribuirse aleatoriamente; las magnitudes registradas e inferidas han sido de hasta 6.2 Richter, no obstante pueden esperarse terremotos de magnitudes mayores aunque el periodo de retorno de los mismos es bastante grande. Como respuesta al proceso colisional y reacomodo de la corteza terrestre, las fallas de segundo



orden Cauto Norte, Cauto-Nipe y las que aparecen en el fondo del Canal Viejo de Bahamas y las de tercer orden Gibara, Boca de Samá, etc, pueden generar terremotos, pero estos serán más bien pequeños y superficiales. Lo analizado anteriormente puede resumirse en la reinterpretación del perfil geólogo-geofísico (figura 3) y en el esquema sismotectónico elaborado como parte de dicha investigación, que se muestra en la figura 4.

Figura 3. Reinterpretación del perfil geólogo-geofísico de las investigaciones sismotectónicas para la CEN Holguín. En la parte superior una ampliación del mismo (Vega et al., 2011).



Figura 4. Esquema sismotectónico de la región noroeste de la provincia de Holguín y norte de Las Tunas (Vega et al., 2011). En sentido general el territorio investigado ha mostrado actividad sísmica tanto perceptible como instrumental, estos de manera general no son de gran frecuencia, aspecto que se debe tener en cuenta ya que puede ser una evidencia de la acumulación lenta, paulatina e ininterrumpida de los esfuerzos debido a la continua e imperceptible colisión del terreno o microplacas que conforman el archipiélago cubano con el borde de la placa Norteamericana. En nuestro territorio la intensa distorsión de la región noreste de la zona Auras, puede ser un ejemplo de acumulación de tensiones (figura 5).

Figura 5. Extremo nororiental del área de estudio. Se aprecia la intensa deformación de la zona Auras y la pobreza de terremotos registrados, todos con profundidades menores a 8 kilómetros excepto el del noreste de Tacajó con 50 kilómetros de profundidad. Consideramos que los desplazamientos relativos de ambos márgenes no han sido continuos en el tiempo, sino más bien a saltos (miles a millones de años), debido a obstáculos en estos límites que en ocasiones frenan estos movimientos; esto podría ejemplificarse con las intensas deformaciones del Cretácico superior en Guatemala, Paleoceno-Eoceno en Cuba y Eoceno-Oligoceno en La Española y Puerto Rico, contrario al desplazamiento lineal y continuo y la intensa liberación energética que si ocurre a lo largo de la falla transformante Oriente. Masaferro (1998) presentó los resultados del estudio realizado de los sedimentos sintectónicos asociados al crecimiento del anticlinal de Santarén, un pliegue de despegue situado bajo el mar en el Canal Viejo de Bahamas al norte de Cuba central, que le permitió documentar la evolución cinemática de dicho pliegue. Esta investigación permitió conocer que la formación de este anticlinal se inició en el Eoceno medio o anteriormente y que su crecimiento perduró hasta la actualidad. Su crecimiento fue rápido en sus inicios y de forma extremadamente lenta a partir del Mioceno Medio. Estos resultados le permitieron afirmar que la cuenca de antepaís de las Bahamas, al norte del orógeno cubano, ha estado sujeta a esfuerzos compresivos desde el Paleógeno superior hasta el Cuaternario, interpretación contraria a los modelos que postulan que esta región permanece estable a partir del Eoceno Medio. CONCLUSIONES



1- El territorio investigado forma parte de un orógeno acrecionario constituido por terrenos

originados en diferentes ambientes tectónicos. 2- Actualmente el territorio investigado, se encuentra en un estadio intermedio de colisión arco-

continente y conformación del orógeno acrecional, contrario a la opinión generalizada de un estadio de tranquilidad tectónica (neoplatafórmica).

3- La principal fuente sismotectónica del norte del territorio holguinero es la Falla Principal Cubana o Sutura Principal (Cubitas) manifestada en superficie como una zona intensamente deformada y donde predominan las fallas inversas con vergencia hacia el sur-suroeste.

4- La sismicidad asociada a la falla Principal Cubana se manifiesta en un amplio territorio que abarca el Canal Viejo de Bahamas y la elevación Holguín con sismos desde superficiales hasta intermedios y una magnitud máxima registrada de 4.2 Richter, no obstante pueden esperarse terremotos de magnitudes superiores aunque el periodo de retorno de los mismos es bastante grande.

5- Las fallas Cauto Norte, Cauto-Nipe, las que aparecen en el fondo del Canal Viejo de Bahamas, y las de Gibara, Boca de Samá, etc, se originaron en este territorio como respuesta a la colisión de la placa del Caribe con la de Norteamérica y por tanto pueden generar terremotos pequeños y superficiales debido al reacomodo de la corteza terrestre.

6- Los sismos manifestados en el territorio (perceptibles y registrados instrumentalmente), poco frecuentes, pueden ser una evidencia de la acumulación paulatina de los esfuerzos en la corteza terrestre, específicamente en la zona distorsionada Auras.

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