Introducción

La presente investigación está dirigida a determinar la petrología de las unidades ígneo-metamórficas en la zona del pico Pan de Azúcar, sector páramo La Culata, mediante un levantamiento geológico de superficie y un posterior análisis petrográfico con la finalidad de delimitar las diferentes unidades geológicas y sus contactos, e inferir el posible origen de las mismas, para así comprender la evolución de estos cuerpos a lo largo del tiempo geológico y  actualizar la cartografía geológica de la zona. El área de estudio se localiza en los andes centrales venezolanos, a 28 kilómetros al noreste de la ciudad de Mérida, en el sector páramo La Culata - pico Pan de Azúcar, entre el municipio Libertador y Caracciolo Parra Olmedo (Figura 1) y posee una extensión aproximada de 12 km2.

Metodología

La etapa preliminar consistió en la recopilación del material bibliográfico, cartográfico y fotos aéreas, tales como: Mapa geológico de la región de Mérida a escala 1:50.000 del Ministerio de Energía y Minas (1981), cartas topográficas a escala 1.25.000 (5942-II-NE y 6042-III-NO) realizadas por la Dirección de Cartografía Nacional, entre 1974 y 1975; fotografías aéreas (Misión A-34, fecha de vuelo: 1952, escala: 1:40.000, números de fotos 568-569-570 y 538-539-540), imágenes satelitales Aster de 14 bandas (2013) y se usó la herramienta Google Earth (2016). Se elabora un mapa base con toda la información obtenida. La segunda etapa consistió en el levantamiento de campo, en la cual se identificaron las unidades geológicas, se recolectaron muestras y se determinaron las relaciones de campo. Para la descripción de los afloramientos y de las diferentes unidades geológicas presentes se consideró: la ubicación geográfica en coordenadas UTM, el grado de meteorización de los afloramientos, descripción de la litología y la mineralogía de la roca, sus texturas, tamaño de grano, grado de alteración, estructuras como orientaciones, bandeamientos y foliaciones, además de características estructurales, tales como diaclasas, fallas, pliegues, entre otros. Se determinaron las relaciones de campo existentes entre los cuerpos ígneos y las rocas metamórficas y se estableció el tipo de contacto. En la tercera etapa se elaboraron las secciones finas del conjunto de rocas y se procedió a su análisis petrográfico, empleando la nomenclatura expuesta en Castro (1989). Para rocas plutónicas se describió el grado de cristalinidad, tamaño y distribución de los cristales, patrón textural (textura principal y texturas especiales) y composición mineralógica porcentual (% en volumen de minerales primarios y secundarios). Se clasificaron según Streckeisen (1991). Para rocas metamórficas se tomó en cuenta la textura de la roca, composición mineralógica, paragénesis mineral y condiciones a las cuales la roca ha sido sometida. La clasificación se basó en el criterio mineralógico-textural propuesto por la Subcomisión Sistemática de Rocas Metamórficas (SSCMR), de la Unión Internacional de Ciencias Geológicas (UIGS). A través de las asociaciones mineralógicas (paragénesis), propuestas por Hydman (1976), se definieron las facies y subfacies metamórficas y  a su vez se determinaron los diversos rangos de presión y temperatura involucrados en los procesos metamórficos de acuerdo al diagrama de presión-temperatura de Winter (2001). La última etapa consistió en el análisis y discusión de los resultados obtenidos en el transcurso de la investigación para interpretar e inferir los procesos petrogenéticos de las unidades ígneas y metamórficas, y luego se realizó un mapa geológico de la zona de estudio a escala 1:12.000, que permite la distribución de las unidades litológicas detalladamente. 

Resultados

Se determinaron dos unidades ígneas y una metamórfica, a saber: granodiorita de El Carmen, granito de la Culata y Asociación Sierra Nevada, respectivamente. 

La granodiorita de El Carmen ocupa 4,2 km2 en el área de estudio, aflora en forma de apófisis de forma lineal que está en contacto intrusivo y sinuoso con esquistos y gneis de la Asociación Sierra Nevada. Es de color blanquecino y aspecto moteado por la presencia de biotita y clorita, con textura fanerítica, con diaclasamiento y profunda meteorización generalizada. 

El análisis petrográfico determinó que la Granodiorita de El Carmen es una roca félsica leucocrática. Posee textura holocristalina, hipidiomórfica, inequigranular, seriada, de grano grueso a medio, indicando que durante la cristalización la tasa de crecimiento fue alta con respecto a la tasa de nucleación (Winter, op cit). Su mineralogía promedio es: Cuarzo: 34%; Plagioclasa (An14-30): 27-31 %; Ortosa: 11-12 %; Clorita: 10-12 %; Muscovita: 5-6 %; Biotita: 2-4 %; Microclino: 3-4 %; Epidoto: 2-3%; Apatito: 1-2 %; Opacos (Magnetita, Hematita, Ilmenita): 1 %; Circón: 0,5-1 %;.

El granito de La Culata ocupa 4,7 km2 en el área de estudio (batolito que posee una extensión superficial de 738 km2), es de forma elipsoidal (largo/ancho > 1; Clarke, 1992) y se encuentra en contacto intrusivo sinuoso con las rocas metamórficas de la Asociación Sierra Nevada y en contacto tectónico con la granodiorita de El Carmen. Presenta filones de cuarzo y diques de textura aplítica. La roca fresca es de color gris claro mientras que el color de meteorización es entre gris medio, ocre y pardo. Posee textura fanerítica, inequigranular de grano medio, holocristalino e hipidomórfico, compuesto por cuarzo, feldespatos y micas (muscovita, biotita y clorita) que le proporcionan un aspecto moteado.

Del estudio petrográfico se obtiene que es leucocrático, compuesto principalmente por minerales félsicos. Según la clasificación APQ de Streckeisen (1991), el Plutón de La Culata presenta una composición que varía entre monzogranito y cuarzomonzonita. La composición mineralógica promedio para el monzogranito consiste en: Plagioclasa (An14-30): 24=31 %; Microclino: 10-19 %; Cuarzo: 17-19 %; Ortosa: 13-15 %; Muscovita: 5-7 %; Clorita: 7-14 %; Epidoto: 2-3 %; Biotita: 2 %; Apatito: 1,2-1,4 %;  Opacos (Magnetita, Ilmenita, Pirita): 1,3 %;  Esfena: 0,8 %; Rutilo: 0,6 %; Circón: 0,3-0,8 %; mientras que para la cuarzomonzonita consiste en: Plagioclasa (An12-26): 36-44 %; Ortosa: 14-26 %; Cuarzo: 10-11 %; Microclino: 8-15 %; Clorita: 4-8 %; Epidoto: 2-3 %; Muscovita: 2,2 %; Biotita: 1-2 %; Apatito: 1,4 %;  Opacos (Magnetita, Ilmenita): 1,1 %; Circón: 0,6 %; Esfena: 0,3-0,8 % ,Zoisita: 0,5 %. 

La Asociación Sierra Nevada está constituida principalmente por esquisto y gneis estructurados por metamorfismo regional de rocas sedimentarias (principalmente pelitas), durante el Precámbrico y el Paleozoico Temprano. El metamorfismo sufrido por esta unidad varía de grado medio a alto, y localmente ocurre superposición de metamorfismo de contacto debido a la presencia de intrusiones ígneas (Solano, 2010). En el área de estudio varía litológicamente entre gneis, esquisto y pegmatita, siendo los gneises la roca más abundante. Se presenta altamente meteorizada y en contacto intrusivo con la granodiorita de El Carmen. 

El esquisto de grano medio a grueso presenta color gris oscuro y gris claro intercalado, con planos de foliación moderadamente definidos, formados esencialmente por paquetes de cuarzo, mica y feldespato. El color de meteorización generalmente es gris y pardo en parte por la alteración de micas oscuras. En ocasiones intercalado con gneis y bandas de pegmatitas. El gneis de grano grueso y medio posee una composición cuarzo feldespática micácea y en general está intercalado con esquisto. Exhibe porfidoblastos de cuarzo y feldespato embebidos en una matriz generalmente de color gris o negro formando bandamientos de cuarzo, feldespato y micas, principalmente muscovita y biotita, definiendo la textura de augeneis. En general estos porfidoblastos se presentan alineados y en bandas. Los colores de meteorización van de gris medio, pardo a naranja. La pegmatita se presenta en bandas de 2 a 5 metros de espesor en contacto con gneis y esquisto y está constituida por cuarzo, feldespato y mica. Son de color blanco y su color de meteorización es ocre. Del análisis petrográfico se obtiene que Las rocas de la Asociación Sierra Nevada se clasifican según la Subcomisión  Sistemática de Rocas Metamórficas (SSCMR, 2007) en esquisto cuarzo micáceo: Cuarzo: 37,4 %; Biotita: 31,3 %; Plagioclasa (An6-10): 12,6 %; Ortosa: 8 %; Muscovita: 4 %; Epidoto: 2,4 %; Apatito: 1,4 %; Opacos (Magnetita, Ilmenita, Hematita): 1,7 %; Circón: 0,7 %; Rutilo: 0,5 %. y gneis cuarzo micáceo en ocasiones con granate: Cuarzo: 30,3 %; Muscovita: 17 %; Biotita: 1 5%; Plagioclasa (An8-10): 13 %; Ortosa: 8 %; Microclino: 5 %; Clorita: 4 %; Epidoto: 3,5 %; Apatito: 1,8 %; Magnetita: 1 %; Circón: 0,8 %; Hematita: 0,4 %; Esfena: 0,2 %. 

En general, la paragénesis mineral está constituida por muscovita-biotita-cuarzo-albita±magnetita, indica una facies de los esquistos verdes dentro de la zona de la biotita. En ocasiones hay presencia de sillimanita, con paragénesis mineral constituida por: cuarzo-plagioclasa-biotita-muscovita-sillimanita, ubicándola en la facies de la anfibolita zona de la sillimanita-muscovita. 

El gneis exhibe textura granolepidoblástica, foliación metamórfica y bandeado composicional definida por una intercalación de bandas delgadas de micas y bandas más gruesas de cuarzo y feldespatos. En promedio, el tamaño de los blastos varía entre 0,1 mm y 1 mm con porfidoblastos de 1,5 mm a 3 mm de ortosa y microclino, principalmente. La paragénesis mineral para estos gneises está constituida por: muscovita-biotita-cuarzo-albita ±magnetita indicando facies de los esquistos verdes, zona de la biotita. En zonas con granate presentan asociación mineral con muscovita-cuarzo-albita-feldespato K- almandino, ubicando a la roca en la facies de los esquistos verdes, zona del granate (almandino). Con toda la información obtenida y los análisis realizados se elaboró un mapa geológico a escala 1:25.000 (Figura 2).

comportamiento dinamotermal de este metamorfismo, se manifiesta por la presencia de extinción ondulatoria, formación de subgranos en el cuarzo, mica fish, porfidoclastos, extinción ondulatoria en mica muscovita, entre otras, lo cual indica que estas rocas se deformaron en un ambiente de cizalla con un comportamiento dúctil. Las pegmatitas demuestran la influencia de altas temperaturas y corresponden a segregaciones sin raíces (Grauch (1975, citado en Moreno, 2016) de material pegmatítico, en contacto concordante con la roca caja, eso significa, que no guardan relación con otros cuerpos graníticos, y se considera que fueron originadas a través del metamorfismo de alto grado de la unidad estudiada. 

Brown (2013) indica que el metamorfismo y la deformación se llevaron a cabo durante el Triásico sincrónicamente con las intrusiones graníticas del Triásico que resultaron de la colisión continental y el posterior colapso orogénico Herciniano, justo antes de las etapas iniciales de rifting continental de Pangea. El granito de La Culata y la granodiorita de El Carmen después de su emplazamiento en el Triásico (Baquero et all, 2015 y Van Der Lelij R., 2013) indican que fueron sometidos a esfuerzos y deformación, lo que provocó una actividad metasomática que se manifiesta, mediante la cloritización de la biotita y sericitización de feldespatos y plagioclasas. 

Conclusiones

Las unidades ígneas están representadas en la zona de estudio por la granodiorita de El Carmen y el granito de La Culata.

La granodiorita de El Carmen está en contacto intrusivo con esquistos y gneis de la Asociación Sierra Nevada del Precámbrico. La roca tiene una textura fanerítica, de grano medio a grueso, de color blanco a gris claro, con aspecto moteado por la presencia de micas oscuras como biotita y clorita.

El cuerpo plutónico El Carmen, se clasifica, según el triángulo APQ de Le Bas & Streckeisen (1991), como granodiorita, con índice de color (IC) menor a 25,5, por lo que se considera como leucocrática.

Las condiciones de formación para la granodiorita de El Carmen de 211,6 (+1,0/-0,0) Ma (Van Der Lelij R. 2013) correspondiente al Triásico Tardío se estiman entre 780 °C y 600 °C, de 2 - 5 Kbar y una presión de H₂O mayor a 5 Kbar, dentro de las condiciones subsolvus. 

El granito de La Culata es un cuerpo intrusivo, de color blanquecino, con textura fanerítica y cristales que varían de grano medio a fino. Compuesto por cuarzo, feldespato y mica. Holocristalino, hipidomórfico y aspecto moteado proporcionado por las micas biotita y clorita.

En el área de estudio el granito de La Culata se encuentra en contacto tectónico con la granodiorita de El Carmen, esto se infiere a partir de la interpretación de imágenes satelitales y análisis petrográficos de rocas que muestran deformación en esta zona. 

El granito de La Culata corresponde a monzogranito y cuarzomonzonita  según Le Bas & Streckeisen (1991).

Para el granito de La Culata de 207,3 (+4,0/-3,0) Ma (Baquero et al., 2015) correspondiente al Triásico Tardío, se proponen condiciones de cristalización que oscilan entre 760 °C-600 °C, y 3-4 Kbar, con presiones de H₂O mayores a 5 Kbar dentro de las condiciones subsolvus. 

El modelo de emplazamiento planteado para los plutones El Carmen y La Culata es ballooning, es decir, por intrusión forzada del magma, a una profundidad que varía entre 5 y 15 km. Son necesarios datos geofísicos que permitan establecer la forma del cuerpo en profundidad.

Ambos granitos presentan sericitización de feldespatos y cloritización de biotita, texturas de deformación como: maclas deformadas, muscovita y cuarzo con extinción ondulatoria, lo cual sugiere que estos granitoides posiblemente estuvieron asociados a una intensa deformación después de su emplazamiento, que además de fracturarlos también generó una actividad metasomática.

Las rocas metamórficas en el área están representadas por: esquisto cuarzo micáceo, esquisto cuarzo micáceo sillimanítico, gneis cuarzo feldespático, gneis cuarzo feldespático granatífero y gneises cuarzo micáceos de la Asociación Sierra Nevada, siendo los gneises el grupo litológico más abundantes en la zona.

Las unidades metamórficas se ubican en la facies de los esquistos verdes, zona de la biotita compuesta por: muscovita-biotita-cuarzo-albita±magnetita y zona del granate constituida por: muscovita-cuarzo-albita-feldespatoK-almandino. También se encontraron rocas que corresponden a la facies de la anfibolita identificada por la asociación: cuarzo-plagioclasa-biotita-muscovita-sillimanita.

La textura granolepidoblástica es la que predomina en las rocas metamórficas, con evidencias texturales que indican la influencia de procesos de deformación y cizallamiento, como micas fish, pórfidoclastos, formación de subgranos en el cuarzo y extinción ondulatoria en muscovita y cuarzo.

Las rocas de la Asociación Sierra Nevada sufrieron un metamorfismo regional de grado medio a alto y su protolito posiblemente sea de origen pelítico. 

Referencias

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