Formaciones clásticas – carbonatadas del límite Cretácico/Paleógeno en Cuba occidental

Resumen

Mediante una comparación basada en un estudio petrográfico y paleontológico detallado, de cuatro secciones estratigráficas, de las formaciones Peñalver y Cacarajícara; fueron encontradas diferentes evidencias como son: cuarzo de choque, esférulas y el ¨cóctel paleontológico¨. Abundantes esférulas aparecen en los miembros inferiores de ambas unidades; se encuentran rellenas de minerales arcillosos, carbonatados y silíceos, pueden ser ovaladas, o redondeadas. Algunas presentan una textura espumosa interior y las hay rellenas de calcita presentando un revestimiento externo de minerales arcillosos. También se encontraron algunos fragmentos de esférulas carbonatadas con una estructura concéntrica. Las deformaciones planares características del cuarzo de choque, se presentan en tres direcciones de deformación y en ocasiones hasta cuatro. El espectro de asociaciones fosilíferas de diferentes edades y las facies de los extraclastos carbonatados manifestó, ser más amplio en la Formación Cacarajícara, desde arrecifes y bancos carbonatados, hasta los sedimentos pelágicos puros. En este análisis comparativo se determinó el porciento de los tipos texturales de carbonatos, demostrando que los rudstone tienen un mayor predominio en la Formación Cacarajícara. Se analizaron las propiedades petrofísicas en varias muestras; manifestando bajos valores de porosidad y alta densidad. Se reafirman en base a estos resultados, que los depósitos Peñalver y Cacarajícara fueron originados por un mismo evento sedimentológico de origen catastrófico, como consecuencia de un impacto meteorítico.

Catastrophic origin of clastic – carbonate of Cretaceous / Paleogene in western Cuba

Abstract

Through comparison based on a detailed petrographic and paleontological study, made up of four stratigraphic sections of the Peñalver and Cacarajícara formations, there were found various evidences such as: shocked quartz, spherules and the "paleontological cocktail". Abundant spherules appear in the lower layers of both units; they are filled with clay minerals, carbonate and silica; they can be oval or round. Some have a foamy texture and the interior is filled with calcite showing an outer coating of clay minerals. We also found fragments of carbonate spherules with a concentric structure. The planar deformations that quartz shock features occur in three directions of deformation and sometimes even four. The spectrum of fossiliferous associations of different ages and carbonate facies of extraclastos showed they were larger in the Cacarajícara Formation; from reefs and carbonate banks, to pure pelagic sediments. In this comparative analysis the percentage of carbonate textural types was determined, demonstrating that there is a higher prevalence of rudstone in the Cacarajíacara Formation. Petrophysical properties were analyzed in several samples, showing low porosity and high density. They reaffirm the basis of these results that the Peñalver and Cacarajícara deposits originated from the same sedimentological catastrophic event event, as a result of a meteorite impact.

Introducción

En un período de 570 millones de años, para el cual los restos fósiles son utilizables, han ocurrido cinco grandes crisis biológicas, en las cuales muchos grupos de organismos han desaparecido. La más reciente de estas grandes extinciones es la que marcó el límite entre el período Cretácico y el Terciario. Álvarez et al. (1980) basados en la alta concentración de Iridio encontrada en calizas de aguas profundas precisamente de dicho límite en la localidad de Gubbio, Italia. Estos autores consideraron que esta anomalía solo podía estar relacionada con el impacto de un meteorito, teniendo en cuenta que el Iridio es un elemento raro en la corteza terrestre y que por la magnitud de los efectos causados por el mismo, este cuerpo celeste debió haber impactado en la tierra ocasionando un cráter de aproximadamente 10 km de diámetro. Desde entonces se han realizado en diferentes partes del mundo numerosas investigaciones para aprobar o refutar esta hipótesis.

Once años después Hildebrand et al. (1991) identificaron una estructura circular, muy parecida a un cráter, de alrededor de 180 km de diámetro aproximadamente en el noroeste de la Península de Yucatán en México. Según dichos autores este meteorito (Figura 1), de enormes proporciones, impactó sobre dicha península habiéndose encontrado evidencias derivadas, directas e indirectas del impacto, a nivel mundial. Unidades compuestas por arenisca probablemente formadas por este evento se encontraron en el Golfo de México y regiones del Caribe desde finales de los años ochenta. Smit et al. (1992) y Smit et al. (1996) describieron estas capas de areniscas como: (1) sucesión ascendente de varios metros de espesor; (2) secuencia con clastos desordenados en la parte basal, con esférulas, (3) en la parte media, se observó cuarzo deformando (Leroux et al., 1995); y (4) en la parte superior se detectó Iridio. Varios estudios consideraron que grandes olas generadas por el impacto fueron las que crearon estas capas de arenisca (Albertao y Martins, 1996). En tanto Bralower et al. (1998) interpretaron que debido a este impacto, se activaron gigantescos flujos gravitacionales que dieron lugar a la formación de las potentes secuencias del límite K/T.

Figura 1. Cráter del Chicxulub, Península de Yucatán. A) borde del cráter. B) ubicación de los cenotes y cómo se corresponden con él. Modificado y Tomado de Marcelo Dos Santos (especial para Axxón) www.mcds.com.ar

En muchos lugares del mundo se detectó un nivel milimétrico de arcilla con altos contenidos de elementos evaporados, incluido el Iridio (Molina et al., 1998). En el Golfo de México y el Caribe se formaron enormes depósitos clásticos. La más cercana y conocida superficie expuesta del límite K/T, se encuentra en Haití. Esta sección incluye un inusual depósito interpretado como una turbidita vulcanogénica intraformacional. En nuestro país se consideran como depósitos comprendidos en dicho límite a un grupo de unidades formadas sobre diferentes substratos y con características litólogo-petrográficas similares. Pszczólkowski (1986) las denominó megacapas o megaturbiditas considerando que estos depósitos (formaciones Cacarajícara, Amaro y Peñalver), se formaron como resultado de un evento sedimentario de una dimensión excepcional, originado por fuertes terremotos y gigantescas olas que destruyeron los márgenes continentales. Ya en trabajos más detallados del grupo cubano-japonés se publicaron resultados muy relevantes de las formaciones Moncada de la Sierra de Los Órganos, Cacarajícara de la Sierra del Rosario y Peñalver en la región nororiental de Pinar del Río, y las provincias La Habana y Matanzas: Takayama et al. (2000); Kiyokawa et al. (2002) y Tada et al. (2003).

La Formación Cacarajícara aflora en la Sierra del Rosario, provincia de Pinar del Río y se depositó sobre el margen continental de la Plataforma de Yucatán. Esta unidad presenta una gran variabilidad en sus espesores en las diferentes localidades. Las secciones que afloran en Rosario del Sur tienen menor espesor que en Rosario del Norte donde alcanzan entre 500 y 800 m. Dicha formación fue distinguida por Hatten (1957) como "Cascarajícara Formation" y descrita bajo el nombre Cacarajícara por Pszczolkowski (1978). Hatten (1957) describe a la formación como una brecha de hasta 10 m de espesor, compuesta por fragmentos de caliza y silicita. Según Pszczólkowski et al. (1978) la heterogénea composición de los sedimentos en la Formación Cacarajícara, está vinculada con el colapso del borde de una plataforma carbonatada desarrollada sobre una plataforma más antigua, que permite relacionar sedimentos de distintos ambientes y naturaleza. Ellos plantearon que los fósiles resedimentados provenientes del talud y de la plataforma externa; es una demostración de su carácter turbidítico y periplatafórmico.

El depósito fue descrito por primera vez como una megaturbidita calcárea o megacapa clástico –carbonatada por Pszczolkowski (1986). Dicho autor comprobó que la formación se caracteriza por una litología de tipo gradacional; comenzando en su base por brechas que pasan gradualmente a calcarenitas las que conforman la parte principal de toda la sucesión clástica, estas a su vez, pasan a calcilutitas con las cuales culmina el corte de la formación. Dividió a la unidad en un Miembro Inferior (Brecha Los Cayos) y el Miembro Superior (calcarenitas).

Según los estudios cuantitativos hechos por Gil et al. (1998), confirman la gradación en la litología de los carbonatos, constituida por Rudstone en la base que transiciona gradualmente hacia Grainstone, que predomina en la sucesión clástica, estos a su vez, pasan a Wackestone, culminando el corte de la formación. Kiyokawa et al. (2002) dividieron la formación en tres miembros: el Miembro Inferior de brechas, el Miembro Medio de calcarenitas y el Miembro Superior de calcilutitas. Estos investigadores señalan que en el Miembro Inferior de brechas es equivalente al Miembro Los Cayos, donde la matriz es fragmentaria de la misma composición de los fragmentos, aunque la misma es escasa.

La otra unidad en estudio es la Formación Peñalver, la cual se desarrolla en las provincias occidentales –Pinar del Río, La Habana y Matanzas–. La misma tuvo como substrato los depósitos orogénicos formados sobre el antiguo arco volcánico cretácico. Los primeros en describir dicho depósito fueron Brönnimann y Rigassi (1963), asociándolo a pequeñas elevaciones o hileras de lomas. En su estudio señalaron muchos aspectos significativos de la formación a los cuales no se les prestó mayor atención en las dos décadas siguientes. Según estos autores este depósito se trata de un ciclo clástico – calcáreo de gradación singular. La porción basal es de grano grueso (rudítica), masiva y la porción superior es de grano fino, algo estratificada. Dichos autores consideraron que este depósito se corresponde con un gran deslizamiento submarino de masa clástica – carbonatada. La Formación Peñalver sobreyace al flysch de la Formación Vía Blanca del Campaniano – Maastrichtiano tope. En este mismo año reportaron un contacto ligeramente discordante, con huellas de erosión. La estratificación horizontal es visible sólo en la parte más fina de la unidad. En general se trata de una capa potente (30 –180 m) depositada durante un solo evento sedimentario. Estos autores consideran que se formó por una corriente de turbidez, en forma de manto. El material clástico lo consideran derivado de la plataforma insular desarrollada sobre el arco volcánico extinto, al sur de la cuenca de flysch del depósito Vía Blanca. Según (Piotrowska et al., 1981) en las provincias de Pinar del Río (Zona Bahía Honda), La Habana y de Matanzas los rasgos fundamentales de la formación son similares.

La Formación Peñalver se ha interpretado como una megaturbidita (Pszczolkowski, 1986; Iturralde-Vinent, 1992), ella tiene unos 150 km de distribución de este – oeste en la parte norteña de Cuba occidental. Pszczolkowski (1986) señaló que dicha unidad presenta un espesor máximo del orden de 200 metros. Dicho depósito se encuentra cubierto por areniscas y lutitas del Paleoceno (Formaciones Apolo y Capdevila). El hiato estratigráfico en el tope de la formación abarca un intervalo variable, desde el Daniano hasta el Paleoceno completo, en diferentes estructuras de Cuba occidental (Pszczolkowski y Flores, 1986). Bralower et al. (1998); Díaz-Otero et al. (2000) consideran que las asociaciones de foraminíferos planctónicos identificadas en el techo de la Formación Peñalver parecen confirmar la edad K/T propuesta previamente. En la datación de esta formación megaturbidítica debe tenerse en cuenta el carácter reelaborado de los ejemplares que según las especies identificadas tienen una edad que varía desde el Albiano al Maastrichtiano Superior lo que estos autores denominan el ¨cóctel paleontológico¨. Destacan la ausencia de foraminíferos terciarios, incluso en las margas grises o blancas de la parte superior de la formación. Según estos autores la presencia de ejemplares reelaborados del Maastrichtiano Superior y la ausencia de ejemplares terciarios indican la pertenencia de esta unidad al igual que la Formación Cacarajícara al intervalo considerado como límite Cretácico/Paleógeno.

Según Takayama et al. (2000) las rocas de la Formación Peñalver tienen alrededor de 130 m de espesor. En la parte basal de la unidad se distingue una brecha conglomerática que yace discordante y erosivamente sobre la Formación Vía Blanca. Esta brecha está compuesta por fragmentos de rocas carbonatadas y de rocas volcánicas con horizontes ricos en clastos de arcillas de la unidad Vía Blanca. La parte media del corte es una típica homogenita, formada por granos más finos de material principalmente calcáreo, pero que incluye granos de serpentinita y otras rocas. La parte superior está constituida por rocas calcáreo – arcillosas más finas. En estas rocas encontraron variedad de concentraciones de cuarzo impactado, vidrio vesicular y fósiles del Cretácico Superior. También subdividieron la formación en cinco miembros: El Miembro Basal, Inferior, Medio, Superior y más alto, en orden ascendente. Los clastos están principalmente compuestos por fragmentos angulosos a subangulosos de calizas gris blancuzco, Mudstone de color carmelita a verde, rocas volcánicas en ocasiones redepositadas de la infrayacente Formación Vía Blanca. En la parte más baja, las calcarenitas pasan gradualmente a más finas y mejor seleccionadas hacia arriba. En la parte baja de las calcarenitas ocurren, ocasionalmente bioclastos y Mudstone de color verde, cuya cantidad decrece hacia arriba. Consideran que existen fragmentos derivados de una plataforma carbonatada de agua poco profunda.

Materiales y Métodos

Los materiales fundamentales utilizados fueron las secciones delgadas de muestras tomadas en cuatro localidades, dos de la Formación Cacarajícara y dos de la Formación Peñalver (Figura 2), durante la ejecución de los trabajos conjuntos del proyecto Cubano – Japonés acerca de los eventos ocurridos en el límite Cretácico/Terciario en la región del Caribe, el cual se llevo a cabo entre los años 1998 y 2006.

En el afloramiento en el río Santiago se utilizaron 11 secciones delgadas tomadas el 12 de diciembre de 1999, 19 tomadas el día 13 del mismo mes y año, y 17 elaboradas durante el 2001. Todas las muestras se tomaron de abajo hacia arriba en intervalos de de 2 a 3 m. En la localidad Los Tumbos en el río San Cristóbal se utilizaron solo con 6 muestras que sirvieron para enriquecer la información obtenida en el río Santiago. En Santa Isabel se tomaron 54 secciones, donde se hizo un estudio muy detallado tomando muestras cada 25 cm de piso a techo. En la cantera La Victoria I, las 66 muestras sirvieron para completar la parte inferior de la Formación Peñalver. En resumen se trabajó con 53 secciones delgadas de la Formación Cacarajícara y 120 de la Formación Peñalver.

Se contó con numerosos informes de trabajos anteriores de cartografía geológica de diferentes autores y fechas en los que se reportaron depósitos comprendidos en el intervalo estratigráfico considerado como límite Cretácico/Paleógeno (formaciones Cacarajícara y Peñalver de Cuba occidental). Los más importantes son los que a continuación se mencionan:

• ? A. Pszczolkowski et al., 1975 (Provincia de Pinar del Río)

• ? D. Martínez et al., 1991 (Provincia de Pinar del Río y Habana)

• ? P. Brönnimann y D. Rigassi, 1963 (Provincia de la Habana)

• ? K. Piotrowska et al., 1981 (Provincia de Matanzas)

Figura 2. Mapa de ubicación de las localidades en estudio.

También se consultaron numerosos artículos publicados sobre estas formaciones con diferentes puntos de vista, siendo los más importantes los del Grupo Cubano-Japonés compuestos por investigadores del Instituto de Geología y Paleontología, el Museo Nacional de Historia Natural de Cuba y la Universidad de Tokio.

Todos estos informes y artículos sirvieron de mucho ya que permitieron conocer datos muy específicos sobre la composición petrográfica y mineralógica, asociaciones fosilíferas, edad, ambiente de sedimentación e interpretaciones acerca del origen de las formaciones desde diferentes criterios.

Se tuvo acceso a internet, logrando así una visión más amplia del origen catastrófico de las dos unidades, partiendo siempre del impacto cósmico producido por el meteorito. Todas las muestras fueron estudiadas en microscopios petrográficos (Olympus y Leica) que ofrecieron una información segura y de alta calidad. Se realizó un limitado trabajo de campo para poder observar ambas unidades en sus respectivas localidades, realizar su estudio macroscópico, así como verificar en el terreno su emplazamiento geológico y relaciones con otras secuencias estratigráficas, pero en algunos afloramientos existen intervalos que no fueron muestreados. Para la clasificación textural de las rocas carbonatadas se empleó la propuesta por Dunham (1962), aplicando para las calizas con componentes mayores de 2 mm la clasificación propuesta por Embry y Klovan (1971).

Características geológicas de varios afloramientos estudiados, donde aflora las formaciones clásticas – carbonatadas del límite Cretácico/Paleógeno

En el corte de la cantera la Victoria I (Figura 3), se observa muy bien el Miembro Basal de la Formación Peñalver con grandes cantos blandos, enormes olistolitos y bloques de conglomerados (Figura 3). Se trata de un depósito producto de la erosión del arco volcánico cretácico, de ofiolitas y de materiales de una cuenca de edad Campaniano – Maastrichtiano Superior (Formación Vía Blanca y de bancos carbonatados). Además se incluyen cantos sueltos de basaltos, serpentinitas; también arrastrados durante la erosión. En todo el afloramiento se observan grietas, algunas con asfalto. También abundan las fallas normales, algunas presentes en el contacto entre las formaciones Peñalver y Vía Blanca (Figura 3B).

Figura 3. Corte de la cantera la Victoria I donde aflora la Formación Peñalver. A) Vista completa de la cantera. B) Contacto tectónico entre la Formaciones Peñalver y Vía Blanca. C) Miembro Inferior.

En la localidad de Santa Isabel (Figura 4), aflora la Formación Vía Blanca (Campaniano – Maastrichtiano), el cual consiste en una alternancia de lutitas, limolitas y areniscas de composición polimíctica y de color pardo y, en menor proporción, margas. Sobre dicho depósito se dispone discordantemente la Formación Peñalver. Este miembro está compuesto por grandes cantos de la misma composición litológica que la secuencia infrayacente, algunos superiores al metro de diámetro; así como conglomerados bioclásticos y abundantes fragmentos de rudistas. El tamaño del grano decrece lentamente desde calcarenitas hasta llegar a constituir una lutita laminada y finamente una alternancia de calcilutitas y margas.

En el río Santiago aflora la Formación Cacarajícara (Figura 5) y se puede observar en toda su enorme potencia (700 – 800 m), desde el río hasta la cima de la loma Miracielo. La parte inferior de este depósito está constituida por una brecha predominantemente calcárea con fragmentos de estratos en bloque de incluso decenas de metros, que en algunos casos aún conservan su estratificación original. Esta brecha disminuye progresivamente su granulometría pasando a calcarenitas y luego a calcilutitas gruesas.

En el río San Cristóbal, específicamente en Los Tumbos aflora también la unidad Cacarajícara (Figura 6). La base de dicho depósito está compuesta por una brecha con fragmentos silíceos, carbonatados y volcánicos. En contacto con esta secuencia se encuentra la Formación Artemisa, caracterizada por calizas grises. Rumbo al norte por el río la megacapa gradaciona a calcarenitas.

Figura 4. Cantera abandonada cerca de la localidad de Santa Isabel, donde aflora la Formación Peñalver. A) B) Miembro Inferior donde se observan las calcirruditas transicionando a calcarenitas, de arriba hacia abajo. C) y D) Calcilutitas casi margas ubicadas en el Miembro Superior de dicha formación.

Figura 5. Afloramiento de la Formación Cacarajícara ubicado en el río Santiago. A) y B) Grandes fragmentos de silicitas, conservando algunos su estratificación original. C) y E) Miembro Medio de la Formación Cacarajícara en la loma Miracielo (calcarenitas). D) y F) Miembro Inferior de la Formación Cacarajícara, localizado en el río Santiago.

Figura 6. Afloramiento de la Formación Cacarajícara ubicado en el río San Cristóbal. A) Contacto entre las formaciones Artemisa y Cacarajícara. B) Miembro Inferior de dicha formación (río San Cristóbal).

Tipos texturales de carbonatos

En las localidades estudiadas las dos formaciones están compuestas por más de un 80%. Los elementos terrígenos que existen son redepositados propios de otras formaciones y escasos. En Formación Peñalver (Figuras 7 y 8 A) lo que más abunda son los Packestone bioclástico llegando a un 37 %. Le sigue en abundancia los Wackestone encontrados en la parte alta de los cortes, este tipo textural de carbonato llega a un 32 %. Los rudstone no son tan abundantes como los Packestone y Wackestone solo llegan a un 26 %. Los Mudstone no son predominantes en la formación, pero llegan al 5 %, lo que representa un mayor predominio en esta unidad que en la Formación Cacarajícara, ya que en esta ultima no se encontraron.

Figura 7. Representación gráfica de la abundancia de los tipos texturales de carbonatos en las formaciones Peñalver y Cacarajícara.

Figura 8. Representación gráfica en un diagrama rómbico de los tipos texturales de carbonatos. A) Formación Peñalver y B) Formación Cacarajícara.

En las localidades estudiadas la Formación Cacarajícara se caracteriza por el predominio calcirruditas (Figura 7 y Figura 8 B), las cuales se manifiestan en mayor por ciento como rudstone llegando a un 47% con litoclastos subredondeados y angulares de calizas las cuales se manifiestan como Mudstone calcáreo, Grainstone con abundantes intraclastos, Packestone bioclásticos, Wackestone bioclástico con abundantes radiolarios. En la parte media del corte la calcarenitas se comportan como Packestone intrabioclástico, estas son también muy abundantes en esta unidad, alcanzan un 40 %. Las calcilutitas en la parte superior del corte se manifiestan como Wackestone; estas rocas no son muy abundantes en los afloramientos estudiados, no sobrepasan el 13 %. En los cortes geológicos estudiados de dicha formación los Mudstone no se encontraron.

También se realizaron diagramas rómbicos para cada formación; donde la Formación Peñalver abarca un mayor rango en toda la figura. Queda demostrado que en este depósito existen casi todos los tipos texturales de carbonatos (Figura 8).

Propiedades físicas determinadas a dos muestras del afloramiento "Loma Mira Cielo" pertenecientes a la Formación Cacarajícara

Fueron entregadas dos muestras de la Formación Cacarajícara para su caracterización petrofísica. Dichas muestras no presentan una forma geométrica definida y por su constitución al parecer no presentan propiedades como reservorio en cuanto a volumen de poros y permeabilidad. Se observan restos de petróleo denso en fracturas dispersas.

Para su estudio se decide determinarle la Susceptibilidad Magnética por el método de Inducción, empleando el Kapámetro exSoviético IMV-2, así como la densidad total y densidad de matriz aparente empleando el método hidrostático de inmersión, conocido también en la literatura como método de Arquímedes.

Susceptibilidad Magnética

La susceptibilidad magnética (() es una medida de la magnetización de la muestra (capacidad de magnetización bajo la acción de un campo externo). La susceptibilidad magnética es una magnitud adimensional. Con el Kapámetro IMV-2, es obtenida en el sistema CGS. Las rocas pueden estar constituidas por minerales ferromagnéticos (alta susceptibilidad magnética) o minerales diamagnéticos y paramagnéticos de baja susceptibilidad magnética, como la que presentan la mayoría de las rocas sedimentarias clasificándose en "prácticamente no magnéticas", alcanzando valores desde cero hasta 30 x 10-6 CGSM. El cuarzo, calcita, dolomita, piroxeno, olivino y otros son minerales no magnéticos. La susceptibilidad magnética determinada con este equipo es a través del "Método de Inducción",

Porosidad, Densidad total y densidad de matriz.

La porosidad y la densidad total son dos de los parámetros más empleados por los reservoristas y de forma generalizada se determinan por el método de inmersión (hidrostático), en condiciones de laboratorio. La porosidad total es la relación que existe entre el volumen de poros y el volumen total de roca o sea, la capacidad que tiene una roca de almacenar fluidos y se expresa a través de la siguiente expresión:

Donde:

Vpor: Es el volumen de los poros

Vroca: Es el volumen total (poros y parte sólida)

La densidad total o volumétrica de la roca es la relación que existe entre el peso seco de la roca y su volumen total y se expresa a través de:

La densidad de la matriz (densidad de la parte sólida) es la relación que existe entre el peso total de la roca y volumen de la parte sólida y se expresa a través de:

Las muestras fueron medidas según los procedimientos existentes en el laboratorio de Física de Yacimientos del CEINPET. Como se puede apreciar en estos resultados, desde el punto de vista magnético, no hay presencia de minerales magnéticos en las rocas y consideramos que esto está dado por el predominio de cuarzo y componentes terrígenos.

En cuanto a su baja porosidad y alta densidad podemos inferir que si tuvo en algún momento cierto grado de porosidad primaria, esta se perdió en el proceso de enterramiento de la roca, no mostrando en la actualidad buenas propiedades como reservorio.

Evidencias mineralógicas

Las evidencias encontradas en los cortes estratigráficos son: cuarzo chocado (Figuras 9, 10, 11 y 12), su origen es producto del impacto meteorítico (Hildebrand et al., 1991). Este tipo de cuarzo se observó a todo lo largo de los afloramientos estudiados. Las esférulas solo se encontraron en la parte inferior de cada unidad, con mayor predominio en la Formación Peñalver.

La presencia de cuarzo laminado en las capas de rocas de la misma edad del impacto del meteorito es el reflejo de la presión generada por el choque. Estos cristales volaron a la atmósfera y cayeron al mar, donde se acumularon junto con los otros materiales producto del impacto. El cuarzo de choque es una forma de cuarzo que, al estudiarlo en el microscopio, puede observarse que la estructura del mismo se encuentra desplazada a lo largo de planos cristalográficos; a estos planos se les llama ¨Rasgos de Deformación Planar¨ (PDFs). Las PDFs son deformaciones planares producidas por choque en minerales (especialmente el cuarzo) bajo la forma de lamellas isotrópicas estrechamente espaciadas que siguen las direcciones de los planos cristalográficos. Estas deformaciones pueden estar decoradas por inclusiones fluidas y/o minerales (Figuras 9C y D, 11 A) como consecuencia de un templado posterior; esto se produce con elevadas presiones (pero no elevada temperatura).

De acuerdo con los conocimientos actuales, las PDFs no se pueden formar por procesos geológicos endogenéticos. De este modo, la presencia de PDFs tiene un papel importante en el establecimiento y autentificación de una estructura de impacto. Las PDFs en el cuarzo se observan rectas y paralelas debido a que siguen los planos cristalográficos de la red cristalina no deformada. Como es bien conocido, los cristales de cuarzo pueden sufrir deformaciones plásticas que conllevan una deformación de la red cristalina. En sección delgada, estas deformaciones pueden ser observadas de una manera fácil bajo la forma de una extinción ondulatoria al rotar la platina del microscopio de polarización (Fig. 11). De manera obvia, los "planos" cristalográficos en el cristal se puede decir de cierta forma que no son planos. En las formaciones Peñalver y Cacarajícara este cuarzo deformado abunda de un 3 % a un 4 % del total de número de granos de cuarzo. Según Kiyokawa et al. (2002) las deformaciones se encuentran en el cuarzo en tres direcciones. En este trabajo se logró observar las PDFs (Fig. 9E y 10A), según las posición del eje c en 4 direcciones (f, ß, d, ?).

Figura 9. A), B), C) y D). Cuarzo de choque localizado en la cantera La Victoria I perteneciente a la Formación Peñalver. La cantera La Victoria I.

De acuerdo con los críticos de las PDFs curvadas, sería verdad que la red cristalina se deformaría presentando una extinción ondulante, pero las PDFs deberían permanecer rectas. No obstante, dado que no seguirían la orientación cristalográfica, estas PDFs no serían PDFs. Por el contrario, vemos las cosas de una manera más simple y predecimos unas PDFs curvas que serán el reflejo de la deformación existente en la red cristalina. Dado que un impacto puede afectar a un objetivo ya deformado por la tectónica, en este caso no debería ser extraña la presencia de PDFs curvas en los cuarzos deformados plásticamente antes del choque. Por otra parte, es de esperar que se desarrollen PDFs curvadas por la acción de deformación plástica posterior al choque durante el mismo proceso de caracterización (en los estadios de excavación y modificación), no excluyendo una posterior acción tectónica con el correspondiente curvado de las PDFs.

En la Figura 10D y 11 mostramos microfotografías obtenidas mediante la rotación de la platina del microscopio de polarización (nicoles paralelos); en ellas puede observarse claramente que el curvado de las PDFs está íntimamente asociado con la extinción ondulante. De hecho y en sentido estricto, "los rasgos de deformación planar curvados" supone una contradicción terminológica.  Pero dado que las PDFs hacen referencia a la red cristalina y no al concepto matemático de un plano, una redenominación parece ser dispensable.

Figura 10. A), B), C), D). Cuarzo de choque localizado en la cantera La Victoria I perteneciente a la Formación Peñalver y Formación Cacarajícara.

Figura 11. Microfotografías obtenidas mediante la rotación de la platina del microscopio de polarización (nicoles paralelos), Formación Cacarajícara.

Figura 12. Cuarzo de choque localizado en la cantera La Victoria I perteneciente a la Formación Peñalver

Otra evidencia son las esférulas las cuales son las gotas de roca fundida, en este caso, creadas por el choque del meteorito. Se pueden haber formado cuando la roca fundida se esparció en el aire por el impacto de un meteorito. O pueden ser concreciones, de material acumulado, que se formó por los minerales disueltos en el agua y que se difunden a través de la roca. Se encuentran en múltiples capas porque después del impacto fueron "procesadas" por la erosión para crear nuevas capas de sedimentos. Es este proceso el que, después de mucho tiempo tras el impacto, ha recolocado algunas de estas esférulas en los sedimentos que, a juzgar por el contenido de fósiles de los mismos, están en el límite Cretácico/Paleógeno.

Todavía no se reconoce con certeza las esférulas en la Formación Cacarajícara. Sin embargo el proyecto Cuba – Japón, en uno de sus trabajos relacionados con dicha unidad, encontró en el Miembro Inferior tres tipos de esférulas. En esta investigación se encontraron esférulas en la Formación Cacarajícara en tres secciones delgadas tomadas en la parte inferior del depósito. En la Formación Peñalver abundan mucho más que en el depósito antes mencionado, pero solo en el Miembro Basal y Medio (Figuras 13, 14, 15, 16). Esto se debe a que son gotas de roca fundida y por gravedad lo más pesado cae primero. Es habitual encontrarlas rellenas de minerales arcillosos, carbonatados y silíceos (Figura 14 y 16). Algunas tienen forma ovalada, otras redondeada con textura espumosa interior (Figuras 13, 14, 16). Las hay rellenas de calcita presentando un revestimiento externo de minerales de arcillosos. Existen esferoides que se corroen fuertemente y son escasamente reconocibles. Se encontró fragmentos de la caliza con forma concéntrica, con algunas burbujas (Figura 15 B).

Figura 13. Comparación de las esférulas espumosas localizadas en el río Brazos, Texas (Smit et al., 1996); con las esférulas encontradas en la cantera La Victoria I, pertenecientes a la Formación Peñalver (Miembro Basal), Cuba occidental.

Figura 14. Comparación de las esférulas espumosas localizadas en el río Brazos, Texas (Smit et al., 1996); con las esférulas encontradas en la cantera La Victoria I, pertenecientes a la Formación Peñalver (Miembro Basal).

Figura 15. Comparación de las esférulas espumosas y fragmentos de calizas concéntricos con burbujas, localizadas en Arroyo de Mimbral, México (Smit et al., 1996); con las esférulas (A) y los clastos redondeados de calizas (B), encontradas en la cantera La Victoria I, pertenecientes a la Formación Peñalver (Miembro Basal).

Figura 16. Esférulas con componente silíceo, encontradas en la cantera La Victoria I, pertenecientes a la Formación Peñalver (Miembro Basal) (X: 378 432; Y: 359 992), municipio de Jaruco, provincia de La Habana.

Evidencia paleontológica

La asociación fósil del límite Cretácico-Terciario (KTB) para el área del Caribe recientemente se ha descrito como un "cóctel" de elementos fósiles redepositados de estratos más viejos que el Paleoceno; siguiendo la teoría del impacto cósmico ocurrido hace 65 millones de años en la Península de Yucatán, México (Bralower et al., 1998). Una mezcla distintiva similar de foraminíferos redepositados fue encontrada en las secuencias estudiadas en Cuba occidental. En las formaciones Peñalver y Cacarajícara, esta asociación fósil incluye foraminíferos planctónicos y bentónicos, radiolarios y nannofósiles de diferentes edades dentro del Cretácico. Los foraminíferos planctónicos y bentónicos están representados por especies índices de diferentes intervalos desde el Albiano hasta el Maastrichtiano Superior Tardío (Fig. 17).

Se utilizaron seis secciones delgadas de cada depósito, para determinar la edad de los fragmentos carbonatados redepositados en cada formación. El estudio de las seis secciones delgadas en la Formación Peñalver muestra una diversa y abundante asociación de macroforaminíferos del Maastrichtiano Superior, propios de plataforma abierta y prearrecifal (Tabla I) (Fig. 18 B, C, D, E). En comparación con las muestras estudiadas de la Formación Cacarajícara, éstas presentan menos cantidad de litoclastos del Campaniano – Maastrichtiano, del Cretácico Medio (Albiano – Cenomaniano) de facies someras y pelágicas, se observan clastos con ¨pitonélidos¨, y subordinadamente de facies someras de edad Santoniano – Campaniano. Todos ellos probablemente relacionados a sedimentos del arco volcánico cretácico.

El estudio de las seis muestras de la Formación Cacarajícara (Tabla II) (Fig. 18 A, F, G, H, I, J, K, L) arroja que los clastos que más abundan corresponden a los de facies de bancos carbonatados de edad Albiano – Cenomiano (similares a las descritas en las calizas Guajaibón). Se reporta de forma subordinada clastos calcáreos cuyo componente fundamental son los ¨pitonélidos¨, considerados en la actualidad como quistes calcáreos de dinoflagelados. Son organismos que habitaron en aguas superficiales, cálidas, salinas y ricas en CaCO3. Asociaciones ricas en ¨pitónelidos¨ se encuentran en sedimentos calcáreos de granos finos de plataformas profundas y batial superior. Su distribución bioestratigráfica es del Albiano – Cretácico Superior. Estas microfacies también se describen en la Formación Guajaibón (Díaz-Otero, 1985). La presencia de estos carbonatos de aguas más profundas se explican como consecuencias de cambios eustáticos cíclicos (Gil-González et al., 1997).

Figura 17. Fósiles característicos de las formaciones Peñalver y Cacarajícara A) Asterorbis cubensis. B) Fragmento de coral C) Pseudorbitoididae D) Fragmento de coral. E) Orbitoides sp. F) Fragmento de rudista.

Se registra raramente (1 clasto) facies que parecen igualmente de banco pero de edad Senoniano (Coniaciano – Campaniano), más joven que las descritas en esta formación. Además se reporta un clasto calcáreo con Sulcorbitoides pardoi, del Campaniano – Maastrichtiano Inferior? (Figura 18F), que habría que analizar si corresponde a la Formación Moreno. Se reporta también, aunque de manera subordinada, fragmentos provenientes del margen continental del (Jurásico Superior – Cretácico Inferior): Wackestone de radiolarios y Nannoconus (Formación Sumidero y/o Polier) (Figura 18K) y Mudstone con Globochete alpina (Figura 18H), que se asemejan a microfacies descritas en la parte inferior de la Formación Artemisa. Hay algunos fragmentos con grandes Foraminíferos orbitoidales del Campaniano – Maastrichtiano, que pudieran ser resedimentados de facies más abiertas de la plataforma. La presencia en éstas de grandes fragmentos de rudistas y bivalvos indican destrucción de bioconstrucciones adyacentes.