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Las Calderas Volcanicas de la Cordillera de Talamanca, Costa Rica.

Resumen

El articulo hace una resena de las estructuras volcanicas basalticas, pliocuaternarias, que se encuentran en la vertiente del Caribe de la cordillera de Talamanca entre los rios Reventazon y Chirripo, tomando dos ejemplos, la caldera de Barbilla y la caldera de Moravia.

Palabras clave: Plioceno, Cuaternario. calderas, basaltos.

Resume

Cet article fait reference aux structures volcaniques basaltiques, plio-quaternaires qui jalonnent le versant Caraibe de la cordillere de Talamanca entre les fleuves Reventazon et Chirripo, et ou sont signalees a mode d'exemple les caldeiras de Barbilla et de Moravia.

Mots cles: Pliocene, Quaternaire, Caldeiras, Basaltes.

Abstract

The article does a review of the volcanic basaltic, plio-quaternary structures, which are situated in the Caribbean slopes of Talamanca's Range between the Reventazon and Chirripo rivers. Two examples are described, Barbilla and Moravia calderas.

Key words: Pliocene, Quaternary, Caldera, Basalts.

Introduccion

La observacion de imagenes satelitales radar ha permitido identificar una serie de estructuras de origen volcanico. Ello no escapo al ojo avisado del doctor Jean Tournon, geologo frances de la Universidad de Paris VI, Pierre et Marie Curie, el cual dejo consignado en su mapa geologico a escala 1:500,000, publicado en 1995 en Dieppe Francia, que el sector mencionado estaba salpicado por una serie de estructuras basalticas datadas del Plioceno, asociadas con intrusivos formados en su mayoria por dioritas y monzonitas cuarciferas asi como por granitos y gabros. El mapa geologico de Percy Denyer y Guillermo Alavarado de 2007, a escala 1:400,000 y publicado por la Libreria Francesa de San Jose, retoma parte de la la informacion anterior indicado que se trata de extensas zonas volcanicas, datadas del Mioceno hasta fines del Plioceno que cohabitan con formaciones sedimentarias marinas compuestas por areniscas, lutitas y conglomerados turbiditicos datados del Paleoceno al Eoceno, conocidas como formaciones, Tuis, Uscari, Senosri y Suretka por mencionar las mas importantes.

Las estructuras volcanicas anteriormente mencionadas se refieren en su mayoria a calderas de colapso de dimensiones variables que se situan alrededor de los 6km de diametro. Ello lo hemos podido determinar en terreno y gracias a la vision otorgada por las imagenes satelitales radar, en una region recubierta por una espesa selva, cotejado con los mapas geologicos anteriormente mencionados. Aqui estariamos en presencia de un vulcanismo marino, probablemente insular que se desarrollo durante todo el Terciario pero que encuentra su apoteosis a fines del Plioceno cuando se inicia la orogenesis de Talamanca. Es en ese momento en que una serie de estructuras volcanicas cesan su actividad por el movimiento de las placas tectonicas que hacen que los focos magmaticos se agoten, emigrando hacia el noreste, dando origen a la construccion de la Cordillera Volcanica Central como una vasta meseta basaltica. Tournon (op. cit.), concluye diciendo que la presencia de lavas alcalinas recientes es relativamente frecuente en las regiones del Caribe desde Honduras a Costa Rica. Los basaltos alcalinos constituyen conjuntos relativamente importantes en Costa Rica y en la region de Siquirres, las lavas estarian asociadas con intrusiones de teschtenitas del Terciario superior de donde concluye que tienen un origen comun con los basaltos.

El articulo de Gazel (Gazel E. et al., 2005) completa el cuadro diciendo que
   El Arco de Sarapiqui (22,2-11,4 Ma) representa un segmento del arco
   magmatico del Mioceno de Costa Rica, cuyas asociaciones magmaticas
   varian desde basaltos a riolitas. Los Basaltos Jardin, presentan
   una composicion quimica que evidencia un caracter primario; el
   mecanismo de fusion se interpreta como una decomprension del manto
   en respuesta a una tectonica extensiva, que posteriormente presento
   un aporte de los fluidos de la placa subducida. Dentro de esta
   unidad se encuentran dos tendencias de fusion parcial: la primera
   evidencia bajos grados de fusion parcial y un aporte limitado de
   los fluidos de la placa subducida y la segunda presenta un mayor
   grado de fusion parcial, en respuesta a un aumento en el aporte de
   los fluidos de la placa subducida.


En cuanto al aspecto litologico y de historia geologica, una muestra de roca tomada de la Quebrada Siuta (caldera de Moravia), fue clasificada por el Laboratorio de Petrologia de la Escuela Centroamericana de Geologia como dacita con horablenda (transicion a andesita acida) con las siguiente composicion textural: hipocristalina glomeroporfiritica seriada con fenocristales de plagioclasa, homblenda, augita, hipersteno y olivino alterado dentro de una matriz con textura intersertal. La seccion contiene unas inclusiones holocristalinas con diametro maximo de 3mm, compuestas de plagioclasa, augita y magnetita; probablemente se trata de cumulitos arrancados de la camara magmatica.

Este ultimo aspecto senala que la muestra corresponde por lo tanto de material volcanico en el cual ha ocurrido una contaminacion del magma basico, que marca una transicion entre un volcanismo marino y otro de orlas de islas volcanicas cercanas a las costas, eso debido al grado de variacion en la composicion quimica del magma por ascenso y enfriamiento, permitiendo un mayor desarrollo y variedad del contenido de cristales. Las dacitas son tocas efusivas, es decir volcanicas, terciarias o pos terciarias, lateralmente pasan a Andesitas por disminucion del cuarzo, o a liparitas por aumento de este. En todo caso queda probado su origen volcanico y tambien su edad relativa. La presencia del cuarzo en todo caso corresponde a un mecanismo de diferenciacion magmatica, ligado a un mayor ascenso del magma desde sus fuentes originales, por lo que es mas facil relacionar su formacion al mismo proceso de orogenesis.

El Sector Volcanico de Barbilla

Situado en la vertiente del Caribe de Costa Rica, el sector volcanico de Talamanca en Costa Rica, aparece mencionado por primera vez por Jean Tournon (Tournon et al., 1995) como un sector de vulcanismo basaltico del Plioceno. En realidad, Tournon representa en su carta geologica una serie de afloramientos basalticos que van del sector de Matina hasta los pies del volcan Turrialba en contacto con el rio Reventazon. El mapa geologico de Costa Rica de Percy Denyer (Denyer et al., 2007) retoma la informacion de Toumon a la cual se le agrega un elemento importante cual es el de fallas inversas en contacto entre el piedemonte y la llanura aluvial. Las investigaciones de terreno comenzadas en 2007 por Jean P. Bergoeing (Bergoeing et al., 2007) en este sector, dejaron en claro que el sector de Barbilla es eminentemente volcanico y que una caldera de unos 6km de diametro ocupaba una vasta depresion rodeada por una meseta basaltica. Que el material volcanico descansaba a partir de los 400m de altitud sobre las formaciones sedimentarias Uscari y Senosri, del Mioceno, y que una serie de depresiones lacustres colmatadas correspondian a crateres de explosion probablemente concomitantes con el colapso de la caldera de Barbilla (vease Figura 2).

Igualmente se constato que las terrazas superiores del rio Pacuare (nivel T3) se situaban a unos 400 metros de altitud y que su posicion actual se debe probablemente a una neo-tectonica positiva regional. En Costa Rica los tres niveles fluviales que se encuentran generalmente bien representados corresponden a niveles climaticos asociados en parte a las dos ultimas glaciaciones cuyos modelados glaciares son testigos que han permanecido en las altas cumbres de Talamanca, superiores a los 3,000 metros de altitud, en el Chirripo, Kamuk y Cerro de La Muerte (Bergoeing, 2007).

Las recientes observaciones en el terreno, se vieron facilitadas por las obras de vialidad que ha realizado el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) y duenos de propiedades que han desenmaranado la abundante vegetacion tropical, dejando a la vista una gran cantidad de basaltos que tapizan el suelo, limpiados con una tracto-pala, asi como el material volcanico del rim que va de los basaltos a las dacitas, con un fuerte grado de alteracion que en algunos sectores se transforma en alteracion hidrotermal. El analisis quimico del material igneo recolectado fue realizado en 2007 (Bergoeing et al., 2007) (vease Figura 10).

En el fondo de la caldera, afloran esporadicamente rocas sedimentarias fosiliferas de las formaciones Uscari y Senosri (Mioceno), que demostrarian por una parte que el vulcanismo basaltico Plio-Cuaternario fue una fase eruptiva que tapizo las formaciones sedimentarias subyacentes constituyendose una discordancia entre el Mioceno y el Plio Cuaternario, y se termino por explosiones cratericas. Por otro lado que el sector afectado por la neo-tectonica positiva se encuentra en una fase erosiva intensa que esta despejando los depositos volcanicos superiores del piso calderico, dejando expuestos los estratos subyacentes sedimentarios.

Dentro del crater, pudimos observar por primera vez un cono basaltico post-colapso que se eleva desde el piso de la caldera unos 300 metros con desniveles importantes que hasta ahora han sido sostenidos por la abundante vegetacion que los tapizaba, pero al desaparecer esta, la solifluxion generalizada ha comenzado inmediatamente su trabajo erosivo en suelos arcillosos con espesores que van de 1 a 20 o mas metros (vease Figura 3). El cono se ve seccionado por una falla E-W que aparece claramente en la imagen satelital radar (vease Figura 5).

El estudio de las imagenes satelitales permiten no solo corroborar las observaciones y estudios en terreno sino ademas determinar que se trata de una vasta area volcanica muy disectada que iria desde la margen izquierda del rio Chirripo hasta las margenes del rio Reventazon, donde una serie de estructuras caldericas tapizarian el sector. Se trataria en suma de un area volcanica asociada al vulcanismo basai de la Cordillera Central donde las cenizas volcanicas encontradas en el Reventazon y Pacuare y atribuidas al volcan Turrialba en realidad serian remanentes de la actividad volcanica Plio-Cuaternaria del sector expuesto (veanse Figuras 5 y 10).

[FIGURA 1 OMITIR]

[FIGURA 2 OMITIR]

[FIGURA 3 OMITIR]

[FIGURA 4 OMITIR]

[FIGURA 5 OMITIR]

La Caldera de Moravia del Chirripo

Se situa entre las coordenadas 9045, y 9053, de latitud Norte y entre 83[grados]25' y 83[grados] 30' de longitud Oeste. Es una vasta depresion circular de unos 6km de diametro que dibuja una media luna alrededor del cerro Quetzal de 1,485m. de altitud. El cerro Quetzal correspondo a un cono volcanico post-colapso. Hacia el sur-este se extiende una vasta meseta volcanica, de una altitud promedio de 1,500 metros, muy erosionada en sus bordes y particularmente en el borde sur-este por un escarpe de linea de falla de 700 metros que corresponde a la gran falla SW-NE del rio Chirripo que discurre linealmente en direccion del Caribe. Dicha meseta es probablemente el remanente del antiguo edificio volcanico que se erigia donde hoy se encuentra la depresion colapsada de Moravia. Hacia el Norte, la depresion volcanica de Moravia se ve drenada por el rio Moravia, que se dirige hacia el noreste en forma encanonada hasta el lago Ayil, luego prosigue su curso a traves de las cataratas homonimas para finalmente rendirse como tributario del rio Chirripo. Todo este sector esta fuertemente a fallado y en el se destacan fallas paralelas de orientacion NW-SE entre las cuales destacamos la del rio Shara que corta la Caldera de Moravia en su limite Sur (vease Figura 6).

[FIGURA 6 OMITIR]

El rim de la caldera esta formada por basaltos del Plioceno (Toumon, op. cit.). La superficie del rim se presenta alterada, con espesores de 2 a 15 metros de arcillas rojas de descomposicion. Desde el centro y hacia el Sur de la caldera se yergue un cono post-colapso, por lo tanto mas joven, de forma semi-circular en cuyo centro debia encontrarse el crater principal, probablemente del Pleistoceno inferior. La cumbre esta dominada por el cerro Quetzal (1,485m), recubierto por un bosque tropical denso que oculta uno de los crateres secundarios de este cono. La parte inferior del cono esta dominada por un modelado muiticonvexo, donde el bosque tropical ha desaparecido por la accion antropica para convertirlo en pastizales.

Numerosos rios afluentes del rio Moravia discurren hacia la depresion, al Norte (vease Figura 7). Dichos rios han construido pequenos conos de deyeccion de un kilometro lineal de desarrollo y que se pueden datar del Pieistoceno medio a superior. Algunos conos tienen trazas de modelado fluvial pasando a conos-terraza como el de la iglesia de Moravia (vease Figura 8).

La depresion calderica se presenta como un fondo perfectamente aplanado por donde discurre el rio Moravia de SW a NE. Desaparece abruptamente en un canon fluvial del rim noreste de la caldera.

El sector esta igualmente modelado por deslizamientos de terreno que han sido en parte frenados por la reforestacion ya que la actividad forestal predomina en este sector de fuerte influencia indigena kabekar.

Alrededor de la estructura calderica y sobre todo al Sur, se desarrolla una vasta meseta basaltica con espesores considerables de arcillas de alteracion (vease Figura 9). Es ahi donde nace el rio Moravia, de sus afluentes el rio Shara y la quebrada El Seis, que ha formado al menos dos niveles de terrazas fluviales, entre los poblados de El Seis y Grano de Oro. Mas al sureste el rio Shara se encajona profundamente en el relieve alterado de origen basaltico. La meseta estructural de Shara tiene un aspecto rectangular y limita abruptamente con el escarpe de linea de falla del rio Chirripo que posee unos 800 metros de desnivel, entre el plano de la meseta y el talweg del rio Chirripo. El escarpe de linea de falla del rio Chirripo es uno de los mas grandes de Costa Rica y se desarrolla en ambas margenes del rio. En este sector cubre unos 20km de SW a NE entrecortado por fallas transcurrentes que hacen adoptar al rio Chirripo un trazado tectonico en bayoneta. La meseta estructural de Shara es probablemente la base volcanica del edificio preexistente al colapso de la caldera de Moravia. Esta surcada por fallas de orientacion NW-SE, perpendiculares al sentido de la gran falla del rio Chirripo y el rio Shara se encajona a traves de una de ellas hasta el poblado de Grano de Oro.

[FIGURA 7 OMITIR]

[FIGURA 8 OMITIR]

[FIGURA 9 OMITIR]

Las muestras volcanicas recolectadas en la quebrada Suita, provenientes del cono post-colapso de la caldera y analizadas por los laboratorios de la Escuela Centroamericana de Geologia de la Universidad de Costa Rica revelaron ser Dacitas con hornblenda (transicion a Andesita acida) lo cual segun afirmacion del doctor Siegfried Kusmaull "rocas volcanicas con hornblenda no son muy comunes en Costa Rica y con tanta hornblenda solo conozco del Plioceno" (Comunicacion oral). Con ello se confirma que estamos ante un cono volcanico post colapso calderico probablemente de fines del Plioceno.

[FIGURA 10 OMITIR]

Conclusiones

El paisaje geomorfologico asi como la litologia de los lugares estudiados, demuestran que nos encontramos con estructuras volcanicas de colapso, datadas como de fines del Plioceno por Jean Tournon. Dichas estructuras son predominantemente basalticas con alternancia de material andesitico a dacitico que nos demuestra que se trata aqui de una transicion del medio oceanico al medio continental y que dejaron como testimonio incipientes conos post-colapso al interior de las calderas. Las depresiones volcanicas tapizan el sector montanoso comprendido entre los rios Reventazon y Chirripo extendiendose aun mas alla en Fila Matama. Extruyeron en medio de formaciones sedimentarias marinas datadas del Paleoceno al Mioceno. El sector esta igualmente recorrido por una densa red de fallas y lineamientos con predominancia NW-SE en donde destaca la gran falla del rio Chirripo.

La orogenesis del Cuaternario elevo el conjunto de estas formaciones hasta sus posiciones actuales donde se encuentran sometidas a una intensa meteorizacion por efectos del clima tropical de montana, dandose en algunos casos alteraciones profundas in situ y solifluxion generalizada en las vertientes por desaparicion de la capa forestal protectora, muchas veces por efectos antropicos.

[FIGURA 11 OMITIR]

Bibliografia

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Descripcion Petrografica

Muestra de la Quebrada Suita (realizada por el tecnico petrografo Ramiro Garcia). Nombre de la roca: DACITA con hornblenda (transicion a andesita acida).

Microscopia:

Augita: cristales hipidiomorficos con tamano maximo de 2.0 x 1.3mm; aproximadamente el 4% de la roca.

Fenocristales: 34%

Hipersteno: cristales idiomorficos con tamano maximo 0.5 x 0.2mm; aproximadamente el 1%.

Hornblenda opacitizada: cristales hipidiomorficos con fuerte transformacion a oxidos de hierro en los bordes. Algunos cristales estan completamente opacitizados. Tamano maximo de 1.8 x 0.6mm; aproximadamente el 8% de la roca.

Magnetita: cristales xenomorficos con diametro maximo de 1.4mm; menos del 1% del volumen.

Matriz: 66% textura intersertal, compuesta principalmente por plagioclasa (tamano promedio 0.04 x 0.005mm), poca magnetita (promedio 0.01mm), piroxenos (promedio 0.03 x 0.005mm) y vidrio.

Olivino (?): fantasmas completamente alterados a serpentina y oxidos de hierro; aproximadamente el 1%.

Plagioclasa: cristales hipidiomorficos con tamano variable (maximo de 1.8 x 1.5mm). Los cristales son generalmente sanos y muestran una zonacion oscilatoria fuerte. Aproximadamente el 18% del volumen total de la roca.

Textura: hipocristalina giomeroporfiritica seriada con fenocristales de plagioclasa, hornblenda, augita, hipersteno y olivino alterado dentro de una matriz con textura intersertal. La seccion contiene unas inclusiones holocristalinas con diametro maximo de 3mm, compuestas de plagioclasa, augita y magnetita; probablemente se trata de cumulitos arrancados de la camara magmatica.

Jean Pierre Bergoeing G.*

Luis G. Brenes Q.

Mario Fernandez R.

* Escuela de Geografia, Universidad de Costa Rica.
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Author:Bergoeing G., Jean Pierre; Brenes Q., Luis G.; Fernandez R., Mario
Publication:Revista Geografica
Date:Jul 1, 2010
Words:3398
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