Estudio geoquímico y petrográfico integrado, de las areniscas

Estudio geoquímico y petrográfico integrado, de las areniscas pertenecientes a la
Formación Cerro Pelado (Mioceno) Cuenca de Falcón, Venezuela: implicación sobre
proveniencias y procesos diagéneticos.
Alexandra Mendoza*, Grony Garban 1 y José Gutiérrez 1
1
UCV. Instituto de Ciencias de la Tierra. Caracas. Venezuela. [email protected]
Resumen
Con la integración de datos petrográficos y
geoquímicos, se llevó a cabo un estudio sobre dos
secciones estratigráficas pertenecientes a la
Formación Cerro Pelado (Mioceno) de la Cuenca
Central de Falcón, con el fin de determinar el sitio
tectónico, proveniencia y evolución diagenética de
los sedimentos. En este sentido, y utilizando
diagramas ternarios de proveniencia tipo Dickinson
et al., (1983), se pudo establecer una proveniencia
asociada a un sitio tectónico de tipo Orógeno
Reciclado (cuarzoso y transicional), característico de
zonas de cinturones plegados, suturas y zonas de
subducción. Las areniscas pertenecientes a las
secciones fueron clasificadas como sublitoarenitas/
areniscas líticas y grauvacas líticas, con una
predominancia de fragmentos líticos de origen
metamórfico y sedimentario sobre los de origen
ígneo-volcánico. Los fragmentos metamórficos
aportados son principalmente de composición félsica,
con evidencia de algunos pulsos de aportes máficos,
corroborado por los datos petrográficos y
geoquímicos. Por otro lado, los rasgos morfológicos
(redondez y esfericidad) de los fragmentos
constituyentes, permite proponer una fuente de
sedimentos cercana a la cuenca. A partir de las
relaciones
texturales
de
los
fragmentos
constituyentes, se pudo establecer que las secciones
fueron afectadas por procesos diagenéticos de etapas
intermedias, lo cual permite inferir que los signos
químicos asociados a estas secuencias no han sido
fuertemente alterados. Basado en los resultados
obtenidos y en función de la interpretación de las
zonas que se encontraban en positivo al momento de
la depositación, se propone un aporte combinado de
sedimentos asociados a la Cordillera de Los Andes,
Península de Paraguaná y algunas secuencias de
rocas sedimentarias como la Formación Matatere del
estado Lara.
Palabras claves: Petrográfia, geoquímica, Cerro
Pelado, Cuenca de Falcón.
Introducción
Los estudios de geoquímica sedimentaria son
importantes para establecer la composición y
distribución de los elementos químicos en las rocas
sedimentarias. Las relaciones y el comportamiento
geoquímico de los elementos aportan información
acerca de las condiciones de depositación y la
composición de la fuente, pero siempre deben
integrarse con otras herramientas petrológicas.
La Formación Cerro Pelado (Mioceno Inferior),
estado Falcón, en su localidad tipo está compuesta de
areniscas, lutitas y otros lignitos (Léxico
Estratigráfico de Venezuela, 1999), siendo esta
característica litológica muy importante para el
estudio que se realizó, ya que las areniscas pueden
presentar diversos tamaños de granos, y el análisis
petrográfico, integrado con los datos químicos de
esta zona, pueden ser las herramientas más eficientes
para complementar los estudios ya realizados en esta
formación, y así, arrojar conclusiones acerca de los
factores que controlaron la depositación de esta
secuencia.
Teoría y/o métodos
La geoquímica sedimentaria es una rama de la
geoquímica que estudia la abundancia, distribución,
comportamiento y movilidad de los elementos
químicos en sedimentos y rocas sedimentarias. La
composición mineralógica es una propiedad
particularmente importante para los estudios de
proveniencia de rocas sedimentarias siliciclásticas
debido a que esta es casi la única y más segura
manera de establecer las rocas fuentes que dieron
origen a las mismas. El tipo de minerales
siliciclásticos y fragmentos líticos preservados en las
Estudio geoquímico y petrográfico de areniscas
rocas sedimentarias pueden indicar la litología de las
rocas fuentes. Autores como Dickinson, et al. (1983),
encontraron una relación muy estrecha entre la
composición de las areniscas y el ambiente tectónico
al que se asocian las grandes cuencas sedimentarias
donde se depositan. A partir de esta observación,
estos autores realizaron un estudio de proveniencia,
donde con la determinación de cuarzo, cuarzo
monocristalino, feldespatos y fragmentos líticos,
elaboraron diagramas ternarios, donde se ubican los
ambientes tectónicos asociados.
Los tipos tectónicos asociados a proveniencias, los
clasifican en:
a) Proveniencia de bloque continental, donde la
presencia de cuarzo y feldespatos es dominante,
frente a una pobre composición de fragmentos
líticos. Son principalmente areniscas cuarzosas, con
altas relaciones Qm/Qp. El ambiente tectónico donde
se enmarca es el de plataforma estable o del interior
del continente.
b) Proveniencia de arco magmático, arcos de islas o
arco continental, los sedimentos de este tipo de
ambiente tectónico está caracterizado por la
presencia de fragmentos líticos del tipo volcánico y
metamórficos, y el cuarzo es del tipo monocristalino
con
extinción
ondulatoria.
Son
areniscas
volcanoclásticas y feldespatolíticas, con altas
relaciones Lv/Ls.
c) Proveniencia de orógenos reciclados, son
generalmente pobres en feldespatos, y la relación
entre fragmentos líticos y cuarzo es intermedia. Son
areniscas cuarzolíticas (ricas en Q y L), con bajas
concentraciones de F y Lv y relaciones variables de
Qm/Qp y Qp/Ls. Este ambiente tectónico abarcas
complejos de subducción o cinturones de pliegues y
cabalgaduras.
Los trabajos mas recientes, no se basan en sólo una
herramienta, sino que integran los conocimientos
adquiridos en áreas como la geoquímica y
petrografía, para así obtener mejores y más
detallados resultados sobre la composición de la
fuente en una secuencia sedimentaria.
Los estudios de geoquímica en secuencias
sedimentarias han permitido establecer que la
diagénesis trae consigo una serie de cambios, tanto
texturales como mineralógicos. Para esto se realiza
una detallada determinación de las características
texturales, la composición mineralógica y la
composición total de la roca (elementos
mayoritarios, minoritaros y trazas). Muchos son los
factores que controlan la diagénesis en las rocas
siliciclásticas (como la composición de los detrítos,
la composición de los fluidos y el flujo de éstos),
todos relacionados directa e indirectamente de los
procesos físicos, químicos y biológicos que ocurran
durante el tiempo de sedimentación. Cada ambiente
de
depositación
producirá
litofacies,
con
características petrofísicas, tales como tamaño del
grano y escogimiento, y las posibles estructuras y
texturas sedimentarias (Stonecipher, et al., 1984).
Yan et al. (2006), determino la proveniencia
tectónica de los depósitos clásticos de la cuenca
Xicheng en China Central, importante para
comprender no solo la evolución tectónica de Asia
sino varios aspectos globales en las colisiones de las
regiones. El estudio petrográfico arrojo conclusiones
en donde las litoarenitas feldespáticas y los
fragmentos volcánicos fueron los mas abundantes,
por el contrario en otro grupo perteneciente a esa
formación los fragmentos metamórficos y los
sedimentarios eran los mas abundantes y en menor
proporción los magmáticos, por todo esto, y la
presencia de granos líticos de origen volcánico en las
areniscas sugieren una proveniencia tectónica de arco
continental. Por otro lado el estudio geoquímico de
los elementos mayoritarios en las limolitas y lutitas
demostraron un origen de arco continental, pero del
tipo arco de isla oceánico, y por último el estudio de
elementos trazas, arrojo una proveniencia de arco
continental.
Las secuencias sedimentarias en Venezuela han sido
ampliamente estudiadas, debido al interés de la
industria petrolera de conocer el potencial generador
y almacenador de hidrocarburos, ya que la
posibilidad, que tendrá una arena, para almacenar
hidrocarburos estará íntimamente ligada a su historia
diagenética. El estado Falcón, más específicamente,
la cuenca sedimentaria de Falcón, ha sido motivo de
muchos estudios a través de los años, por que
representa un potencial económico importante.
Según Boesi y Goddard (1991), la historia geológica
de la cuenca empieza en Eoceno Tardío, y la
depositación continuó durante el Plioceno hasta el
Reciente, debido a que la cuenca se encuentra entre
la placa del Caribe y la de Sur América, la
sedimentación ha sido controlada principalmente por
el tectonismo. Tres sistemas estructurales fueron
desarrollados como resultados de movimientos
dextrales de la corteza, el primero es un sistema de
fallas normales tipo horst y grabens, el segundo es el
anticlinorio de Falcón, con sus fallas asociadas y por
último un sistema asociado a la falla de la Oca,
siendo ésta la más relevante ya que tiene una
Estudio geoquímico y petrográfico de areniscas
La recolección de muestras fue realizada por Castro
extensión regional. Otra conclusión aportada por
(2002) y Guerra (2002), en la quebrada la Paloma y
estos autores, es que la discontinuidad estratigráfica
en la mina de carbón “La Cuesta” ubicadas al oeste
en la cuenca, es producida por dos etapas una de
de la localidad de Agua Clara y el sureste de la
transgresión del mar durante el Eoceno Tardío y el
localidad de Urumaco, en el estado Falcón. Con un
Mioceno Temprano y la otra, una regresión del nivel
espesor acumulado de columna estratigráfica de
del mar durante el Mioceno Medio hasta el Reciente.
aproximadamente 695 m. Para la recolección de la
En la Formación Cerro Pelado, se han realizado
muestra fue utilizado un muestreo sistemático
numerosos estudios en los últimos años, en diversas
estratificado (es un tipo de muestreo aleatorio
áreas de investigación, como quimioestratigrafía,
probabilístico), obteniendo una (1) muestra cada dos
correlación de secuencias, proveniencia, diagénesis,
(2) metros de columna estratigráfica, siguiendo el
litofacies, etc. Esta Formación, representa la unidad
esquema sugerido por Pearce, et al. (1999). El
basal del ciclo Mioceno Medio a Plioceno,
número total de muestras seleccionadas es de 137,
sedimentada en facies costeras con desarrollo local
discriminadas de la siguiente manera: 90 muestras de
de carbones. Su localidad tipo se encuentra entre los
areniscas y 47 muestras de lutitas. De las cuales, 66
cerros Pelado y Hormiga, al norte de Pedregal, entre
areniscas y 32 lutitas pertenecen a la sección de la
Agua Clara y Urumaco, Distrito Democracia, estado
quebrada La Paloma, y 24 areniscas, 15 lutitas de la
Falcón. Según Díaz de Gamero (1989), la Formación
sección Mina la Cuesta.
Cerro Pelado consiste de areniscas con frecuentes
Los análisis químicos fueron realizados por Castro
intercalaciones de lutitas y algunas limolitas y
(2002), Guerra (2002) y Montero (2004) en estudios
carbones. La proporción relativa de estas litologías y
previos, mediante los siguientes métodos, los cuales
su espesor en la columna parecen variar en sentido
son descritos brevemente.
geográfico. La litología dominante y característica es
Las muestras fueron pulverizadas con un equipo
la arenisca, de grano fino a medio, con intervalos de
Shaterbox 5540, utilizando recipientes de carburo de
grano grueso y hasta conglomerático, dispuesta en
tungsteno. Las muestras ya pulverizadas fueron
capas de pocos metros a 20 y 30 m de espesor. En su
sometidas a un proceso de digestión con peróxido de
localidad tipo, los espesores para la formación son
sodio (Bosier, 1991). Posteriormente mediante la
algo superiores a los 1.000 m, pero en las quebradas
técnica de espectroscopía de emisión atómica con
El Troncón y La Paloma se midieron espesores de
fuente de plasma inductivamente acoplado (ICPhasta 1760 m, (Hambalek, et al., 1994) con contactos
AES), mediante un equipo marca Jobin-Yvon
concordantes y transicionales con las Formaciones
modelo JY 24, fueron determinadas las
Agua Clara y Querales, ambas predominantemente
concentraciones de los elementos mayoritarios,
lutíticas. Presentan estratificación cruzada planar, a
minoritarios y trazas (P, K, Ti, Mn, Li, B, V, Cr, Zn,
veces festoneada, rizaduras y cierta bioturbación en
Rb, Sr, Y, Ba La y Ce).
la base de las capas. En los últimos años, se han
La descripción de la muestra de mano se llevo a cabo
realizado estudios para determinar los diferentes
de manera detallada, utilizando una lupa Wild
tipos de ambientes presentes en la formación, entre
Heefbrugg, y una ficha de reconocimiento, similar a
ellos, Díaz de Gamero (1989), Hambalek, et al.
la mostrada en la figura 7, adicionalmente se hicieron
(1994), Castro (2002), Guerra (2002), Bermúdez et
pruebas con ácido clorhídrico (HCl) al 10% para
al. (2003), entre otros. Guerra (2002) y Castro (2002)
determinar la presencia de carbonatos. Esta
realizaron un estudio quimioestratigráfico, donde
descripción arrojó una aproximación a las
arrojaron conclusiones sobre quimiofacies en la
características texturales y mineralógicas de las
secuencia sedimentaria, pero sin una clara
muestras de ambas secciones.
determinación de proveniencia de los sedimentos
Para la realización de las secciones finas, se
formadores de la secuencia sedimentaria. Por lo
seleccionaron solo las areniscas, estas fueron
tanto, este proyecto geoquímico pretende establecer,
cortadas en el equipo HP 18583, en un tamaño
con mayor grado de precisión, la proveniencia de los
aproximado de 6 x 6 cm y de 2 cm de espesor,
sedimentos que controlaron la depositación de las
posteriormente fueron teñidas con un epoxi azul,
secciones de la Formación Cerro Pelado, integrando
siguiendo el método propuesto por Ruzyla y Jezek
el análisis petrográfico con los datos químicos de
(1987). Al obtener las diferentes secciones finas se
elementos traza previamente obtenidos (Castro,
realizó, el análisis e interpretación petrográfica, a
2002; Guerra, 2002; Montero, 2004), y también
través del microscopio de luz polarizada marca Leica
obtener su posible evolución diagenética.
Estudio geoquímico y petrográfico de areniscas
modelo DMLS, posteriormente, la determinación de
como QmFLt, tipo Dickinson et al. (1983) y otros
las diferentes variables del estudio, fue realizado a
diagramas ternarios usando solo los valores de
partir de la estimación visual, con el objetivo de 4X,
fragmentos líticos (FLm, FLs, FLv) tipo Ingersoll et
a partir de la escala de granos sugerido por Pettijohn
al. (1979). Con los datos químicos, se establecieron
et al. (1987). Para cada sección fina se realizaron 3
relaciones ínterelementales, a fin de establecer algún
estimaciones visuales al azar, con un valor máximo
comportamiento
característico.
Además
de
en la sumatoria de las variables de 100%,
interpretar geoquímicamente estos, y asociarlos a las
fases minerales observadas en las secciones finas,
posteriormente se sumaron las tres (3) estimaciones y
integrando de esta manera los datos petrográficos y
se promediaron, obteniendo de esta manera el
químicos.
porcentaje de la variable en la sección fina, basado
en el sistema de conteo modal de Dickinson (1970).
Para la identificación y reconocimiento de los tipos
Resultados y discusiones
de cuarzo, tipos de feldespatos y minerales
En el siguiente apartado son presentados los
accesorios, se emplearon los libros de Scholle (1979)
resultados y discusiones obtenidos durante la fase
y Kerr (1952), y a partir de las propiedades ópticas,
experimental de este proyecto.
tales como: color, pleocroismo, birrefringencia,
La mayoría de las clasificaciones de areniscas se
relieve, colores de interferencia, signo óptico, hábito,
basan en la textura y en su composición
etc.
mineralógica. Los principales componentes de las
Se analizaron e interpretaron 91 secciones finas,
areniscas son, el cuarzo, los feldespatos y los
obteniendo datos petrográficos que fueron agrupados
fragmentos líticos, y a partir de estos tres
de acuerdo a los siguientes parámetros, mostrados en
constituyentes son expresados gráficamente en
las tablas 1 y 2.
triángulos equiláteros, subdividiéndose luego en
Qp
Cuarzo policristalino
otros dos triángulos, dependiendo del porcentaje de
Qm
Cuarzo momocristalino
matriz que presenta la roca. Para este proyecto fue
Q
Cuarzo total (Qp+Qm)
utilizada la clasificación de Pettijonh et al. (1987).
F
Feldespatos
Del análisis petrográfico realizado en las areniscas de
Li
Fragmentos líticos ígneos
la sección Mina La Cuesta, se pudo establecer la
Lm
Fragmentos líticos metamórficos
presencia de dos grupos litológicos predominantes:
Ls
Fragmentos líticos sedimentarios
areniscas del tipo sublitoarenita y grauvaca lítica,
L
Fragmentos líticos (F.Li + F.Lm + F.Ls)
para las muestras que presentaban mas de 15% de
Minerales
Todos los identificados
matriz. Por su parte, el análisis petrográfico realizado
accesorios
en las areniscas de la sección Quebrada La Paloma,
Matriz
Arcillosa/ carbonática
se pudo establecer la presencia de dos grupos
Cemento
Arcillosa / carbonática / óxidos
litológicos predominantes: areniscas del tipo
Porosidad
sublitoarenita y grauvaca lítica, para las muestras que
Recalculo de
Qt + F + F.L + Ma + Matriz + Cemento
presentaban mas de 15% de matriz. Estos tipos de
los parámetros
+ Porosidad =100 %
litología representado en las dos secciones
Tabla 1. Parámetros petrográficos para las areniscas
estudiadas, nos indica un grado de madurez alto
mineralógicamente hablando, ya que el mineral
cuarzo es el más representativo, sin embargo
Tamaño del grano
Muy fino, fino, medio, grueso.
posteriormente discutiremos que esto necesariamente
Esfericidad y
Muy anguloso, anguloso, subredondez del grano
anguloso, sub-redondeado,
no es así. Por otro lado, se tiene que el origen de los
redondeado, muy redondeado
sedimentos que dan origen a esta formación, sea de
Escogimiento
Pobre, medio, bueno, muy bueno
una posible mezcla de fuente, ya que los fragmentos
Contacto entre los
Granos libres, tangenciales,
de roca observados eran en su mayoría metamórficos
granos
longitudinales, granos fijos,
y sedimentarios.
suturados, cóncavo-convexo
(Sandoval, 2000)
Tabla 2. Características texturales
En base a estos datos, se realizaron diferentes
diagramas ternarios QFL y sus variaciones, tales
El tipo de diagramas ternarios utilizados para este
proyecto han sido los tipo Dickinson et al. (1983):
QFL, QmFLt, QpLvLs y LvLmLs. Estos diagramas
se basan en las proporciones relativas de los
Estudio geoquímico y petrográfico de areniscas
principales componentes en las areniscas, para luego
ser ubicadas en un tipo de proveniencia tectónica. En
total las areniscas pertenecientes a la sección Mina
Complejos de
subducción
La Cuesta, pertenecen a una proveniencia tectónica
del tipo Orógeno reciclado. Este resultado se afianza
al utilizar el tipo de cuarzo monocristalino, en donde
es delimitada mas esta región, al dividirse en cuarzo
reciclado y en ambiente de reciclado transicional
(figura 1), sin embargo hay tres muestras de esta
sección, que en el diagrama ternario caen dentro de
la clasificación de bloque continental, resultado que
no se considera errado ya que estos se encuentran
muy cerca del rango de delimitación de una zona y
Figura 2. Triangulo QpLvLs
otra.
Suturas de colisión,
cinturones de pliegues y
cabalgaduras
Orógeno
reciclado
Bloque
continental
Cinturones de sutura
Cuarzo
reciclado
Mezcla
Márgenes
continentales rift
Reciclado
transicional
Mezcla de arcos
magmáticos
Arco
magmático
Complejos de
subducción
Figura 1. Triangulo QmFLt
En la figura 2, utilizando cuarzo policristalino y
fragmentos líticos volcánicos y sedimentarios, se
consolidan el ambiente identificado en los diagramas
anteriores, ya que para un orógeno reciclado los
ambientes tectónicos son interpretados como
sistemas de cabalgaduras, cinturones de pliegues etc.
También fueron usados los diagramas ternarios tipo
Ingersoll et al. (1979), estos diagramas se basan en la
identificación de los fragmentos líticos, y en sus
tipos, metamórficos, sedimentarios y volcánicos,
para la determinación del sitio tectónico. En los
diagramas de la sección Mina La Cuesta, se observa
una dispersión de los resultados, sin poder ubicar con
estos diagramas un ambiente tectónico especifico,
pero si poder interpretar una mayoría de fragmentos
líticos del tipo sedimentario y metamórficos por
sobre los volcánicos, (figura 3).
Para la sección Quebrada La Paloma, el numero de
muestras es mayor (66), por esto, al realizar los
diagramas ternarios se dividió el numero de muestras
entre dos, así obtenemos 2 triángulos de cada tipo.
Figura 3. Triangulo LvLmLs
Las areniscas pertenecientes a la sección Quebrada
La Paloma de la Formación Cerro Pelado, al igual
que las pertenecientes a la sección Mina La Cuesta,
se ubican dentro de un ambiente tectónico de
orógeno reciclado según la clasificación de
Dickinson et al. (1983), donde el aporte de cuarzo y
fragmentos líticos es mucho mayor al porcentaje de
feldespatos, observados en las secciones finas. Los
posteriores diagramas refuerzan esta tendencia en la
sección, donde al utilizar el cuarzo monocristalino se
discriminan tres sub tipos de ambientes, ubicando la
mayoría de las muestras en cuarzo reciclado (figuras
4 y 5). Por otro lado, para estas muestras no se
observo ninguna que cayera dentro del ambiente de
complejos de subducción en el tipo de diagramas de
QpLvLs, (figuras 6 y 7) pero si en el tipo de
cinturones de pliegues y suturas de colisión, que
confirma aun mas lo antes discutido sobre la
proveniencia tectónica para esta sección.
Estudio geoquímico y petrográfico de areniscas
Suturas de colisión,
cinturones de pliegues y
cabalgaduras
Orógeno
reciclado
Cuarzo
reciclado
Reciclado
transicional
Complejos de
subducción
Mezcla
Proveniencia de arco
orogénico
Bloque
continental
Arco
magmático
Figura 6. Triangulo QpLvLs (a)
Figura 4. Triangulo QmFLt (a)
Figura 7. Triangulo QpLvLs (b)
Figura 5. Triangulo QmFLt (b)
En la figura 8 y 9, se observa que la mayoría de los
fragmentos líticos son del tipo metamórfico y
sedimentario por sobre los ígneo-volcánicos,
identificando esto como un aporte de la fuente o las
fuentes que dan origen a estas secciones como las
mas representativas al momento de la depositación
de los sedimentos. Por otro lado, no se pudo
establecer ninguna relación entre las muestras que no
se ubican en un ambiente tectónico, con respecto a su
ubicación en la columna estratigráfica.
La porosidad fue determinada en el estudio
petrográfico, apoyado en el teñido con epoxi azul de
la roca, facilitando de esta manera la estimación.
Cinturones de sutura
Márgenes
continentales rift
Mezcla de arcos
magmáticos
Complejos de
subducción
Figura 8. Triangulo LvLmLs (a)
Estudio geoquímico y petrográfico de areniscas
medida que se incrementa la presión de
soterramiento, los procesos de compactación y
presión-solución traen como consecuencia, una
reorganización y aumento en el grado de
Cinturones de sutura
empaquetamiento de las partículas, esto se evidencia
por un aumento en el numero y tipos de contacto
entre granos, a medida que aumenta la profundidad.
Márgenes
Para las dos secciones analizadas, fue determinado
continentales rift
que entre el 50 y 60% de los contactos entre granos
eran del tipo tangencial y longitudinal (Sandoval,
2000), lo que nos indica que todavía hay presencia
Mezcla de arcos
magmáticos
del empaquetamiento original y también, por efectos
del aumento de la presión de soterramiento provocan
Complejos de
que los granos roten y se ajusten entre si, como
subducción
respuesta a la compactación y al equilibrio
gravitacional, esto suele ocurrir en una etapa
temprana de consolidación de la arena.
Por otro
Figura 9. Triangulo LvLmLs (b)
lado, también fue estimado la madurez textural de los
sedimentos al cuantificar e identificar la redondez y
Para ambas secciones no se pudo establecer una clara
esfericidad de estos, y los resultados obtenidos
relación de esta con la altura estratigráfica, en donde
indican que la mayoría de las areniscas presentan una
las causas posibles de esta incongruencia, es la
textura de subanguloso a subredondeado, donde la
presencia de cemento autigénicos y de matriz,
esfericidad es de baja a media y el escogimiento de
también no se debe descartar lo friables que eran las
los granos es medio, interpretando esto como que la
muestras y quizás no soportaban el frotamiento con
fuente o las fuentes no se encuentran lejos de la
el esmeril al momento de realizar la sección fina. En
cuenca.
la figura 10, se observa el teñido azul que se realizó a
Según Sandoval (2000), otro proceso que también
la roca y su vista en el microscopio petrográfico, con
trae cambios en el empaquetamiento original de las
un objetivo de 10X. Las zonas azules representan los
espacios porosos, luego con nicoles cruzados se
partículas es la cementación. Cuando en un
aprecian estos espacios de color negro, donde el
sedimento recién depositado ocurre una fuerte
teñido no altera el resto de la sección fina.
precipitación, debido a que las partículas
sedimentarias no se encuentran confinadas lo
suficiente como para poder mantenecerse cercanas
entre si, el empaquetamiento original tiende a
expandirse debido a la precipitación de minerales.
Tanto para la sección de Mina La Cuesta como para
la Quebrada La Paloma, los tipos de cementos
reconocidos fueron carbonatos (siderita y calcita),
oxihidroxidos de hierro (hematina-goetita) y
Figura 10. Fotografías de la muestra 375FQLP. SN y
minerales de arcillas, siendo estos una serie de
con NX (10X, 2mm)
minerales autigénicos que se encuentran rellenando
SN: sin nicoles; NX: nicoles cruzados.
los poros. El fracturamiento y deformación de los
granos, es producto esencialmente del proceso de
Sandoval (2000), indica que el estudio de los
compactación, y a medida que este aumenta ocurre la
procesos diagenéticos y los cambios que tienen lugar
deformación de minerales y fragmentos de rocas
en los sedimentos, es de gran importancia para la
dúctiles entre las partículas sedimentarias rígidas. En
reconstrucción de la proveniencia y ambiente de
las secciones finas analizadas, fue observada esta
depositación de dichas partículas, ya que la
característica, principalmente entre las micas y los
composición mineralógica de un conjunto de
granos de cuarzo, apreciando una deformación
sedimentos clásticos, en este caso el de las arenas,
mecánica de la mica entre los granos más rígidos de
está controlada por la composición de la roca fuente.
cuarzo (figuras 11 y 12).
Con respecto a los cambios en el grado de
empaquetamiento de los granos, se estima que a
Estudio geoquímico y petrográfico de areniscas
máficos, félsicos y neoformados. En base a estos
minerales accesorios y al criterio geoquímico fue
realizado un diagrama específico, del tipo
Q/10MmMf, para cada sección de la Formación
Cerro Pelado, donde se discrimina entre minerales
máficos y minerales félsicos.
Figura 11. Deformación mecánica de mica, muestra
Minerales Máficos
Minerales
Minerales
15FMC. SN y con NX (40X, 0.5mm)
Félsicos
Neoformados
SN: sin nicoles; NX: nicoles cruzados.
Moscovita y
Hornblenda,
Glauconita
espinela, granate,
circón
arcillas, siderita
magnetita biotita y
(figura 17)
y hematitaopacos (figura 16)
goetita
Tabla 3. Minerales accesorios identificados
petrográficamente
Figura 12. Grano de cuarzo con marcas de
deformación, muestra 415 FQLP.
SN y con NX (40X, 0.5mm)
SN: sin nicoles; NX: nicoles cruzados.
La petrografía y la geoquímica integradas son las
herramientas mas importantes en el análisis de
proveniencia de sedimentos, ya que el estudio
detallado de la composición química, mineralógica
de los sedimentos terrígenos y de sus rasgos
texturales, así como el análisis estadístico de sus
diversos componentes (petrográficos y elementales),
ofrecen los mejores resultados en la interpretación de
proveniencia en cuencas sedimentarias. Los datos
químicos obtenidos por autores anteriores (Montero,
2004) determinaron los siguientes elementos P, K,
Ti, Mn, Li, B, V, Cr, Zn, Rb, Sr, Y, Ba, La y Ce, a
los cuales se les realizó en primera instancia
histogramas de frecuencia para medir la normalidad
de los valores. A partir de este análisis, se realizaron
pruebas de componentes principales, donde se
obtuvieron dos (2) grupos representativos, en los
cuales se asocian elementos como: Cr, B, V, Ti, Y,
La, Ce, K y Rb con una interpretación geoquímica de
posibles resistatos, y otro grupo con los elementos:
Zn, P, Mn, Ba y Li, estos como posibles fosfatos y/o
carbonatos. Lamentablemente no se cuenta con otros
elementos mayoritarios y traza que puedan contribuir
a la interpretación geoquímica de estos grupos
generados, y debido a esto solo se pueden hacer
aproximaciones. Es por esto, que la interpretación
geoquímica de los datos químicos obtenidos por
Montero (2004), se baso principalmente en la
relación con los datos petrográficos generados, en
base a los minerales accesorios identificados en las
secciones finas (tabla 3), y clasificándolos en
En donde para la sección Mina La Cuesta (figura 13)
el aporte de minerales félsicos es superior al de
minerales máficos, pero al observar los gráficos de
dispersión del elemento Cr de las areniscas y el de
porcentajes estimados de los minerales máficos, se
aprecia una congruencia, que es interpretada como
posibles pulsos máficos.
Figura 13. Triangulo de minerales Q/10MmMf,
sección Mina La Cuesta.
Para esta sección se observan dos pulsos máficos
significativos. Mientras que para la sección
Quebrada La Paloma, el aporte de minerales máficos
es mas significativo (figuras 14 y 15), y la
congruencia entre los gráficos de dispersión no es tan
evidente, sin embargo, es observada cierta afinidad
en dos zonas, primero entre las muestras 220 y 225, y
luego para la muestra 70. Estos pulsos máficos
pueden estar asociados a un mayor aporte de una
fuente metamórfica o a la acumulación preferencial
Estudio geoquímico y petrográfico de areniscas
2) Mediante el estudio petrográfico y su aplicación
de minerales pesados, por alguna característica de la
en los diagramas ternarios tipo Dickinson et al.
cuenca. Sin embargo, es evidente la importancia de
(1983), se determinó que la proveniencia de las
realizar un estudio geoquímico y petrográfico
secciones Mina La Cuesta y Quebrada La Paloma,
integrado, para arrojar conclusiones más efectivas
están asociadas a un sitio tectónico de tipo Orógeno
con respecto a la proveniencia de los sedimentos.
Reciclado (cuarzoso y transicional), característico de
zonas de cinturones plegados, suturas y zonas de
subducción.
3) En base a la cuantificación de la porosidad y a las
características texturales observadas (contacto entre
los granos) en las secciones finas, fue determinada
una evolución diagenética intermedia para ambas
secciones de la Formación Cerro Pelado.
4) Por medio de la identificación de los rasgos
morfológicos de los granos, se estimó que la fuente
de los sedimentos no se encuentra lejana a la cuenca.
5) Con la integración del análisis petrográfico y los
datos químicos, se identificaron pulsos máficos en
ambas secciones, sin embargo el mayor aporte es del
tipo félsico.
6) En base a lo antes expuesto y a la interpretación
de las zonas que se encontraban en positivo al
Figura 14. Triangulo de minerales Q/10MmMf,
momento de la depositación de los sedimentos en la
sección Quebrada la Paloma. (a)
cuenca, se propone una mezcla en las fuentes que
dan origen a esta formación, asociados a la
Cordillera de Los Andes, Península de Paraguaná y
hacia el sur a la Formación Matatere esta de tipo
sedimentario.
Figura 15. Triangulo de minerales Q/10MmMf,
sección Quebrada la Paloma. (b)
Figura 16. Minerales opacos, muestra 290FQLP SN
(10X, 2mm)
Conclusiones y recomendaciones
1) Por medio del uso del diagrama ternario de
clasificación de areniscas de Pettijonh et al. (1987),
fueron clasificadas las areniscas de ambas secciones
como sublitoarenitas/ areniscas líticas y grauvacas
líticas, con una predominancia de fragmentos líticos
de origen metamórfico y sedimentario sobre los de
origen ígneo-volcánico
Figura 17. Mineral circón, muestra 290FQLP. SN y
con NX (40X, 0.5mm)
Estudio geoquímico y petrográfico de areniscas
Recomendaciones
Muestra
Q
F
L
Qm F
L
Qp Q/10
1) Realizar estudios petrográficos y geoquímicos
Promedio FMC 82,9 1,7 15,4 73,3 2,7 24,0 74,9 64,2
integrados para la sección Quebrada El Troncón de la
D.S
7,3 1,6 6,9 11,3 2,6 11,2 12,6 12,8
Formación Cerro Pelado, con la finalidad de
establecer correlaciones y la proveniencia definitiva
Promedio FQLP 82,2 2,2 15,6 73,1 3,3 23,7 75,7 63,4
para esta formación.
D.S
5,4 1,3 5,3 8,1 1,8 8,0 8,8 15,0
2) Para la determinación de porosidad en las
muestras de areniscas, utilizar otra técnica al
Muestra
Lv
Ls
Lv Lm Ls Mm Mf
momento de realizar las secciones finas, para de esta
manera obtener mejores resultados.
Promedio FMC 6,2 19,0 19,7 26,7 53,6 2,1 33,7
3) Evaluar y determinar otros elementos químicos
D.S
5,7 12,5 17,1 21,8 23,2 4,3 12,0
que permitan mejorar y refinar los resultados aquí
Promedio FQLP 6,0 18,3 17,5 32,1 50,4 13,8 22,9
obtenidos sobre el aporte máfico para ambas
D.S
3,0 8,2 8,8 19,0 16,2 10,3 12,4
secciones.
Q
=
cuarzo
total,
F
= feldespatos, L = fragmentos
4) Realizar estudios de minerales pesados en la
líticos
total,
Qm=
cuarzo
monocristalino,
Formación Cerro Pelado.
Lt = fragmentos líticos incluyendo variedades de
cuarzo, Qp = cuarzo policristalino, Lv = fragmentos
Qm
líticos volcánicos, Ls = fragmentos líticos
sedimentarios, Lm = fragmentos líticos
metamórficos, Q/10 = cuarzo total entre 10, Mm =
Qp
minerales máficos, Mf = minerales félsicos.
Neoformados
Tabla 4. Valores recalculados para las areniscas de
de arcilla
Chert
las secciones Mina La Cuesta y Quebrada La
Calcita
Paloma.
Feldespato
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Figura 18. Muestra 195FMC. NX (10X)
Chert
Circón
Qp
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Feldespato
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