La Geología del Este de Puerto Rico y su relación con la zona de Maunabo Hernán Santos, Ph.D. Departamento de Geología Universidad de Puerto Rico Recinto Universitario de Mayagüez

Propósito El propósito de este viaje a la zona este de Puerto Rico y en especial, a Maunabo, es poder apreciar la relación que existe entre la geología de un lugar, su topografía y como esto afecta a los organismos que allí viven.

Propósito También podremos ver el desarrollo de Los Túneles de Maunabo. Estos túneles conectan al Pueblo de Maunabo con Yabucoa. El propósito de la construcción de estos túneles fue dar un mejor acceso a este pueblo sin afectar la flora y fauna de esta sierra. La primera fase de construcción esta básicamente terminada y pronto será inaugurada. Dos túneles mas serán construidos.

Geología La Sierra de Pandura es el resultado de su Geología. Es una Sierra que se levanta entre dos valles. Estos contienen depósitos aluviales los cuales fueron depositados sobre roca ígneas intrusiva, posiblemente granodiorita.

Sierra de Pandura

Sierra de Pandura

Mapa Geológico de Puerto Rico mostrando sus tres provincias

Meteorización- proceso por el cual agentes atmosféricos en o cerca de la superficie hacen que las rocas y los minerales se fracturen y descompongan. Es un proceso lento pero potente.

Meteorización química Meteorización que altera la composición de los minerales y las rocas por lo general por reacciones asociadas con agua. El agua es el factor mas importante en la meteorización química ya que carga iones, participa en las reacciones y se lleva los productos resultantes. Esto se debe a la naturaleza de la molécula de agua la cual presenta un lado positivo y otro negativo y a que la molécula tiende a disociarse en iones H + y OH- .

Algunos de los minerales se disuelven completamente Minerales como calcita son cargados por el agua subterránea y escorrentía y se precipitan en otro lugar Minerales como los feldespatos y las micas son alterados formando nuevos minerales, mayormente arcillas. Esto ocurre por medio de reacciones químicas simultaneas: Hidrólisis Hidratación Solución simple Oxidación-reducción Estas reacciones ocurren mas rápido en presencia de aire y agua.

Meteorización química de los minerales compuestos por silicatos.

Meteorización de rocas como el Granito y la Granodiorita San Lorenzo o Utuado- rocas compuestas de: feldespato (plagioclasa 30-50%, feldespatos de K 5-35%) cuarzo 5-10% o 25-30% en granito rico en cuarzo. En lugares con rocas con esta composición la arena de los ríos esta compuesta en su mayoría de cuarzo y los feldespatos son menos comunes. La mayoría de los minerales termina convirtiéndose en arcilla,

La serie de reacción de Bowen

La serie de reacción de Bowen Repaso La serie de reacción de Bowen A diferencia del hielo que se cristaliza a una temperatura, parte del magma comienza a cristalizarse a una temperatura y continua cristalizándose a través de mas de 200° C de diferencia. Los minerales se cristalizan de manera sistemática de acuerdo con su punto de fusión. La serie de reacción de Bowen nos muestra que los primeros minerales en cristalizarse tienen una composición de magma basáltica.

La serie de reacción de Bowen Repaso El primer mineral en cristalizarse de un magma basáltico es el mineral ferromagnético “olivino”. Al continuar enfriándose el magma, se van formando los minerales “piroxeno” y “feldespato de plagioclasa rico en calcio”. Según baja la temperatura se siguen formando minerales y va alterando la química del magma.

La serie de reacción de Bowen Pueden ocurrir dos situaciones: Segregación de los cristales que se van formando Que no se segreguen y continué la Serie de reacción de Bowen

La serie de reacción de Bowen Magma A B C Cuando se han cristalizado los olivinos la composición química del magma restante es diferente.

El magma evoluciona según los minerales se van cristalizando El magma evoluciona según los minerales se van cristalizando. El magma original tiene en su composición todos los minerales, pero según los primeros minerales se cristalizan la química del magma cambia. Los primeros minerales en cristalizarse son ricos en hierro, magnesio y calcio dejando un magma rico en sodio, potasio y sílice.

La serie de reacción de Bowen No segregación En este caso los cristales que se han formado y permanecen suspendidos en el magma continúan reaccionando con esta y son alterados a otros minerales. Olivino, continua reaccionando para formar piroxeno. Al continuar bajando la temperatura piroxeno continua reaccionando para formar anfíbol. El cual con disminución en temperatura formara biotita

¿Donde se forma el magma? El magma se forma en lugares donde tenemos: Calor (zona de calor pluma ó hot spot) Calor y descompresión (cordillera dorsal oceánica) Calor y una sustancia volátil (zona de subducción)

¿Donde se forma el magma que paso a formar el Batolito de San Lorenzo?

La corteza de la isla de Puerto Rico Cuando la corteza oceánica es consumida en la zona de subducción en un choque entre dos cortezas oceánicas, se crean burbujas de magma que al subir parte de esta puede escapar a la superficie formando islas volcanes o un arcos de islas

¿Donde se forma el magma que paso a formar el Batolito de San Lorenzo? Un Arco de islas ¿Cual es la química de las rocas de un arco de islas? Esta ocurriendo subducción de corteza oceánica por debajo de corteza oceánica!!!! Ambas son máficas en composición. Sin embargo la química de las rocas de esta zona no lo es.

¿Por qué razón la química de estas rocas no es máfica? La corteza oceánica tiene una composición Máfica. Sin embargo la composición de las rocas de la zona que visitaremos es intermedia rica en cuarzo (mas félsica). ¿Por qué razón la química de estas rocas no es máfica?

La corteza de la isla de Puerto Rico Cuando la corteza oceánica es consumida en la zona de subducción en arcos de islas, la burbuja de magma que se forma comienza a subir hasta formar el arco de islas. Al continuar el proceso la corteza se va haciendo mas gruesa por la acumulación de material una ves enfriado.

La corteza de la isla de Puerto Rico Eventualmente la migración de estas burbuja resulta en la formación de rocas menos densas “Serie de reacción de Bowen” Con la formación y migración de nuevas burbujas, rocas de menor densidad que las roca máficas son generadas por el proceso de derretimiento parcial del manto. El resultado es un corteza mas gruesa y volcanismo intermedio

Volcanes de Escudos (máficas)

Volcanes Compuestos (intermedia)

La corteza de la isla de Puerto Rico La corteza oceánico normal tiene un grosor de 5-7 Km. Esta compuesta de una corteza rica en minerales que contienen hierro y magnesio. Con el pasar del tiempo esta corteza se hace mas gruesa. Los continentes tienen una corteza con un grosor promedio de 25-30 Km. Esta es rica en minerales que contienen potasio, sodio y sílice.

La corteza de la isla de Puerto Rico Los corteza de la isla de Puerto Rico en su zona este tiene un grosor estimado de 25 Km. Este grosor es mas parecido al de un continente que al de un arco de islas. Por lo tanto las rocas de Puerto Rico nos muestran la transición que ocurre en la corteza terrestre de corteza oceánica a continental.

La corteza de la isla de Puerto Rico Parte de este proceso se debe a la deformación, la formación de pliegues y fallas. Cuando ocurre este proceso de crecimiento del grosor de la corteza, esta puede llegar a tener hasta 60 km de ancha, Sin embargo esta flota sobre el manto de la misma manera que lo hace un hielo sobre el agua (isostasia).

La corteza de la isla de Puerto Rico La isostasia resulta en una razón de erosión mas alta transportando los sedimentos de estas zonas mas altas a los márgenes. Como resultado el batolitos de granodiorita esta expuesto en la superficie y las rocas que representan el volcanismo ha sido removido (oro en los ríos).

La corteza de la isla de Puerto Rico Las rocas sedimentarias de aguas llanas que estaban mas cerca del los volcanes también han sido erosionadas y en el Este y Noreste de Puerto Rico casi todas las rocas sedimentarias son de aguas profundas, mas alejadas de los centros volcánicos.

Sierra de Pandura Mapa Geológico del Batolito de San Lorenzo, Cox et al., 1977)

Rocas volcánicas de 109 My Mapa Geológico del Batolito de San Lorenzo, Cox et al., 1977)

Diorita y Gabbro de 77.8 y 78.4 My Mapa Geológico del Batolito de San Lorenzo, Cox et al., 1977)

Granodiorita de 72.7 y 73.5 My Mapa Geológico del Batolito de San Lorenzo, Cox et al., 1977)

Diorita de cuarzo de de 66.3 a 65.7 My Mapa Geológico del Batolito de San Lorenzo, Cox et al., 1977)

Podemos ver en estas secuencias de edades que el magma se fue diferenciando y enriqueciéndose con minerales felsicos hasta llegar a diorita de cuarzo y monzonita de cuarzo.

Xenolito

Fragtura con roca rica Felsica

¿Preguntas?