La mélange de San Marcos, Cordillera Septentrional de la República Dominicana. Significado, origen y edad

• Á. Suárez-Rodríguez ^[1] ; J. Escuder-Viruete ^[1] ; E. Colmenero-Hidalgo ^[2]
  1. [1] Instituto Geológico y Minero de España

     Instituto Geológico y Minero de España

     Madrid, España

     
  2. [2] Universidad de León

     Universidad de León

     León, España

     
• Localización: Boletín geológico y minero, ISSN 0366-0176, Vol. 128, Nº 3, 2017, págs. 633-656
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • The San Marcos mélange, Cordillera Septentrional of the Dominican Republic. Nature, origin and age
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    El conocimiento del origen, significado y edad de una mélange resulta crucial para descifrar la evolución de ciertos cinturones orogénicos. Localizada en la Cordillera Septentrional de la República Dominicana, la Mélange de San Marcos contiene bloques aparentemente dispuestos de forma caótica, con tamaño centimétrico a kilométrico que incluyen litologías exóticas de tipo ofiolítico, volcanoclástico y sedimentario junto con otras propias de la cuenca. Los bloques son de edad Cretácico a Mioceno, todos inmersos en una matriz arcillosa escamosa y variablemente cizallada. Incluye también sucesiones coherentes poco deformadas, de alternancias de areniscas, limolitas y arcillas, de una cuenca marina turbidítica distal. La deformación sinsedimentaria es generalizada y produce sistemas conjugados de fracturas de cizalla extensionales, venas rellenas de calcita, bandas cataclásticas arcillosas, y estructuras de boudinage. Estas estructuras implican un estiramiento paralelo a la estratificación, producido en un medio de baja energía de talud o pie de talud submarino, e indican un bajo contraste de ductilidad entre litologías poco o nada litificadas. El análisis de paleoesfuerzos de fracturas y venas establece una dirección de extensión subhorizontal NE-SO, sugiriendo una orientación de la cuenca siguiendo un eje ortogonal ONO-ESE a NO-SE (coordenadas actuales). Los datos biocronológicos de nanofósiles presentes en la matriz indican una edad para la mélange desde la parte alta del Mioceno inferior a la parte baja del Mioceno superior. Consideramos que la Mélange de San Marcos tiene un origen esencialmente gravitacional, cuya deformación simultánea a su depósito fue producida por deslizamientos en las laderas submarinas, desencadenados por procesos de inestabilidad en la cuenca y tectónicos (provocados por terremotos). Los bloques y megabloques de rocas ofiolíticas del Complejo de Puerto Plata y de rocas volcanoclásticas y sedimentarias litificadas de la Fm. Imbert, son bloques “exóticos” originados por el colapso gravitacional de los márgenes elevados de la cuenca sedimentaria, deslizados y emplazados en los depósitos poco consolidados de talud y cuenca turbidítica, al menos, durante el Mioceno inferior y medio. La existencia de una superficie de cizallamiento sinsedimentaria dirigida hacia el ONO, en el contacto basal de la mélange, sugiere que todo el conjunto fue desplazado en una o varias ocasiones en esa dirección. La Mélange de San Marcos no es una mélange de zona de subducción, sino que fue originada por deslizamientos submarinos de sedimentos turbidíticos en una cuenca sin-colisional de tipo piggy-back, transportada sobre una ofiolita de la zona de suprasubducción de la placa Caribeña.

  • English

    Understanding the nature, origin and age of a mélange is crucial to deciphering the evolution of certain orogenic belts. Located in the Cordillera Septentrional of the Dominican Republic, the San Marcos Mélange is characterized by a blocks-in-matrix internal structure. Apparently arranged chaotically, the blocks have centimeter to kilometer sizes, include exotic ophiolitic, volcaniclastic and intrabasinal sedimentary lithologies, and are of Cretaceous to Miocene in age, all immersed in a scaly and variably sheared argillaceous matrix. In less-deformed coherent sections, the Mélange consists of alternating sandstones, siltstones and clays, indicative of a distal turbiditic depositional environment. Syn-sedimentary deformation is pervasive and produces systems of conjugated extensional shear fractures, veins filled with calcite, cataclastic bands and boudinage and pinch-and-swell, symmetrical and asymmetrical structures. They are consistent with a layer parallel extension, produced in a low-energy slope setting, and are indicate a low-ductility contrast between few or no lithified lithologies. Paleostress analysis of fractures and veins establishes a NE-SW trend of sub-horizontal extension, suggesting an orientation of the basin along a WNW-ESE to NW-SE axis (current coordinates). The biochronological data of nannofossils present in the matrix gives a sedimentary age for the Mélange from, at least, the top of the lower Miocene to the base of the upper Miocene. The San Marcos Mélange has therefore an essentially gravitational origin. Its deformation was temporally syn-sedimentary and was produced by processes of gravitational sliding, probably triggered by both instability processes within the basin and tectonic (earthquake shaking) mechanisms. Blocks and megablocks of ophiolitic rocks derived from the underlying Puerto Plata complex and of well-lithified, volcaniclastic and sedimentary rocks of the Imbert Fm, represent “exotic” blocks caused by the gravitational collapse of the high topographically margins of the depositional basin, slide down and emplaced into the unconsolidated slope and basin turbiditic deposits, at least in the lower and middle Miocene. The existence of a large-scale, synsedimentary shearing surface directed to-the-ONO at the basal contact suggests that the whole Mélange was displaced once or several times in that direction, contributing to the chaotic nature of the unit. The San Marcos Mélange is not a of subduction-zone mélange, but was caused by the submarine landslide of turbiditic sediments in a syn-collisional, piggy-back basin, transported on top of a supra-subduction zone ophiolite of the Caribbean plate.