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INFORME PREVIO SOBRE EL DESARROLLO Y RESULTADOS DELTRABAJO REALIZADO POR TECNICOS DEL I.G.M.E. EN LAISLA DE LIVINGSTON (ANTARTIDA) DURANTE LA PRIMERACAMPAÑA ANTARTICA ESPAÑOLA (VERANO AUSTRAL 1987-88)
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INDICE
I.- INTRODUCCION ........................................... 3
II.- ANTECEDENTES .......................................... 41.- Análisis de la bibliografía existente .................. 42.- Encuadre geol6gico regional ............................ 43.- Plan de trabajo ........................................ 5
III.- DESARROLLO DE LOS TRABAJOS ........................... 71.- Condicionantes de la zona .............................. 7
Climatología ........................................... 7Geomorfología .......................................... 7Logística .............................................. 8
2.- Descripción de los trabajos ............................ 82.1.- Estratigrafía ........................................ 9
Formación Miers Bluff ................................ 9Diques de composición basáltica (Ne6geno-Cuaternario). 11Depósitos recientes no consolidados (Cuaternario) .... 12
2.2.- Estructura ........................................... 12Primera fase de plegamiento .......................... 13Segunda fase de replegamiento ........................ 13Fase de fracturaci6n N-S ............................. 14Pase de fracturaci6n E-W ............................. 14
2.3.- Mineralizaciones ..................................... 15
IV.- INTERPRETACION GEODINAMICA DE LAS OBSERVACIONES ....... 16
V.- CONSIDERACIONES FINALES ................................. 181.- Interés de la investigación geol6gico-metalogénica ..... 182.- Interés de la participación del IGME en futuras campanas 183.- Requerimientos ......................................... 18
VI.- BIBLIOGRAFIA .......................................... 20
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1.- INTRODUCCION
Como consecuencia de la invitaci6n hecha al Instituto Geol6gico y Minerode España (IGME), en los primeros días de Enero del año en curso, porparte de la Direcci6n General de Cooperaci6n Técnica Internacional delMinisterio de Asuntos Exteriores, para participar en los trabajos deinvestigaci6n que se estaban desarrollando en la Isla Livingston, en el
marco de la Primera Campaña Antártica Española, la Direcci6n de este
Instituto tuvo a bien designarnos como participantes.
Se nos inform6 que la duraci6n estimada de nuestra estancia sería de
aproximadamente cuatro semanas, con fecha de partida hacia mediados deFebrero. Iniciamos de inmediato la recopilaci6n de informaci6n de todo
tipo (geol6gica, climatol6gica, logística, etc.) existente sobre la zona,
y la preparaci6n de los equipos (científico, vestuario). Lo limitado deltiempo disponible para la preparaci6n impidi6 conseguir planos
topográficos a escalas adecuadas y fotografía aérea, elementosindispensables para el trabajo geol6gico. La única base topográfica que
pudimos encontrar fué un mapa a escala 1:200.000 de la isla de Livingston
editado por el British Antarctic Survey.
La partida fué el 13 de Febrero, arribando a Punta Arenas (Chile) el 14.Sin embargo, por problemas de organizaci6n, nuestra llegada a laAntártida (Isla Rey Jorge) no tuvo lugar hasta el día 26 de Febrero, envuelo de las Fuerzas Aéreas Uruguayas. Desde esta isla partimos el día 28de Febrero, a bordo del buque Rio Baker, fletado por el ministerio deDefensa Español, llegando a la base española en la Isla de Livingston enla tarde del día 1 de Marzo.
Los trabajos de campo se iniciaron en la mañana del día 2 de Marzo,debiendo interrumpirse el día 6 ya que la climatología oblig6 a efectuarla evacuaci6n de todo el personal de la base Rey Juan Carlos I, conanterioridad a la fecha prevista.
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II.- ANTECEDENTES
II.1.- Analisis de la bibliografía existente
A pesar de la premura de tiempo, pudimos localizar un volumenconsiderable de documentaci6n. Se consultaron los fondos documentales delas siguientes bibliotecas: IGME, Facultad de Ciencias Geol6gicas de laUniversidad Complutense , Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minasy, principalmente, de la Asociaci6n España en la Antártida, que puso anuestra disposici6n su abundante documentaci6n sobre la Antártida.
Aparte de la bibliografía relativa a organizaci6n de expediciones,logística, etc, en el aspecto geol6gico, destacamos las publicaciones delos Institutos Antárticos chileno, argentino, americano y, sobre todo,británico.
La mayor parte de las obras consultadas, se refieren a estudiosgeotect6nicos y geofísicos de ámbito regional, siendo muy limitado e_1número de publicaciones relativas a geología local y metalogenia. Entreellas destacan las siguientes:
- El trabajo de Hobbs (1968) que realiza el primer reconocimientogeol6gico general de toda la isla Livingston y presenta el primer mapa(fig.1) de la misma, y establece por primera vez una serieestratigráfica, que aunque modificada y precisada posteriormente,continúa siendo válida en lo fundamental.
- Las publicaciones de Caminos et al. (1973) y del Valle et al.(1974) querecogen los resultados de los trabajos de geología y metalogenia que elInstituto Antártico Argentino abord6 en el sector de la Península Hurd,en el que se ubica la base española. En ellos realizan un estudiodetallado de la estratigrafía y estructura de la formaci6n Miers Bluff,así como de los indicios de Cu, Pb, Fe y Zn que allí aparecen.
- Los trabajos paleontol6gicos de autores fundamentalmente chilenos(Araya y Hervé,1965), (Orlando, 1968), (Gonzalez Ferrán et al, 1970),(Tavera, 1970), (Hernández y Azcárate, 1971), (Covacevich, 1976), (Laceyy Lucas, 1981), que añaden precisiones y modifican en parte laestratigrafía establecida por Hobbs (1968).
- Finalmente, los trabajos del British Antarctic Survey (Pankhurst et al,1979, Smellie et al.1980, Smellie, 1983; Smellie y Thomson, 1985), que serefieren principalmente a aspectos petrológicos, geoquímicos ygeocronol6gicos de las rocas ígneas.
11.2.- Encuadre geologico regional
La isla Livingston (62027'-62*48' latitud S; 59145`61115' longitud W),se ubica en la parte meridional del archipiélago de las Shetland del Sur,
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frente a la extremidad norte de la península Antártica (fig.2). Por susuperficie, es la segunda en dimensiones del archipiélago después de laIsla Rey Jorge.
La península Antártica constituye la prolongación meridional de la cadenaAndina de la que está separada por un complejo sistema de estructurasrecientes (zonas de subducci6n, dorsales, fallas transformantes), que handado lugar, en los últimos 4-7 millones de años a la apertura del Mar deDrake y la formación del Arco de Escocia, (fig.3).
La estructura interna de la Península Antártica (fig.4) es el resultadode una serie de procesos repetidos de acreci6n (colisión), magmatísmo(arco) y extensión (back-arc), desde el Mesozoico hasta la actualidad(Storey and Garret, 1985). En el momento presente, la actividad tect6nicaen la Peninsula Antártica está limitada al área comprendida entre lastransformantes denominadas Shackleton y Hero (fig.5). Al sur de estesector la subducci6n de la placa Pacífica bajo la placa Antártica, se haextinguido al haber colisionado la dorsal con el margen continentalantártico. En la zona activa, la mencionada subducci6n ha generado unarco volcánico (Archipiélado de las Shetland del Sur), separado de
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continente por una cuenca tras-arco (Estrecho de Bransfield). Estacuenca, formada en un proceso distensivo en los ultimos 5-7 millones deaños, que ha culminado en la formación de corteza oceánica, presentavulcanismo actual a lo largo de la zona de expansión; un ejemplorepresentativo del cual es el vulcanismo de la isla Decepción, pocoskilometros al sur de la Isla Livingston.
La estructura de la zona tect6nicamente activa es claramente visible enel perfil sísmico que se reproduce en la fig.6, gentilmente proporcionadopor colegas de la Compañia Brasileña Petrobrás, correspondiente a losresultados de la 1º Expedición Geofísica Brasileña a la Antártida,(1987).
La Isla Lingston forma parte del arco volcánico y en ella puedendistinguirse dos áreas diferentes (veáse fig.1): la parte occidental,constituída por secuencias volcano-sedimentarias (JurásicoSuperior-Cuaternario) y, la parte oriental, en la que afloran seriesmetasedimentarias más antiguas y rocas intrusivas, y que puedeconsiderarse como parte del zócalo continental sobre el cual sedesarrolló el arco volcánico. Ambas partes están separadas por una zonade fractura de dirección NE~SW, paralela al Estrecho de Bransfield. Otraszonas de fractura paralelas a la anterior compartimentan la isla y,probablemente, corresponden a fallas normales desarrolladas en el procesode apertura de la cuenca de Bransfield.
11.3.- Plan de trabajo
Como consecuencia del análisis bibliográfico se establecieron lossiguientes objetivos prioritarios:
1) Reconocimiento y cartografía de la serie volcano-sedimentaria de la
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peninsula Byers (fig.1) en el extremo occidental de la isla, queconsituye la mayor superficie libre de hielos de la misma.
2) Reconocimiento y cartografia de la formaci6n Miers Bluff en lapenínsula Hurd (fig.1).
3) Reconocimiento y cartografía de las rocas intrusivas que afloran entreBahia Falsa y Punta Barnard (fig.1).
4) Reconocimiento de los indicios de sulfuros existentes en la penínsulaHurd (del Valle et al, 1974).
5) Medidas de magnetometría y radiometría en las áreas cartografiadas.
El conjunto de los trabajos de reconocimiento y cartografíageol6gico-metalogénica incluía la recogida de muestras para análisismicrosc6picos y químicos, así como el estudio estructural ysedimentol6gico de los afloramientos. La duraci6n de estos trabajos seestim6 en unas cuatro semanas de trabajo efectivo, que se ajustaba a laduraci6n prevista de nuestra estancia.
De este programa, como consecuencia de los retrasos en los traslados y delos problemas logísticos y meteorol6gicos, s6lo pudo cumplirse lo que serefiere a los puntos 2) y 4) de la relaci6n anterior, y de formaparcial; es decir, solamente se recorrieron aquellas áreas accesibles apié desde la base.
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III.- DESARROLLO DE LOS TRABAJOS
III.1.- Condicionantes de la zona
Además de los problemas importantes de acceso a la regi6n, son numerososlos factores de diversa índole que hacen que el desarrollo de un trabajode geología tenga un rendimiento muy inferior al normal. Entre éstosdestacan los que se refieren a climatología, geomorfología y logística.
Climatología
El rasgo mas característico del clima antártico en verano es lavariabilidad en cortos espacios de tiempo, junto con vientospersistentes, que en ocasiones alcanzaron los 80 nudos. Las temperaturas,en esta época del año, con escasa variaci6n diurna, no son muy bajas y enel observatorio instalado en la base española, oscilaron entre 00 y +3*C
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durante nuestra estancia. Sin embargo, el factor enfriamiento provocadopor los fuertes vientos produce una sensaci6n térmica muy inferior a latemperatura real del aire.
Otro rasgo característico es la densa nubosidad casi permanente, por logeneral baja, que incide de manera negativa en la luminosidad y dificultanotablemente la observaci6n de elementos geol6gicos a cierta distancia.Aún más, en ocasiones esta nubosidad se transformaba en niebla, con todala peligrosidad que esto conlleva para desplazarse por una zona detopografía accidentada.
Geomorfología
La mayor parte de la isla aparece cubierta de hielo, el total de areasrocosas expuestas apenas alcanza el 10% de los 845 km2 de superficietotal. Geomorfol6gicamente cabe distinguir tres elementos:
1.- Las zonas cubiertas por un casquete permanente de hielo, de espesorvariable, plano en la zona central de la isla y con pendientes muyacusadas en los bordes, acabando en acantilados sobre el mar, con alturasmedias de 21 m. Estas zonas de hielo suponen barreras difíciles defranquear para el paso de un área rocosa a otra (fig.7).
2.- Areas de afloramiento rocoso. Localizadas en la costa, con laexcepci6n de algunos "nunataks« (fig.8) que emergen del casquete. Encualquier caso, presentan un relieve abrupto (fig.9), salvo estrechasfranjas de playa, de poca longitud, situadas en la salida de vallesglaciares en retroceso (fig.10).
A las dificultades propias de esta orografía hay que añadir la abundanciade materiales sueltos, producidos por procesos de gelivaci6n, que forman
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coladas de gelifluxi6n, muy pendientes al pié de los relieves (fig.11).
3.- Las zonas límite entre glaciar y roca que son las mas difíciles ypeligrosas de transitar, a causa de las numerosas grietas provocadas porlos esfuerzos de cizalla que en esos puntos experimenta el hielo aldesplazarse. (fig.12).
Logística
Las observaciones anteriores, ante la necesidad de desarrollareficazmente el trabajo evitando al máximo los riesgos personales, imponenuna serie de exigencias logísticas que comprenden medios de transporte,vestuario, elementos de seguridad (tiendas de campaña, equipos deescalada y esquí, etc.), comunicaciones y alimentos.
La situaci6n más id6nea sería aquella en la que no hubiese necesidad depernoctar fuera de la base, por lo que la existencia de un medio detransporte seguro y rápido, como es el helic6ptero, sería fundamental.
Los desplazamientos con vehículos automotores para nieve o con esquís,deben limitarse a las zonas planas del casquete y únicamente siguiendoitinerarios señalizados previamente por expertos.
Los recorridos a pié deben restringirse a las áreas de afloramientorocoso.
Para aproximarse a los afloramientos costeros, de difícil acceso desde elinterior, se podrán utilizar embarcaciones ligeras a motor (equipadospara navegar en aguas con hielos), cuando las condiciones del mar seanfavorables y limitándose a recorridos cortos dentro de la Bahia Sur o adesplazamientos desde embarcaciones de mayor porte, contando en cualquiercaso con otra lancha de repuesto.
111.2.- Descripcion de los trabajos
Las limitaciones de tiempo, así como la carencia de los medios detransporte ya indicados anteriormente, unicamente nos permitieronestudiar las áreas accesibles a pié, desde la base, de la PenínsulaHurd.
Se realizaron cuatro itinerarios (fig.13) en jornadas de unas diez horasde duraci6n.
Teniendo en cuenta la proximidad de la base y la temperatura noexcesivamente baja de esos dias, los equipos utilizados, además delmaterial de trabajo, incluían una raci6n alimenticia diaria por persona,un receptor-emisor en VHF y vestuario, compuesto esencialmente de trajesde forro polar y de agua.
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El rendimiento de esos cuatro días, puede considerarse satisfactorio, sinmas interrupciones que las necesarias para las comidas y el tiempodedicado a la observaci6n de la interesante fauna que puebla estapenínsula.
Las observaciones geológicas realizadas en esas cuatro jornadas sesintetizan, de una manera integrada, en los apartados siguientes:
111.2.1.- Estratigrafía
En el área estudiada se han observado 3 unidades estratigráficasdiferentes, que de mas antigua a mas moderna son:
• Formación Miers-Bluff (Pre-Jurásico Superior)
• Diques de composici6n basáltica (Ne6geno-Cuaternario)
• Dep6sitos recientes no consolidados (Cuaternario).
Formaci6n Miers Bluff
Constituye la casi totalidad de las rocas consolidadas que afloran en laPenínsula Hurd. Se trata de una sucesi6n eminentemente detrítica, formadapor alternancias de materiales pelíticos, arenosos y conglomeráticos(minoritarios), con intercalaciones locales de material carbonatado.
El espesor de esta sucesión puede estimarse, para el área estudiada, enunos 500 m. si bien en trabajos anteriores (Hobbs, 1968; Caminos et al,1973) se consider6 un espesor total de unos 3.000 m. para el conjunto dela formaci6n en toda la isla.
La edad de la Formaci6n Miers-Bluff ha sido considerada como Carbonífero(Hobbs 1968, Caminos et al 1973), en base a su correlaci6n con otrasformaciones análogas que afloran en distintas áreas de la PenínsulaAntártica. En concreto, estos autores señalan la gran similitud de estasucesi6n con la formaci6n Trinity Peninsula (extremo NE de la PenínsulaAntártica), en la que se ha recolectado una considerable flora de estaedad.
Aunque los escasos hallazgos de restos f6siles localizados (floras noclasificables) en la Formaci6n Miers Bluff, no permiten precisar estacorrelaciU, una edad Pre-Jurásica superior es indudable considerando susrelaciones estructurales con las rocas Jurásicas que constituyen la mitadoccidental de la Isla Livingston.
El metamorfismo que afecta a esta formaci6n parece corresponder,en unaprimera apreciaci6n "de visu« a los grados muy bajo o inclusoanquimetamórfico, esperando poder precisar mas con los estudios
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petrográficos de las muestras recogidas.
Desde el punto de vista de su caracterizaci6n sedimentol6gica, todas lasrocas de la Formaci6n Miers Bluff corresponden a sedimentos turbidíticos,en los que no se han observado estructuras sedimentarias que indiquen unretrabajamiento por oleaje, por lo que puede afirmarse que el área dedep6sito estaba situada bajo el nivel de base de las olas.
La mayor parte de los afloramientos de esta formaci6n, en la PenínsulaHurd, corresponden a la parte del flanco invertido de un gran plieguetumbado, comprendido entre dos charnelas menores de dicha estructura(veáse fig.36 y 37).
La secuencia estratigráfica visible (fig.14) incluye de muro a techo, untramo fundamentalmente arenoso (con un espesor mínimo de 200 m.) de basedesconocida, un tramo intermedio de turbiditas finas, con intercalacionescentimétricas a métricas de arenas (aproximadamente 250 m) y un tramosuperior, nuevamente arenoso, de unos 50 m. de potencia mínima. Losniveles carbonatados se localizan en el techo del tramo pelíticointermedio y tienen un espesor de unos 15 m.
Ambos tramos arenosos consisten esencialmente en bancos métricos dearenas gruesas a medias, localmente conglomeráticos, que corresponden arellenos de canales frecuentemente amalgamados (fig.15). Entre estostramos se intercalan paquetes delgados de turbiditas finas (fig.16).
La única estructura interna visible en los bancos arenosos es unagranoselecci6n positiva (fig.17). En el muro de las capas son frecuenteslas estructuras de corriente de diversos tipos (fig.18), así como loscalcos de carga.
En los tramos de turbiditas finas, en los que no se observa unaciclicidad aparente, los bancos arenosos presentan estructuras internastípicas de turbiditas diluidas ("ripp1es" y laminaci6n paralela) enarenas de grano fino (fig.19).
En conjunto, los tramos arenosos se pueden interpretar como facies derelleno de canales turbidíticos, en los que los tramos finoscorresponderían a dep6sitos producidos en periodos de desbordamiento dedichos canales.
Las paleocorrientes, estimadas para este sistema, se concentran endirecciones comprendidas entre N90E y N120E, con sentido al E, como sededuce del alargamiento de los canales, direcci6n de los "ripple marks" yde las estructuras de corriente visibles en el muro de los estratos,algunas de las cuales indican claramente el sentido (fig.20).
El tramo intermedio turbidítico fino, ocupa la mayor parte del área deafloramientos de la Formaci6n Miers Bluff, siendo sin embargo el peorexpuesta a causa de su mayor erosionabilidad y estar recubierto por losdep6sitos modernos no consolidados (numerosas playas). Esencialmente estácompuesto de turbiditas diluidas en las que se observan los tramos C y D,de la secuencia de Bouma, localmente el tramo B y más raramente el A.
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En algunos puntos se observan bancos arenosos de hasta 1 m. de espesor,que se interpretan como relleno de canales; así como depósitos de "slump"(fig.21) y "mud-flow" (fig.22) de espesores decimétricos a métricos.
En el techo de este tramo aparecen bancos, centimétricos a decimétricos,de carbonatos intercalados con las turbiditas finas. Estos bancospresentan igualmente estructuras sedimentarias propias de turbiditasdiluidas. Estos carbonatos podrían interpretarse como productos delretrabajamiento de una plataforma carbonatada.
En su conjunto, la parte observable de la Formación Miers-Bluffcorresponde a un depósito turbídítico de tipo "channel-levée" (Mutti,1984)
Diques de composición basáltica (Ne6geno-Cuaternario)
En toda la zona reconocida afloran diques de composición basáltica, condirecciones comprendidas entre NHE y N100E.
Las potencias oscilan entre unos decímetros y varios metros. Generalmentesubverticales (fig.23), aunque localmente se observan diques paralelos ala estratificación. (fig.24).
La roca generalmente aparece fresca y en los diques de mayor potencia seobs*erva una zonaci6n textural, con márgenes de enfriamiento rápido,practicamente vitreos (algunos centímetros), una zona intermediaporfídica y un núcleo holocristalino intersectal.
De acuerdo con los estudios petrol6gicos de Caminos et al.(1973) se tratade basaltos y andesitas basálticas. Los resultados de los análisis(petrográficos y químicos) de las muestras recogidas en esta campaña,probablemente permitirán añadir algunas precisiones desde el punto devista de la génesis de estas rocas.
Una tentativa de dataci6n de estos diques se basaría en la observación delas relaciones estructurales con las rocas encajantes, que muestran laposterioridad de estos diques respecto al resto de los elementoslitol6gicos y estructurales. (fig.25).
La posterioridad de los diques respecto de las tonalitas que afloran alSur de Bahía Falsa, cuya edad se ha estimado en 40 ±10 MA (Dalz¡el etal.1973, isocrona Rb-Sr de roca total), permite considerar como masprobable una edad Ne6geno y/o Cuaternario para los diques.
De acuerdo con los datos disponibles, parece que estos diques puedenhaberse generado en el episodio distensivo que ha dado lugar a laformación de la cuenca oceánica de Bransfield (cuenca tras-arco 6intra-arco) en los últimos millones de años.
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Depósitos recientes no consolidados (Cuaternario)
Están constituídos por morrenas, playas y depósitos de ladera.
La mayor parte del área reconocida está formada por morrenas (s.l.) quese caracterizan por la gran heterometría y angulosidad de suscomponentes, entre los que predominan los fragmentos de roca de laFormación Miers-Bluff, además de clastos minoritarios de rocasvolcánicas, graníticas y sedimentarias mas modernas que dicha Formación(figs. 26, 27 y 28).
Las playas se ubican en la salida de valles glaciares abandonados y porlo general están constituídas por clastos bien redondeados de tamañograva (fig.29).
El rasgo más notable de estas playas es la superposición de diferentesniveles corrrespondientes a otros tantos episodios de levantamientoisostático (Adie 1963), relacionados con la disminucion progresivareciente del volumen de hielo en zonas marginales, como es esta, de laAntártida.
En el caso concreto de la Bahía Sur, se reconocen hasta siete niveles deplaya (fig.30).
En las laderas abruptas de los afloramientos rocosos y como consecuenciade los procesos de gelivaci6n, existen taludes con fuertes pendientes,constituidos por bloques muy angulosos, dispuestos de forma caótica encoladas de gelifluxi6n (fig.31).
111.2.2.- Estructura
Lo reducido del área estudiada impone grandes limitaciones al análisis dela estructura macrosc6pica de este sector, no obstante, a partir delestudio de las estructuras de pequeña y mediana escala, se han podidoreconocer 4 tipos de lotes de estructuras superpuestas, afectando a laFormación Miers Bluff, que de mas antigua a mas moderna son:
a Primera fase de pliegues tumbados, de escala kilométrica.
a Segunda fase de replegamiento suave, de plano axial subvertical.
a Fase de fracturaci6n N-S predominante, ligada a la intrusión de losgranitoides.
a Fase de fracturaci6n E-W, ligada al emplazamiento de los diquesterciarios y cuaternarios.
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Primera fase_de plegamiento
Es la responsable de la formaci6n de pliegues tumbados de escalakilométrica, de direcci6n NE-SO, a los que se asocia una esquistosidad detipo presi6n-disoluci6n paralela al plano axial.
Esta esquistosidad aparece bien desarrollada en el tramo intermedio, máspelítico, de la Formaci6n Miers Bluff y en los tramos arenosos se limitaa las zonas de charnela (fig.32).
Otros elementos estructurales desarrollados en esta fase son:cabalgami'entos de distintas escalas y en general con poco desplazamiento(figs.33 y 34) y '1boudinage1' de los bancos arenosos potentes, en laszonas de flanco (fig.35).
En concreto, como ya se ha adelantado en el apartado III-2.l., la mayorparte de los afloramientos de la Formaci6n Miers-Bluff corresponde alflanco invertido de un pliegue mayor de esta fase (fig.36 y 37).
La abundancia de estructuras sedimentarias, junto con la sencillez de laestructura, permite definir con seguridad que la vergencia de esta Fasees hacia el E.
La edad de esta Fase de deformaci6n no puede establecerse de una formaprecisa, aunque por el hecho de no afectar a la serie del JurásicoSuperior, que aflora en la mitad occidental de la Isla (fig.1, Hobbs,1968), se puede asegurar que es mas antigua que el Jurásico Superior.
Segunda Fase de replegamiento
Se manifiesta como un replegamiento suave, de espaciado kilométrico, delas estructuras previas. De direcci6n coaxial con la Primera Fase y planoaxial subvertical.
El ángulo entre flancos de los pliegues de esta fase, es generalmente muyalto; con buzamientos de menos de 200 de la esquistosidad S(originalmente subhorizontal) plegada.
Unicamente en las zonas de charnela de estos pliegues y siempre en eltramo pelítico, aparecen pliegues menores (fig.38) de esta fase, a losque localmente se asocia una esquistosidad S tambien depresi6n-disoluci6n, que crenula la S (fig.39).
En algunos puntos y afectando a tramos exlusivamente pelíticos, laintersecci6n de ambas esquistosidades produce una disyunci6n en"lápices".
La edad de esta Fase, ante la falta de criterios de correlaci6n, es aúnmás difícil de precisar, pudiéndose afirmar unicamente que tuvo lugarentre la 12 Fase y las fases de fracturaci6n que se describen a
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continuaci6n.
Fase de Fracturaci6n N-S
Con direcciones comprendidas entre NNO y NNE y buzamientos fuertesgeneralmente al E, esta fase es facilmente identificable por aparecerfrecuentemente las fracturas rellenas por productos hidrotermales.
Estas fracturas son claramente posteriores a las dos fases ya descritas,estando a su vez cortadas por los diques de la última fase (veásefig.25).
Estas fracturas se desarrollaron en un episodio distensivo queprobablemente, por la presencia de rellenos hidrotermales, se puederelacionar con el emplazamiento de los granitoides que afloran en el SEde la Isla. Si esta interpretaci6n es correcta, la edad de 40±10 MAestablecida por Dalz¡el et al. (1973) para los granitoides, puederepresentar una dataci6n precisa para esta Fase.
Fase de fracturaci6n E-W
Son fracturas subverticales, de direcciones comprendidas entre NHE yNlOOE, facilmente identificables al aparecer ocupadas por las rocasbasálticas, que ya fueron descritas en el apartado 11.2.1.
Representa también un episodio distensivo ligado a la formación de lacuenca tras-arco de Bransfield, durante el intervalo de 7 MA hasta laactualidad.
Probablemente las grandes fracturas de direcci6n ONE-ESE, noidentificables en el área de estudio, que compartimenta la Isla (veásefig.1), estén igualmente asociadas al mismo proceso distensivo. El juegoreciente, incluso actual, de esas fracturas, se pone de manifiesto por lapresencia de facetas triangulares (rasgos efímeros característicos de lasfallas normales, fig.40) en la gran falla que constituye el bordesur~occidental de la Isla , entre las puntas de Barnard y Renier (veásefig.1).
La identificaic6n de ambos sistemas de fracturas se ve facilitada por laexistencia de procesos hidrotermales o ígneos, desarrollados a favor deellas. No cabe sin embargo, excluir la posibilidad de que existan otrossistemas de fracturas, dificilmente identificables al no existir procesosde esos tipos asociados a ellas, no contar con fotografías aéreas de lazona y al gran desarrollo de una fracturaci6n penetrativa actual ligada alos procesos glaciares de gelivaci6n.
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111.2.3.- Mineralizaciones
Desde el trabajo de Del Valle et al. (1974) es conocida la presencia demineralizaciones de sulfuros en distintas áreas de la Península Hurd,concentrándose preferentemente en el sector comprendido entre la CaletaJohnsons y el glaciar del Gaucho (veáse fig.13).
Las mineralizaciones aparecen rellenando fracturas correspondientes a lafase de fracturací6n N-S, descrita en el apartado anterior.
Desde el punto de vista estructural se pueden establecer dos grupos defracturas mineralizadas:
- Grupos de filones anastomosados (fig.41), de potencia centimétrica adecimétrica, en los que el relleno presenta una zonaci6n, con cristalesde cuarzo dispuestos en las salbandas perpendicularmente y un núcleo decarbonatos y sulfuros.
- Brechas filonianas, en las que la mineralizaci6n, también zonada-,cementa fragmentos angulosos de la roca encajante (fig.42).
En ambos casos no se observa, a simple vista, una alteraci6n hidrotermalpenetrativa de la roca de caja, si se exceptuan los fragmentos incluidosen las brechas mineralizadas.
Los filones mineralizados se identifan facilmente sobre el terreno por laexistencia de alteraciones supergénicas que producen manchas decarbonatos de Cu espectaculares (fig.43).
La mineralogía observada, a simple vista, es de cuarzo, calcita,siderita, pirita, calcopirita, galena y blenda y como mineralessecundarios limonitas, malaquita y azurita.
En el trabajo citado de Del Valle et al. (1974), en el que se describencon mucho detalle estos indicios, se establecen dos paragénesis queaparecen reflejadas en la fig.44.
Asimismo, estos autores consideran como área fuente de las solucioneshidrotermales (de baja y media T) los granitoides que afloran en el SW dela Isla.
Para D.Hawkes (1982), este grupo de indicios constituye unamineralizaci6n polimetálica filoniana, situada en la periferia de unabanda de mineralizaci6n tipo Op6rfido cuprífero" y asociada al"stock"tonalítico de la Punta Barnard, en el que Hobbs (1968) yá describeuna alteraci6n hidrotermal y Littlefair (1978) un indicio de cobre. Todasestas observaciones se complementarán con los estudios microsc6picos (porluz transmitida y reflejada), de inclusiones fluídas y análisis químicosde las iñuestras recogidas.
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IV.- INTERPRETACION GEODINAMICA DE LAS OBSERVACIONES
Como ya se ha indicado anteriormente, las limitaciones impuestas por elmedio y la brevedad de nuestras observaciones, tanto en tiempo como ennúmero, hace muy difícil establecer una historia de la evolucióngeol6gica para este sector de la Antártida.
No obstante, algunas de esas observaciones son datos objetivos válidospara cualquier modelo evolutivo que se proponga para la región.
En este capitulo resaltaremos estos datos y propondremos un esquema#forzosamente especulativo, de la evolución geo-dinámica parcial, es decirreferida a los periodos de tiempo en que se formaron las rocasestudiadas.
Las rocas más antiguas observadas son las de la Formación Miers Bluff,que por otra parte parecen corresponder a las mas antiguas aflorantes enla Isla Livingston.
Desde el punto de vista de la sedimentación, las rocas de esta Formaciónson turbiditas distales, relativamente profundas (por debajo del nivel debase del oleaje), con un área fuente continental, situada al WNW, deacuerdo con las paleocorrientes medidas y la composición de los clastos(Caminos et al.1973).
La' estructura de la deformación, particularmente la de la Primera Fase,presenta una disposición subhorizontal con clara vergencia hacia el E.
La combinación de estos factores, permite interpr.etar que el tipo desituación geodinámica mas probable, durante el depósito de la FormaciónMiers Bluff y su deformación posterior, fue el de una cuenca de antepaisdesarrollada sobre el Margen Continental Antártico, probablemente comoconsecuencia de la colisión de un terreno exótico (arco volcánico omicrocontinente) con dicho margen continental. Todo ello dentro del marcoregional de subducci6n continuada, desde el Paleoz6ico, de la placaOceánica Pacífica hacia el E bajo la placa continental Antártica.
Otros autores (Smellie, 1979; Hyden y Tanner, 1981) han considerado unambiente de tipo "fore-arc" en un proceso puramente de subducci6n, perocreemos que esta interpretación no es compatible con la existencia de unárea fuente continental situada al W, ni con la geometria y vergencia dela estructura.
Aunque sin representación directa en el área estudiada, la existencia deuna potente serie volcánica, con edades comprendidas entre el Jurásico yel Ne6geno, típicas de arco volcánico en otras áreas del archipielago delas Shetland del Sur (Harrison et al.1979; Pankhurst et al.1979; Saunderset al.1980, Smellie et al. 1980; Tarnery et al.1982), así como de rocasplut6nicas, permiten asegurar la continuidad del proceso de subducci6n.
El siguiente evento, representado en el área estudiada, es un procesodistensivo manifestado por la inyección de diques basálticos y la
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existencia de grandes fallas normales que compartimentan la Isla.
Estas observaciones se enmarcan, a escala regional, en el procesodistensivo que en los últimos millones de años han afectado a laPenínsula Antártica, teniendo como resultado la formación de las cuencastras~arco del Estrecho de Bransfield; cuenca en la que existe unvulcanismo actual que se interpreta en conexión con los diques queafloran en el área estudiada (fig.45).
También en conexión con este proceso distensivo se considera que tuvolugar un basculamiento diferencial de la Isla Livingston, manifestado porel afloramiento de partes cada vez mas profundas hacia el E.
Se desconoce desde cuando este sector ha estado sometido a procesosglaciares, no obstante los depósitos recientes nos dicen que existe unfranco retroceso del sistema glaciar, cuyo resultado mas notable es ellevantamiento isostático de la Isla, puesto de manifiesto por losnumerosos niveles de playas, elevadas topográficamente respecto al niveldel mar actual, y la existencia de valles glaciares abandonados.
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V.- CONSIDERACIONES FINALES
A la vista de los resultados de esta Primera Campaña Española de geologíaen la Antártida, incluimos una serie de consideraciones de diversa índoleque puedan servir de guía para la preparaci6n de futuras campañas.
V.1.- Interes de la investigacion geologico-metalogenica
A diferencia de otras disciplinas científicas, que pueden tener un campoespecífico de actuaci6n en la Antártida, la Investigaci6n Geol6gica nodifiere, en sus objetivos, grandemente de la que se pueda realizar enotras áreas del planeta. Sin embargo, los tipos de trabajos que sedesarrollan en esas otras áreas, se ven aquí muy limitados por lahostilidad del medio y por la escasez de áreas aflorantes, quedando comointerés fundamental el reconocimiento infraestructural de dichas áreas.
V.2.- Interes de la participacion del IGME en futuras campañas
La participaci6n del IGME debería centrarse en ese reconocimientoinfraestructural y en cualquier caso no limitarse a un trabajo aislado desus técnicos en la Isla Livingston, sino a integrar su programa detrabajo en los programas que Organismos Antárticos de otros paises llevana cabo en esta regi6n.
La participaci6n del IGME en futuras campañas debería supeditarse alcumplimiento de una serie de requerimientos que se exponen en el apartadosiguiente:
V.3.- Requerimientos
Para obtener un rendimiento en los trabajos que justifiquen lasinversiones necesarias, el IGME no debería participar en ninguna otraCampaña Antártica mientras no se cumplan los siguientes puntos:
1. Existencia de fotografía aérea y base topográfica de las áreas atrabajar.
2. Existencia de medio de transporte de libre disposici6n(preferiblemente helic6ptero).
3. Existencia de un equipo cualificado de personal de apoyo paradesplazamientos en hielo.
4. Coordinaci6n con organismos de otros paises que hacen investigaci6ngeol6gica en la regi6n (a través del SCAR).
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5. Coordinaci6n con otros organismos españoles que comparten los medioslogísticos disponibles.
6. Existencia de un control médico detallado de los participantes (pre,sin y post).
7. Fase de preparación para saber desenvolverse en zonas con loscondicionantes climáticos y topográficos de la Antártida.
CECILIO QUESADA OCHOA ALEJANDRO SAN(HEZ RODRIGUEZ
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VI.- BIBLIOGRAFIA
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FIGURAS
Página 22
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55 v
PASAJE 0E 0 R A K E
s,79-
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Fig.2.- Ubicación de la Isla Livingston en el contexto dela Península Antártica.
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NAZ 4005-A FRSAM
Sondwich
Scotia
Drake 60-��(�4luk) Shettond
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180.W 140-W 100
FiG. 1. Shallo\v carthquake epicenires (top) and present plate bounddrie,.,. Scona Sea region. SANI-ANT nno[¡on is
1-0-24 mm/�car. sini�trzxl, E-W. Drake (Aluk) and Shefland rnicroplates are discus,�ed in texu S is Shack1cton
fracture zone. From Barker & Dabel (in
Fig.3.- Esquema tect6nico regional de la región del marde Escocia (Barker, 1982).
South Orkney Isiands
South Shefiand Isfands
(90 6(00
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Anvers Isiand xO'James Ross fsland
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c<, 1)1 Sea¡ Nunataks
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Biscoe Islands Target Hill
Jason Peninsula
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Adelalde Isiand IÍ1,
Alexander IslandWilkins Coast
++
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+ 7- + r=nsialic extensional voicanism
Intra-arc extensIonal zone�-7 + 0
+ ount Hill Fore -arc sedirnentary ba,sin
+ Magmatic ate +
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Accretionary prism
Basement
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Fig.4.- Componentes tectónicos de la Peninsula AntártiCa(Storey y Garret, 1985).
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Fig.5.- Distribuci6n de alineaciones magnéticas enel sector N y W de la Península Antártica.(Tarney et al., 1982).
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of the nionitor record. The locition of the
se lines is shosYn by the hejvy lines on the
Map
Fig.6.- Perfil sísmiro a través del estrecho de Bramsfield
entre la Isla Rey Jorge y la Península Antártica
(cedido amablemente por Petrobrás).
Fig.7.- Panorámica del casquete glaciar enIsla Livingston.
Fig.8.- Nunatak rocoso emergiendo a través delcasquete de hielo en Fondeadero Johnsons
(Isla Livingston)
.
lb.
Fig.9.- Relieve característico de los aflora-mientos rocosos en las zonas costerasde la península Hurd (Isla Livingston)
W1,5
Fig.10.- Playa estrecha formada en desembocadurade un valle glaciar en retroceso. (Gla-ciar del Gaucho, Isla Livingston)
i4,
VYC1
Fig.11.- Coladas de gelifluxión desarrolladasen las laderas abruptas de los aflo-ramientos rocosos.
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Fig.12.- Grietas espectaculares en el contactohielo-roca (Glaciar del Gaucho, IslaLivingston).
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Itinerario Ne 1---- Itinerario Nº 2............ itinerario NP 3 . .........
itinerario Nº 4
-57Cursos de oque
Depésitos recientes
Zona englozadc:
00 50 0 m 200 xo 400 500
SECTOR, NOROCCIDENTAL DE LA PENINSuLA HURD. ISLA LIVINGSTON
...1111AD. .1 1,1111�.1 El Al. 1.171 FIG. 13 ITINERARIOS
Metros
500-4 .. . . . . . . .:
Turbiditas groseras conalizados
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Turbiditas finas
400-
Tramo carbonatados
. . . . . . . . . .
300-
200-............ - - - -. ....... ........... ...........
100-..............................................
.......... ............. . . . . .....
.................................................o-
Fig. 14
Columna esquemática de la formación Miers Bluffen el área estudiada.
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LO
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'-e'1 •;-% :n - t;
o- :a - '•'., . A. -
ÍD . . t. 'h
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7S,Fig.17.- Detalle de la granoselección y lamina-
ción paralela en un paquete arenoso.
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Fig.18.- Estructuras de corriente y bioturbaciónen el muro de un banco arenoso.
Sr
24-01
Fig.19.- Capas con las divisiones C~D de Boumaen el tramo intermedio de turbiditasde la formaci6n Miers Bluff.
Fig.20.- ITrescent mark', en la base de un bancoarenoso.
Fig.21.~ Detalle de un "slump" en el tramo in-termedio de turbiditas finas de laformación Miers Bluff.
vw.
7%i-AÍ
Fig.22.- DetaLle de un depósito de "mud-flow'' enla formación Miers Bluff.
-7
Fig-23.- Aspecto de un dique basáltico subvertical.
Fig.24.- Dique basáltico paralelo a la estrati-ficación, pero cortando netamente a laesquistosidad S
1subhorizontal.
'ter'w
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�y:.�t. y• � l
Fig.25.- Dique basáltico cortando netamente afilones N-S con relleno hidrotermal.
-w1,W
Eig..b.- Panorámica de la morrena frontal delglaciar Viejo. En primer lugar depó-sitos de playa.
Fig.27.- Detalle de morrena frontal, nótese lagran heterometría de los clastos.
Ar<;í
.............................
Fig.28.- Morrena lateral del glaciar Viejo, nóte-se igualmente la heterometría de los componentes.
-W
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P-r_t7
Fig.29.- Contacto entre depósitos de playa y degelifluxí6n, nótese las notables dife-rencias en heterometría y angulosidad.
Fig.30.- Panorámica de los distintos niveles deplayas levantadas sobre las que asien-ta la base española en Bahía Sur.
(Isla Livingston)
1 .4Cír=UIW 5
E19.31.- Detalle de colada de gelifluxión, nótesela gran heterometria y angulosidad de losclastos.
M.O
F19.32.- Detalle de la esquistosiciad S subhori-zontal plegada por una estruc�u-ra sub-vertical de segunda fase.
-Mor* 17P�m
7,01
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MIL" áL,
Fig.33.- Detalle de pequeños cabalgamientos aso-ciados a la esquistosidad S subhorizontal.
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Fig.34.- Cabalgamiento subhorizontal cortando lacharnela anticlinal tumbada de fondeade-ro Johnsons.
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"Boudinage" de bancos arenosos de es-pesor métrico.
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Eig.38.- Repliegues menores de segunda fase
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Fig. 39.- Crenulación espaciada de segunda fase
laccids t,Liarigulares en la i-alid quelimita la isla Livingston por el SEentre las puntas Renier y Barnard.
Fig.41.~ Aspecto de los filones mineralizados anastomosados.
W1:
Fig.42.- Detalle de las brechas filonianas mi-neralizadas.
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14
�'ig -1 « -Manchas de carbonato de cobre en laszonas mineralizadas.
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BLENDA
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CALCOSiNA
COVELLINAMALAQUITAAZURITACERUSITA
11 E MAT 1 TALIMONITA
1 INARITA
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Fig.44.- Paragénesis de la mineralizaci6n en laPenínsula Hurd (del Valle et al., l914)
Fig.45.- Alternancias de hielo y cenizas volcáni-cas en isla Decepci6n.
