This paper describes petrographically and genetically, a number of peperites, as examples of spatial and temporal coexistence of magmatism and sedimentation in Costa Rica. The cases are presented in basic igneous complexes (ophiolites), mixtures varying from incomplete (megablocks of radiolarite with diabase in the Nicoya Complex) to complete mixes in various stages of Maastrichtian-Paleocene (Golfito Formation) or Paleocene pelagic limestones with basalts (Quepos Subcomplex or Tulín Formation) to form brechoid and pillowed peperites. Within the Oligo-Miocene arc, there are examples extended along the Talamanca range and its foothills, as well as Sarapiquí’s plains represented for brechoid and bulbous (fluidal) peperites in latiandesitic lavas (Pacacua Formation) or brechoid peperitic pipes in ignimbrites (Mata de Limón Member) or possible brechoid peperites in lavas in the Crucitas mining prospect (Cureña Formation), or simple brechoid peperites in andesitic flow (Pacacua Formation, in Talamanca) or as hydroclastic breccias with fragments of dacitic composition in lava flow deposits of Carbonal Guanacaste, just between the beaches Cabuyal and Naranjo. All these rocks represented proximal equivalents of the explosive, effusive and subvolcanic volcanism (endogenous domes and criptodomes) and his concomitance with the fluvial sedimentation. In Quaternary period, we have a sample in the base of Tiribí Formation in contact with Palmares Lacustrine. Also this paper included possible and potential cases. It hopes that the description and interpretation of this type of rocks helps to its identification in other regions of Costa Rica and Central America in general, as well as a potential source for the exploration of valuable metals.
Keywords: Peperites, hydroclastic breccias, criptodomes, volcanism and sedimentation, Costa Rica
Resumen
El presente trabajo describe petrográfica y genéticamente, una serie de hallazgos de peperitas como ejemplos de coexistencia espacial y temporal del magmatismo con la sedimentación en Costa Rica. Los casos se presentan en complejos ígneos básicos (ofiolitas) variando desde mezclas incompletas (megabloques de radiolaritas con diabasas en el Complejo de Nicoya) hasta mezclas completas en varios grados de calizas pelágicas del Maastrictiano-Paleoceno (Formación Golfito) o del Paleoceno con basaltos (Subcomplejo Quepos o Formación Tulín) para dar peperitas brechoides y bulbosas. Dentro del arco Oligo-Mioceno, se tienen ejemplos a lo largo de la cordillera de Talamanca y sus estribaciones, así como en las llanuras de Sarapiquí, representados por peperitas brechoides, fluidales y bulbosas en cuerpos de lava latiandesíticos (Formación Pacacua) o chimeneas peperíticas brechoides en ignimbritas (Miembro Mata de Limón), o posibles peperitas brechoides en los depósitos de flujos de lava del prospecto minero de Crucitas (Formación Cureña), o simples posibles peperitas brechoides en flujos de lava andesíticas (Formación Pacacua en Talamanca), o como brechas hidroclásticas con fragmentos de composición dacítica de Carbonal en Guanacaste, justamente entre las playas Cabuyal y Naranjo. Todas ellas serían los equivalentes proximales del vulcanismo explosivo, efusivo y subvolcánico (domos endógenos y criptodomos) y su concomitancia con la sedimentación fluvial. En el Cuaternario, un ejemplo se da en la base de la Formación Tiribí al contacto con el lacustre de Palmares. Se incluyen en el presente trabajo, además, casos posibles o potenciales. Se espera que la descripción e interpretación de este tipo de rocas ayude a su identificación en otras regiones de Costa Rica y Centroamérica en general, así como una fuente potencial para la prospección de metales valiosos.
Palabras clave: Peperitas, brechas hidroclásticas, criptodomos, vulcanismo y sedimentación, Costa Rica. ]]>
Introducción
La interrelación espacio-temporal del magmatismo (intrusiones y vulcanismo) con la sedimentación son casos muy tratados desde los primeros trabajos ]]>
Las peperitas, en términos generales, son una brecha volcano-sedimentaria producto de la intrusión subvolcánica en sedimentos inconsolidados o la mezcla de coladas de lava o depósitos de flujos piroclásticos con sedimentos normalmente saturados en agua, ]]>
Umaña & Afonso (1969) quizás fueron de los primeros en identificar cómo materiales lacustrinos subían plásticamente por las fracturas de la colada de Cervantes. Schmidt-Effing (1979, 1980), por su parte, fue quizás el primero que interpreta que algunos sedimentos radiolaríticos o calcáreos presentes en complejos ígneos básicos u ofiolíticos de Costa ]]>
Alvarado (1984) menciona la posibilidad de que parte de las lavas mapeadas por Rivier (1979) sean contemporáneas con la sedimentación de Pacacua, hecho que tampoco fue tomado en consideración en investigaciones posteriores. Pasaría una década, cuando De la Cruz (1994) describe y al parecer menciona por primera vez el término peperita para Costa Rica, a ]]>
Ya en el presente siglo, Alvarado & Gamboa (2008), Quintanilla et al. (2008) y Alvarado et al. ]]>
La presente investigación expone y describe con más detalle una serie de casos de peperitas que varían desde aquellos bien identificados en Costa Rica (Fig. 1) hasta otros que por la escala o tipo de afloramiento, o ]]>
Terminología
El término peperita (pépérite) nace a inicios del siglo XIX. La mayoría de autores están de acuerdo en que las primeras ]]>
calcareous peperino a un conglomerado volcánico compuesto de fragmentos de basalto y escoria (sin pómez o sin material traquítico), unidos ya sea por adhesión o simplemente por cemento calcáreo o arcilloso, ]]>
En la formación de peperitas se genera una desintegración o fragmentación del magma para formar clastos juveniles y una mezcla de estos clastos en un ]]>
Tipos de peperitas
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Busby-Spera & White (1987) distinguen dos tipos texturales de peperitas con respecto a la forma de los clastos juveniles que predominan (Fig. 1). Una de ellas son las peperitas blocosas en donde los clastos juveniles van a presentar formas angulares, poliédricas, blocosas a irregulares. Squire & McPhie (2002) las describen como grupos de clastos blocosos que pueden presentar texturas en rompecabezas (
jigsaw) y clastos rotados. El otro tipo son las denominadas peperitas globulares también llamadas como fluidales en donde los clastos presentan formas similares a los flujos de lava en almohadillas envueltos por el sedimento huésped y viceversa (Busby-Spera & White, 1987). En la literatura también han sido descritas peperitas resultantes de la mezcla de estos dos ti- pos o transicionales. ]]>
Las evidencias de campo para el reconocimiento de peperitas son: a) contactos discordantes y anómalos o extraños (geometría irregular) entre la intrusión magmática con los sedimentos huésped b) destrucción de estructuras sedimentarias de los componentes sedimentarios adyacentes debido a la intrusión ígnea, perdiendo normalmente –pero no siempre- parte de su estratificación y gradación, c) sedimentos vesiculados ]]>
Casos posibles y comprobados de peperitas en Costa Rica ]]>
A continuación enumeraremos una serie de casos de estudio, descritos desde las litologías más antiguas a las más jóvenes. Se subdividen en casos comprobados y casos probables o posibles, ya sea o que requieran de mas investigación, o que el afloramiento desapareció por cobertura vegetal o la construcción de obras de infraestructura, o por que se trate de perforaciones no disponibles y cuya interpretación espacial resulta más complicada (
Fig. 2).
Casos comprobados de peperitas
Península de Nicoya ]]>
La existencia e interpretación de rocas sedimentarias pelágicas, principalmente radiolaritas con rocas ígneas (intrusivas y extrusivas) ha sido motivo de estudio por décadas en la península de Nicoya en correspondencia con la unidad llamada Complejo de Nicoya. Schmidt-Effing (1979, 1980) fue quizás uno de los primeros en proponer que algunos sedimentos ]]>
“mélange” volcánico).
La anterior interpretación no fue tomada en consideración o como relevante por los subsiguientes investigadores, quienes optaron por una gran diversidad de modelos, prevaleciendo estos sobre las evidencias de campo, en gran ]]>
Efectivamente, las radiolaritas se presentan intruidas y en parte afectadas en su estratificación (deformación plástica) por cuerpos hipoabisales diabásicos, presentando decoloración en sus contactos y contactos fríos en los cuerpos ígneos (Gursky & Gursky, 1989; Denyer & ]]>
Fig. 3-A). Excelentes ejemplos se observan al oeste de playa Conchal, ]]>
Quizás la elevada profundidad a donde ocurrió la intrusión (al menos unos 3 km o más de carga hidrostática), dado que las radiolaritas son distales y los basaltos no vesiculados, aunado a la carga litostática de los sedimentos radiolaríticos (de al ]]>
2) y las lavas basálticas (45-50% SiO2), posiblemente favoreció la inmiscibilidad de ambos tipos de rocas. ]]>
Otros ejemplos de posibles peperitas se observan en diversos sectores costeros de la península de Nicoya, en donde los afloramientos debido a la erosión marina, son bastante buenos.
Osa-Burica ]]>
En punta Curupacha (aprox. 83°13’0.53”W/8°37’56.3”N), en el Golfo Dulce, cerca de Golfito, se observan en los acantilados intrusiones de composición basáltica dentro de las calizas pelágicas del Maastrichtiano-Paleoceno, descritas por Obando (1986) y Di Marco (1994). Aunque ambos autores las habían señalado como ]]>
Fig. 5-C). La mezcla ocurre desde escala ]]>
Otra localidad se ubica por punta Banco, cerca de Higo (aprox. 83°6’55.4”W/8°24’38.3”N), camino a Pavones. Allí se observan cómo las rocas volcánicas intruyen a las calizas silíceas, desarrollando brechas hidroclásticas con estructura en rompecabezas. Las ]]>
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Promontorio de Quepos (Paleoceno)
Schmidt-Effing (1979) interpretó las mezclas de rocas que se observan al oeste de playa Espadilla como resultado de eventos volcánicos. En efecto, observaciones de campo detalladas, evidencian que dichos ]]>
Fig. 4-B), la perturbación de la estratificación de los sedimentos pelágicos (calizas rosadas y blancas del Paleoceno,
Fig.3-C), la existencia de estructuras de fluidización y de esquirlas con estructura en mosaico o rompecabezas. Todo esto como evidencias de peperitas blocosas (Fig.3-B), con evidencias claras de hidrofracturación. Sin embargo, también, las lavas en almohadilla suelen tener sedimentos interalmohadilla con hialoclastita entre-mezcladas y con la laminación pelágica claramente disturbada, indicativo que las calizas no obedecen a una lluvia pelágica tranquila pos-vulcanismo e intra-alhomadilla, sino a ]]>
Cerro Minas (¿Oligoceno Superior-Mioceno Inf.?)
Alvarado & Gamboa (2008) describen los afloramientos de lavas del cerro Minas (84°11’17.6”W/9°55’8.1”N) o antiguo Tajo Bretaña, los cuales han sido descritos de una forma somera pese a corresponder con exposiciones excelentes desde hace al menos cuatro décadas. Las descripciones corresponden con dos cuerpos lávicos en el cerro ]]>
Fig. 5-B).
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Estas lavas han tenido diferentes asociaciones litoestratigraficas y edades dependiendo del autor. Sin embargo, las evidencias descritas anteriormente hacen pensar en cuerpos subvolcánicos (criptodomo) que intruyeron a sedimentos inconsolidados y todavía húmedos de la Formación Pacacua (Mioceno Inferior), por lo tanto coetáneos (Alvarado & Gans, 2012).
Caldera-Mata de Limón (Oligoceno Superior- Mioceno Inferior)
En un corte reciente de la ampliación de la carretera a Caldera (84°41’29.1”W/9°55’15.5”N) en la región del Pacífico Central, se observó un depósito de 5 m de espesor, compuesta por abundantes fragmentos pumíticos ]]>
Al contacto entre ]]>
Fig. 5-A). Esta estructura se interpreta como una brecha peperítica originada al depositarse la ignimbrita a elevadas temperaturas sobre un lecho de sedimentos todavía saturados en agua, originando una explosión ]]>
Peperitas similares en rocas piroclásticas han sido descritas a nivel mundial, entre ellas en Australia en Mount ]]>
al oeste de Tasmania y al noreste de Honshu, en el distrito de Hokuroku, Japón (Gifkins et al., 2002).
Carbonal (Mioceno Superior)
En los alrededores del complejo ]]>
Lacustre Palmares (Pleistoceno Medio)
En Palmares, cerca del río Grande, en un corte artificial para construcción a la par de la carretera Interamericana (84°25’18.9”W/10°4’57.6”N), se observa ]]>
Fig. 4-A). No solo se observan clastos sedimentarios angulosos incluidos, sino además, pequeñas intrusiones sedimentarias dentro del depósito de ]]>
Casos posible o potenciales de ]]>
Cerro de La Muerte (Mioceno Inferior-Medio)
En el cerro de la Muerte, Quintanilla et al. (2008) reportaron la presencia de posibles peperitas formadas por rocas andesíticas entremezcladas con sedimentos ]]>
Crucitas (Mioceno Inferior Tardío-Medio Tardío)
En el prospecto aurífero de Crucitas, en la zona norte del país cerca de la frontera con Nicaragua, De la Cruz (1994) describe la existencia de peperitas relacionadas con intrusiones magmáticas de composición ácida e intermedia en sedimentos saturados en agua, sugiriendo ]]>
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Volcán Irazú (Pleistoceno Superior)
En las investigaciones realizadas por el ICE en el sitio de presa de Cachí (aprox. 83°48’16.1”W/9°50’26.8”N), Umaña & Afonso (1969) mencionan que el contacto inferior de la colada de Cervantes ]]>
¨está completamente impregnado con materiales plásticos que subieron a las fisuraciones e intersticios de la lava, presionadas por el peso litostático de la colada suprayacente¨. Ellos no hablan de un contacto quemado en dicho sector y por su descripción, resulta muy sugestivo el pensar de que los sedimentos aún estaban húmedos y que fueron de- formados e intruyeron la lava a modo de ]]>
Volcán Poás (Holoceno)?
El cráter activo del volcán Poás posee en su interior una laguna intracratérica termomineral hiperácida, de la cual ]]>
Conclusiones
Se presentaron casos en Costa Rica ]]>
Relacionados con algunas peperitas se presentan mineralizaciones de oro (p.ej. Crucitas) o posiblemente de cobre tipo malaquita (fila Uruca), o de amatista (cerro Minas), o inclusive alteración hidrotermal hiperácida reciente, como en el caso del domo-colada del Poás. Sin embargo, más estudios son requeridos al respecto.
Se espera que su descripción de campo, criterios de reconocimiento e interpretación, ayuden a reconocer más casos en América Central y su importancia para datar eventos magmáticos y sedimentarios, así como para la prospección de metales preciosos, dada la porosidad congénita de estas brechas y su cercanía con cuerpos dómicos ácidos y sectores con ascensos de fluidos ]]>
Agradecimientos
Se aprovecharon algunas giras del ]]>
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Recibido: 22/03/2012 ; aceptado: 17/12/2012
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