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IX CONGRESO CUBANO DE GEOLOGA (GEOLOGIA 201 1)Depsit os Metli cos Mine ra lo ga y Petr olo ga GEO4-P8

CUARTA CONVENCIN CUBANA DE CIENCIAS DE LA TIERRA, GEOCIENCIAS 201 1.Memorias en CD-Rom, La Habana, 4 al 8 de abr i l de 2011. ISBN 978-959-7117-30-8 1

CARACTERIZACIN PETROLGICA Y GEOFSICA DEL COMPLEJO DEIMATACA EN EL SECTOR LA QUINA. ESTADO BOLIVAR. VENEZUELA

Lus Carrera Figueroa (1), Roberto Daz Martnez (2) , Rosendo Oa Alvarez (3), AntonioRodrguez Vega

(2),William Boggio Marcano

(1)y Rosana Prez Daz

(1)

(1) Instituto Universitario de Tecnologa del Estado Bolvar. Venezuela-Estado Bolvar(2) Instituto superior Minero Metalrgico de Moa, Cuba.(3) Empresa Geominera Centro, Cuba.

RESUMEN

A partir de la caracterizacin petrolgica y geofsica de las rocas del complejo de Imataca en el sector La Quinase delimitaron reas muy perspectivas para la localizacin de metasomatitas alcalinas con tierras raras y

elementos radioactivos. En la zona conocida como Cerro del Dique las rocas constituyen metasomatitascompletas constituidas esencialmente por cuarzo, feldespato potsico y albita, con una mineralizacinacompaante de tantalita-columbita, y adems con magnetita, hematita y casiterita. En la segunda rea afloranrocas metasomticas con minerales de tierras raras y elementos radioactivos; esta alteracin se acompaa deabundantes minerales raros en forma de pequeos cristales que en ocasiones alcanzan amplia distribucin enla roca. Parecen ser minerales radiactivos, ya que suelen presentar alteracin metamctica, tornndosetotalmente istropos. Donde estn menos metamictizados presentan indicios que hacen pensar en xenotima.Las anomalas radiactivas son intensas con valores que oscilan entre 20 y 260 conteos por segundos, lo quehace pensar en cierta concentracin anmala de minerales radioactivos.

ABSTRACT

From the petrologic and geophysical characterization of the rocks of Imataca's complex in the sector The Quinaareas delimited very perspectives for the location of metasomatitas alkaline with rare lands and radioactiveelements. In the zone known as Hill of the Dike the rocks constitute metasomatitas compline constitutedessentially by quartz, potassium feldspar and albita, with a mineralization accompanist of tantalita-columbita, andin addition with lodestone, hematita and casiterita. In the second area rocks show metasomticas with mineralsof rare lands and radioactive elements; this alteration accompanies of abundant rare minerals in the shape ofsmall crystals that in occasions reach wide distribution in the rock. They seem to be radioactive minerals, sincethey are in the habit of presenting alteration metamctica, returning totally istropos. Where they are fewermetamictizados present indications that they make think in xenotima. The radioactive anomalies are intense withvalues that range between 20 and 260 counts per seconds, which it makes think about certain anomalousconcentration of radioactive minerals.


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INTRODUCCIN

Estudios petrolgicos y geoqumicos realizados en la regin de estudio (Chase, et al.1965;Kalliokoski, 1965; Ratmiroff, 1965; Dougan, 1972) sealan la existencia, al noroeste de la falla Guri

del complejo de Imataca, mientras que al sureste se extiende la Provincia de Pastora.

En la zona de estudio se amalgaman rocas de diferentes composiciones y edades pertenecientes aambas provincias metalogenticas poco diferenciadas desde el punto de vista petrolgico ygeoqumico.

La insuficiente informacin petrolgica y geofsica existente sobre las rocas del sector La Quina, lascuales son acompaadas de una posible existencia de mineralizacin de tierras raras con elementosradiactivos, constituye el problema de la presente investigacin.

Marco geolgico

En Suramrica las rocas pertenecientes al sistema precmbrico se encuentran primordialmenteconcentradas en los escudos Brasilero y de Guayana. La zona de estudio est contenida en esteltimo. El Escudo de Guayana tiene forma oval y su expresin septentrional se localiza al Sur del roOrinoco y ocupa aproximadamente el 50% de la superficie de Venezuela con rocas tan antiguascomo 3.41 Ga (Granulitas y Charnockitas del Complejo de Imataca) y tan jvenes como 0.711 Ga(Kimberlitas eclogticas de Guaniamo) que registran, en buena parte, una evolucin geotectnicasimilar a la de los otros escudos precmbricos en el mundo mientras que su parte meridional seadentra hacia Colombia, Brasil, Guyana, Surinam y Guyana Francesa (Mendoza, 2000).

En la parte venezolana comprende rocas arqueozicas y proterozicas de muy diversas litologas,afectadas en mayor o menor grado por procesos geotectnicos. El escudo de Guayana sobre la basede caracteres petrolgicos y tectnicos, en Venezuela, se divide en cuatro provincias,

correspondientes a cuatro conjuntos litolgicos distintivos: a) gneises, granulitas y formaciones dehierro arqueozoicos, b) cinturones de rocas verdes paleoproterozoicos intrusionados por cuerposdmicos de granitos sdicos, c) lavas y tobas riolticas no metamorfizadas intrusionados por extensosplutones de cuarzo-monzonita y granito, d) areniscas arcsicas, cuarcitas, conglomerados y lutitas nometamorfizadas.

Estos conjuntos constituyen igual nmero de provincias geolgicas respectivamente: Imataca,Pastora, Cuchivero y Roraima, (Fig. 1). Cuyas caractersticas geolgicas fueron sealadas porMenndez, A. (1968) al norte del paralelo 6.


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Figura 1.- Mapa Geolgico de las Provincias de la Regin Guayana (C.V.G MINERVEN, 2003 en MinerasBonanza, C.A

El rea de estudio se encuentra enmarcada en dos de estas provincias como lo son Imataca y

Pastora, constituidas litolgicamente por rocas gneas y metamrficas del escudo de Guayana; quesegn el mapa geolgico de fecha 1967 elaborado por el Ministerio de Minas e Hidrocarburo. (Fig. 2.).

En el rea de estudio se pueden observar las unidades litolgicas conocidas como: El complejo deImataca, El Cedral, Formacin Carapo, Complejo de Supamo, Formacin Bajo Hondo, Granito LaParagua, diques y sedimentos recientes; El Complejo de Imataca y El Cedral, tienen una extensin endireccin SW-NE, ambas pertenecientes al Precmbrico Inferior (Arqueozico), presentanlineamientos, sinclinales y anticlinales con rumbo NE, tambin se observan lineamientos con rumboNW.

Figura2.Mapageolgicodelreadeestudio (MinisteriodeMinaseHidrocarburo,1967)

Las unidades correspondientes al Precmbrico Superior (Complejo de Supamo, Formacin BajoHondo y Granito de La Paragua), son afectadas por fallas con rumbo NE y NW igual que loslineamientos correspondientes a las unidades ms antiguas; estas unidades se describen acontinuacin:

Complejo de Imataca (2750-2550 m.a)

Se distingue de manera general, por presentar un metamorfismo de grado alto que alcanza lassubfacies de la granulita piroxnica, intercalaciones de gneises flsicas y mficos con cuerposgranticos, es importante destacar la gran complejidad estructural que presenta esta provincia, en elcual el patrn estructural en su parte oriental es este- oeste y hacia su parte sur occidentalpredominan los dems.

Desde el punto de vista de su composicin qumica est constituido por rocas silceas de naturalezacalco-alcalinas, con algunos episodios mficos y asociaciones menores de sedimentarias e itabaritaso formaciones de hierro, especficamente cercanas al Cerro Bolvar, lo que determina la composicinde los elementos mayoritarios y trazas de las granulitas, gneises granticos y anfibolitas, as como lasrelaciones de composicin en los piroxenos, xidos de titanio y hierro, sealan un protolito gneo de

rocas representativas de la secuencia original.


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Segn Gonzlez de Juana, (1980) esta provincia est formada por una secuencia sedimentaria, queluego fue plegada y metamorfizada hasta las facies de la granulita y alteradas por eventoshidrotermales controlados tectnicamente, acompaados de reactivacin de rocas granticas antiguas

y algunas intrusiones cidas posteriores.

Ascanio (1975), considera que el Complejo de Imataca al Sur del ro Orinoco, en la zona comprendidaentre los Ros Aro y Caron, est formado por siete conjuntos, por lo menos de rocas cuarzofeldespticas dentro de las cuales se intercalan secuencias de formaciones de hierro, anfibolitas ygneises granodiorticos blancos.

Formacin el Cedral (2.817-2595 m.a)

Segn Martn (1975) describe la formacin como una secuencia constituida fundamentalmente porparagneises cuarzo-oligoclsico biotticos bandeados, cuarcitas ferruginosas, paragneises cuarzo-muscovtico biotticos, cuarzo feldesptico- anfiblicos y gneises granticos, correspondiente a la

unidad inferior del Grupo Carichapo o Santa Brbara, localizada en la regin Orinoco - Caron - Aro -Paragua. Menndez (1994) considera la unidad como parte del Complejo de Supamo.

Provincia Geolgica de Pastora

Est constituida principalmente por una secuencia supracortical de rocas verdes, ubicadas preferencialmente enzonas sinclinoides, separadas por extensas reas granticas (Complejo de Supamo) y ha llegado a ser afectadapor un metamorfismo regional de grado bajo de la facies de los esquistos verdes. Esta Provincia se caracterizapor presentar rocas meta-sedimentarias, gneises granticos, granulitas flsicas y mficas; charnoquitas,anortositas y migmatitas; formaciones bandeadas de hierro (cuarcita ferruginosa), dolomitas, cuarcitas yanfibolitas.

Complejo de Supamo (2.100-1.900 m.a)Menndez 1972; Benam 1972; Espejo 1974. El complejo est constituido por rocas gneas cidas decarcter sdico, paragneises, cuarzo feldesptico y zonas de migmatitas. Entre las rocas gneas sehan descrito granodioritas, cuarzo dioritas, tonalitas y trondhjemitas, esencialmente; estas rocasconstituyen cuerpos dmicos y localmente focolitos.

Chase (1965), las zonas de migmatitas consisten en paragneises biotticos, gneises hornablndicos yanfibolitas que alternan con sills de trondhjemita y granodiorita; por disminucin del material grantico,las zonas de migmatita pasan gradualmente a las unidades gnisicas, entre las cuales han sidodiferenciadas localmente los gneises de las Cosoibas, Oronato y Santa Cruz.

Moreno y Mendoza (1975), las trondhjemitas constituyen las rocas gneas ms abundantes en laparte norte del complejo. En la regin del Alto Supamo, las trondhjemitas estn estrechamenterelacionadas con las tonalitas, de las cuales aparentemente forman la facies de borde.

Formacin Manamundo

Martn (1975) y Menndez, (1994) describen someramente como una secuencia de paragneises cuarzo -feldesptico - biottico - muscovticos, anfibolitas, metachert con contenidos de manganeso e hierro que aflora aloeste del ro Caron en la regin Aro - Caron - Paragua infrayacente concordantemente a la Formacin Carapoy suprayace a la Formacin El Cedral. Menndez (1994) sugiere que la unidad debe representar otra de laszonas de migmatitas que forman parte del Complejo de Supamo.


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Formacin Carapo

Perteneciente al Precmbrico del estado Bolvar, segn Martn (1974-1975) la unidad est constituida poranfibolitas negras a verde oscuro con excelente foliacin planar y lineacin mineral, cuya base consiste en

brechas de flujo y flujos almohadillados compuestos por hornablenda, andesina, esfena y escaso cuarzo;contiene adems un horizonte de metachert manganesfero. Martn, (1974) refiri que la unidad ha sidometamorfizada a la facies de la anfibolita-almandina y presenta pliegues isoclinales, recumbentes ysobrecorridos. Fue identificada al este del ro Caron por Espejo (1974) como Formacin Carichapo. Menndez(1994) la consider invlida por sinonimia con la Formacin Carichapo de Kallikoski (1965-a) que fue elevada aGrupo por Menndez (1968).

Formacin Bajo Hondo

Esta unidad corresponde a rocas metavolcnicas cidas a piroclsticas asociadas pertenecientes algrupo La vergarea (transamaznico. 1.900m.a, su metamorfismo alcanza las facies baja de esquistoverde, es termal; el mismo suprayace al gneis de El Cedral (Ministerio de Minas e Hidrocarburos delao, 1967).

Granito Alcalino de la Paragua (1.300-1.000 m.a)

Segn Martn (1968,1975) refiere a un cuerpo grantico localizado a unos 4 km al noroeste de LaParagua, estado Bolvar. Seala que esta roca es nica en la regin y que desarrolla bordesgranofricos y facies porfdica con textura rapakivi incipiente. Se aprecia una determinada zonacin enlos fenocristales de pertita potsica con proporciones variables de microclino-oligoclasa. Se observanfenocristales de pertita ligeramente reemplazada por oligoclasa y oligoclasa poiquiltica como ncleorodeada de microclino; la matriz cuarzo-perttica generalmente cizallada.

La unidad intrusiona a unidades posiblemente equivalentes a la Formacin Caicara (Martn et al.,1975) con desarrollo de cornubianita; en estas zonas se observan diques aplticos y microgranitos

cizallados. En la posicin central del cuerpo o techo de la intrusin, se han observado xenolitos devolcnicas y metareniscas de dichas formaciones, embebidos en la masa del cuerpo. La unidad seconsidera equivalente probable del Granito de Parguaza.

Geologa estructural del Complejo de Imataca

El estilo estructural de la Provincia de Imataca, segn Mendoza (1973), estuvo regido por dos factores: plieguesde flujos sintectnicos y fallas transcurrentes tardas. Las rocas del Complejo de Imataca se extienden comouna gran faja de rumbo N-E y de extensin superior a 65 Km, las lineaciones (fallas, ejes de pliegues, diaclasas,etc.) presentan una direccin preferencial noreste y en menos grado noreste.

Las estructuras del Complejo de Imataca se identifican como sigue:

Falla de Gur

Constituye unos de los rasos megatectnicos ms importantes de todo el Escudo de Guayans. Esta fallasepara la Provincia Geolgica de Imataca, al norte de la provincia Geolgica de Pastora, al sur la Falla de Gurla interpreta el autor como una estructura muy antigua y evolucionada, es decir como una fractura o riftcontinental que separo Imataca al norte de Kanuk al sur (su traza equivalente hoy a la falla de Takut enGuayana) y dio origen al ocano Atlntico en el cual se formaron los subsiguientes cinturones de rocas verdes(CRV) de Pastora-Botanamo, Barama-Mazzaruni, etc., siguiendo luego su evolucin hacia una de sutura osubduccin (Pastora/Imataca) y localmente de obduccin (La Flor de Carapo).


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Falla de Ro Carapo

El cauce del ro Carapo est controlado estructuralmente por una falla que se extiende con rumbo aproximadoeste-oeste hasta interceptar la Falla de Gur, afectando la falda norte del Cerro Bolvar.

Falla de Santa Brbara

Presenta un rumbo aproximado de E-W, de extensin superior a los 80 Km, se intercepta con la Falla de Gur aunos 5 Km de la poblacin Laja Negra. Esta falla parece controlar las aguas del ro Santa Brbara, por espaciode unos 8 Km, al S-E de la poblacin del mismo nombre. Esta falla inversa constituye el lmite principal entre losterrenos de Imataca y Carichapo al sur de Ciudad Piar, Kallioskoski (1965).

Falla de Ro Claro

Se extiende en direccin E-W aproximadamente, al Sur del Puente del Ro Claro, cortando la carretera deCiudad Piar y la va ferroviaria. Presenta una zona de rocas trituradas que incluyen milonitas, de ms de 30metros de ancho.Las estructuras menores estn conformadas por foliaciones, diaclasas y pliegues menores, stos se localizanen la Provincia Estructural de Imataca, los pliegues son estructuras cerradas, donde ha sido posible eltransporte lateral, la mayora son anticlinales alargados, donde los componentes horizontales del esfuerzo hansido uniformes; las estructuras resultantes son ovaladas o redondeadas.

MTODOS

Anlisis Petrogrfi cos:

Se utiliz un microscopio marca Novel de procedencia china, Objetivo 10 x y 100x, Ocular 10x.Corriente: 110 voltios. Se analizaron 27 secciones finas. Para la toma de microfotografas de empleuna cmara digital acoplada al tubo del microscopio marca Canon con resolucin de 10 megapixel.

Anomalas Geof sicas :

Para la geofsica se utilizo un radimetro con el fin de verificar el carcter radioactivo de lasmineralizaciones reveladas, se realizaron tres perfiles radiomtricos a detalle con el fin dedeterminar la naturaleza de estos cuerpos minerales.

RESULTADOS

A partir de los datos de campo, los anlisis petrogrficos, geoqumicos y geofsicos, se reinterpret lainformacin geolgica existente y que afloran en el sector comprendido entre Ciudad Piar y laparroquia San Francisco, se identificaron mineralizaciones de tierras raras con posible mineralizacinradiactiva de inters estratgico.

Resultados de los trabajos de reconocimiento de campo

La descripcin macroscpica de afloramientos y rocas in situ, durante los diferentes itinerariosgeolgicos realizados en el rea de estudio permiti reconocer las diferentes litologas presentes, yevaluar el grado de alteracin hipergnica o metasomtica sufridos, la textura de las rocas, tamaode granos y otros aspectos de inters geolgico-estructural como la foliacin y agrietamiento (Fig.3)


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Figura 3.- Principales fenmenos de alteracin de las rocas.1)-Xenolitos de anfibolitas en granitos Laparagua.2)-Meteorizacion de Granitos (marmitas).3)-Deformacion plstica durante el metamorfismo regional degranitos (migmatitas-vetillas de cuarzo.4-sismoide de deformacin de plagioclasas

Los resultados de las observaciones de campo ms resaltantes se pudo constatar en un cuerpomineral. (Fig. 4.) que est constituido por numerosos lentes, muy deformados, plegado y agrietadoscon rumbo general de los cuerpos es N51W, coincidiendo con el rumbo general de la estructura(N35W); el buzamiento es de 35SW; en muestra de mano se observa limonita, hematita y cuarzo, laroca posiblemente es cuarzo feldesptica, Se observa una potente corteza de meteorizacin de colorrojo parduzca y zonas moteadas de material caolintico. En el yacente del mayor cuerpo se observauna intensa caolinitizacin. No se trata de cuarcitas ferruginosas ya que la densidad de la roca esextremadamente alta y la presencia de cuarzo es escasa; al parecer pudiera tratarse demineralizaciones de hematita y magnetita. A este tipo de mineralizacin se asocian las tierras raras,uraninita y oro.

Figura. 4. Afloramiento de corteza de meteorizacin mostrando el cuerpo mineral

Caractersticas petrogrficas y texturales de las rocas del rea de estudio

La caracterizacin de las rocas aflorantes en la zona de estudio se realizo segn las observacionesde campo y el estudio petrogrfico mediante lminas delgadas. En el rea de estudio predominanrocas gneas tales como granitos alcalinos, sienitas hipoabisales y rocas metasomticas Acontinuacin se presentan microfotografas (Fig.5 y 6.) donde se observan y describen los principalesrasgos petrogrficos y su denominacin en base criterios mineralgicos y texturales.


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Figura 5.- Microfotografas de Metasomatitas alcalinas con mineralizacin de tierras raras.A).Mineralizacin deTa-Nb y B)-casiterita.

Particularidades geoqumicas de las litologas del sector de estudio

Se seleccionaron diez muestras del rea de estudio agrupadas en los principales tipos litolgicos queafloran: metasamatitas alcalinas, sienitas hipoabisales y granitos alcalinos. Los Resultados del losanlisis qumicos de elementos mayores en xidos de roca total (%) se presentan en la tabla I

Figura 6.- Microfotografas de Metasomatitas alcalinas con mineralizacin de tierras raras A)- Se observancircones metamcticos. B)- Allanita (epidota de cerio).

Tabla I.- Resultados del anlisis qumico de elementos mayores en xidos de roca total (%).

xidosMetasomatita alcalina Sienita Granito alcalino

L 1-a L 2 L 5 L 12 L 17 L 28-a L 15 L 24 L 23 L 25-a

SiO2 75.15 79.57 76.61 76.48 78.25 61.08 59.88 61.53 78.96 74.25

TiO2 0.50 0.23 0.52 0.39 0.25 1.83 1.88 1.88 0.08 0.34

Al 2O3 10.37 14.11 10.61 11.95 10.24 10.15 10.30 10.34 11.85 11.49

Fe2O3 4.76 2.00 4.15 1.66 1.92 12.92 12.91 13.98 0.94 3.23

Cr2O3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

MnO 0.04 0.01 0.06 0.00 0.03 0.17 0.18 0.19 0.00 0.01

MgO 1.40 0.64 0.22 0.26 0.32 3.83 4.06 4.00 0.10 0.19

CaO 3.03 2.68 0.97 0.00 0.74 5.96 6.57 5.53 1.07 0.00

Na2O 0.47 1.43 0.48 1.70 2.56 1.49 1.25 0.56 2.77 3.30

K2O 1.71 0.94 3.94 5.94 4.62 1.18 0.53 1.15 2.73 6.09

P2O5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.67 0.00 0.00 0.00


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PPI 2.19 1.22 2.00 1.09 0.69 1.34 0.15 0.32 1.11 0.82

99.61 102.81 99.56 99.46 99.61 99.94 98.37 99.48 99.59 99.71

Los anlisis qumicos indican que las rocas del sector de estudio desde el punto de vista qumico hanexperimentado metasomatismo alcalino, con diferentes grados de actividad, desde bajo a alto; enocasiones predomina el sdico y en otras ocasiones el potsico.

A continuacin se presentan los datos obtenidos segn el tipo litolgico ms representativopresente en la zona de estudio.

Metasomatita alcalina:

Las metasomatitas alcalinas (6 muestras) se caracterizan por tener slice en el rango comprendidoentre 61.08-79.57 % en peso.( Fig. 7). Estos valores son altos para un granito que supuestamente esel protolito de esta roca, el cual fue removilizado sintectnicamente durante la orognesisTransamaznica. Los valores de almina oscilan entre 10.15 y 14.11 % en peso. Este elemento es

aportado por los feldespatos constituyentes de las rocas, principalmente la ortosa y la albita. Apoyadoen la relacin Al2O/CaO+Na2O+K2O estas rocas son consideradas peralumnicas ya que el contenidode almina es, en la mayora de las muestras dos veces superior a la sumatoria de los lcalisRollinson, (1993).

Los lcalis (Na2O+ K2O) poseen un alto rango de variacin, entre 2.18 y 7.54 % en peso, lo queevidencia su elevada movilidad geoqumica durante el metasomatismo Castro (1989).

Figura7.-Diagrama de distribucin de los contenidos de elementos mayores en metasomatitas alcalinas.

Interpretacin de los datos petrolgicos y geoqumicos. Implicaciones metalogenticas.

De acuerdo con los datos obtenidos del anlisis petrogrfico y geoqumico las rocas que afloran en sumayora son metasomatitas alcalinas constituidas por cuarzo, feldespato y plagioclasa. En segundolugar de abundancia se presentan los granitos alcalinos con textura gnissica; por ltimo se reportapor primera vez la presencia de sienitas alcalinas. Todas estas rocas forman parte de la provincia dePastora y muy probablemente formen parte del granito La Paragua con una edad estimada de 1300m.a. 70 m.a. Este granito de edad Precmbrico Superior intrusiona los gneiss de la Formacin ElCedral de edad Precmbrico Inferior (2817-2595 m.a.). Su origen se vincula a la orognesisOriniquense, durante la colisin entre Imataca y Pastora.


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