Tectónica Plio-Cuaternaria en la Bahía de Ocoa (La Española, NE del Caribe)

GEOGACETA, 74, 2023 Copy igh © 2023 El Au o /a(s). Publicado po la Sociedad Geológica de España. A ículo de acceso abie o bajo la licencia CC BY-NC-SA 4.0 107 In oducción La c es a de Bea a de ine un al o ba- imé ico en la placa del Ca ibe de di ec- ción SO-NE y más de 570 km de longi ud, sepa ando las cuencas de Hai í y Vene- zuela. La con e gencia oblicua en e la placa del Ca ibe y la de Amé ica del No - e se p oduce a asas de 18-20 mm/año según la di ección N070ºE (Fig. 1; Mann e al., 2002). Los p ime os modelos ec- ónicos in e p e aban la c es a de Bea a como una alla ans o man e que aco- modaba el aco amien o hacia el NE en el cabalgamien o on al del p isma de los Mue os (p. ej. Ladd e al., 1981). Pos- e io men e, los pe iles geo ísicos ma- inos de Me cie de Lepinay e al. (1988) mos a on la geome ía del p isma de ac eción y la inden ación de la c es a de Bea a. En ie a, di e sos au o es econo- cen ambién la inden ación de la c es a de Bea a po la o ien ación a queada y la o ación cohe en e de los ejes de los plie- gues. Es a de o mación u o luga desde inales del Plioceno has a la ac ualidad (p. ej. Heubeck y Mann, 1991). He náiz Hue a y Pé ez-Es aún (2002) y o os a- bajos pos e io es a ibuyen las cinemá i- cas izquie da y de echa de las allas que limi an la bahía de Ocoa y la cu a u a de las es uc u as a la inden ación; pa a es- os au o es la alla de En iquillo-Plan ain Ga den (EPGFZ) y el cabalgamien o de Baho uco (Fig. 2) end ían un impo an e papel. La bahía de Ocoa se encuen a en una zona cla e pa a esol e el puzle ec ónico que p oduce la pa ición de la Geogace a, 74 (2023), 107-110 h ps://doi.o g/10.55407/geogace a98192 Fecha de ecepción: 31/01/2023 ISSN ( e sión imp esa): 0213-683X Fecha de e isión: 20/04/2023 ISSN (In e ne ): 2173-6545 Fecha de acep ación: 26/05/2023 ABSTRACT The le -la e al Bea a idge (BR) and he igh -la e al Ocoa- Bonao-La Guaca a (OB) aul zones ans e he Plio-Qua e na y de o ma ion ha esul s om he NNE-inden a ion o he Bea a oceanic esca pmen unde he sou he n ma gin o Hispaniola. An a cua e elie bound he Ocoa bay, and he cu en ec onic upli accele a es he lu ial incision and modi ies he lu ial ne wo k. Bo h a e ac i e seismic aul s whose espec i e kilome ic aces con e ge 20 km no heas e wa d o Ocoa bay, unde he San José de Ocoa basin and po en ially migh be gene a ed la ge ea hquakes. In de- ail, s ain is accommoda ed by he b i le pa i ion o he aul zones and segmen a ion o he main aul s in o mino aul s ha bounded kilome ic blocks o a lozenge shape, wi h he de elopmen o wo signi ican pa i ions: he Sabana Buey pull-apa basin and he ex- ensional block sou hwa d he Azua a ea; acco ding o he espec i e aul opology and he ela i e aul a e displacemen . The a ulsion o he Ocoa i e by he Sabana Buey basin opening occu ed du ing he la e Pleis ocene, acco ding o he OSL age o a lowe allu ial an (ca. 16 ky) incised by he cu en loodplain in o he i e mou h. Key-wo ds: Ac i e ec onics, seismic aul s, Ca ibbean pla e, Domi- nican Republic. RESUMEN Las zonas de allas de desga e izquie do de la c es a de Bea- a (BR) y de echo de Ocoa-Bonao-La-Guáca a (OB) ans ie en la de o mación Plio-Cua e na ia que p oduce la inden ación NNE del esca pe oceánico de Bea a bajo el ma gen me idional de la Españo- la. La bahía de Ocoa es á bo deada po un elie e a queado, y el le- an amien o ec ónico ac ual acele a la incisión lu ial y modi ica la ed lu ial. Ambas allas son sísmicamen e ac i as y sus azas kilo- mé icas con e gen 20 km hacia el no es e de la bahía de Ocoa, bajo la cuenca de San José de Ocoa, y po encialmen e pueden gene a g andes e emo os. En de alle, la de o mación es á acomodada po la pa ición ágil de las zonas de alla y la segmen ación de las allas p incipales en allas meno es que bo dean bloques omboidales, con desa ollo de dos impo an es pa iciones: la cuenca de “pull-apa ” de Sabana Buey y el bloque ex ensional del S del á ea de Azua; de acue do con la espec i a opología de la zona de alla y las asas de desplazamien o ela i o. La a ulsión del ío Ocoa po la ape u a de la cuenca de Sabana Buey se p odujo en el Pleis oceno supe io , de acue do con la da ación OSL de la base de un abanico alu ial in e- io (ca. 16 ka) incidido po la llanu a alu ial de inundación ac ual en la desembocadu a del ío. Palab as-cla e: Tec ónica ac i a, allas sísmicas, Placa Ca ibeña, República Dominicana. Tec ónica Plio-Cua e na ia en la Bahía de Ocoa (La Española, NE del Ca ibe) Pliocene-Qua e na y ec onic ac i i y in he Ocoa Bay (Hispaniola Island, NE Ca ibbean) F ancisco José Fe nández1,*, Ja ie Escude -Vi ue e2, Fe nando Pé ez Vale a3, Pablo Val e de Vaque o2 , Me cedes Cas illo Ca ión2, Ál a o Rubio O dóñez1 y Alicia Medialdea4 1 Depa amen o de Geología, Uni e sidad de O iedo. C. Jesús A ias de Velasco, 33005 O iedo. j e nande[email p o ec ed]s, ubioal[email p o ec ed] 2 Ins i u o Geológico y Mine o España - CSIC, C. La Cale a 1, 28760 T es Can os, Mad id. j.escude @igme.es, m.cas [email protected] y p. al e [email protected] 3 Depa amen o de Ciencias de la Tie a y del Medio Ambien e, Uni e sidad de Alican e. 03080 San Vicen de Raspeig, Alican e pe e[email p o ec ed]s 4 CENIEH. Paseo de A apue ca, 3 09002, Bu gos [email protected] *Co esponding au ho GEOGACETA, 74, 2023 F.J. Fe nández, J. Escude -Vi ue e, F. Pé ez Vale a, P. Val e de Vaque o, M. Cas illo Ca ión, Á. Rubio O dóñez ... 108 Geología Es uc u al y Tec ónica/S uc u al Geology and Tec onics de o mación debida a la inden ación del esca pe de Bea a bajo el ma gen me i- dional de La Española. Además, el cono- cimien o de la geome ía, las elaciones de las allas sismo-ac i as y su cinemá ica son imp escindibles pa a cons ui mo- delos de amenaza sísmica ealis as. En es e abajo se p esen an indicado- es ec ónico-geomo ológicos que e i- dencian la ac i idad ecien e de la BRFZ, OBFZ (Fig. 1) y las es uc u as elacionadas en el en o no de la bahía de Ocoa. La edad de las e azas lu iales, ob enida po luminiscencia es imulada óp icamen- e (OSL) pe mi e es ablece la edad de en- e amien o del sedimen o sino ogénico elacionado con la es uc u a. Con ex o Geológico En la bahía de Ocoa se di e encian dos unidades ec onoes a ig á icas: el Cin u ón de Pe al a, de edad comp endi- da en e el C e ácico Supe io y el Plioce- no (p. ej. He náiz Hue a y Pé ez-Es aún, 2002); y la secuencia de ocas que aba ca desde la Fm Somb e i o (Mioceno In e- io ) has a el Plio-Cua e na io de la Fm. A ollo Seco, o mada po conglome a- dos cemen ados simila es a los abanicos alu iales no cemen ados ecien es que o man pa e del elleno de las cuencas de Azua, San Juan y En iquillo (Fig. 2; p. ej. Díaz de Nei a y Solé Pon , 2002). Las o maciones sedimen a ias del cin u ón de Pe al a son pa e de la cobe e a que pos da a el magma ismo de a co y egis- a la colisión oblicua a co-con inen e en el e o-a co (bo de S de la isla) con el desa ollo de e o-cabalgamien os hacia el S y pliegues elacionados (p. ej. Pé ez-Es aún e al., 2007). Además, es a de o mación p odujo en mayo medida el le an amien o de la Co dille a Cen al. La e olución a una ec ónica de esca- pe hacia el océano A lán ico se p oduce en el Mioceno Medio y con inúa ac i a en la ac ualidad (p.ej. Mann e al., 2002). Así, hacia el O de la bahía de Ocoa, la sis- micidad some a se alinea a lo la go de la EPGFZ, mien as que hacia el E se egis a una sismicidad in e media y p o unda a lo la go de la Fosa de los Mue os, si ua- da con la misma o ien ación E-O, pe o desplazada hacia el S más de 60 km (Fig.1; Escude -Vi ue e e al., 2023). Po lo an o, la geome ía y e olución de las cuencas de Azua, San Juan y En iquillo y de los e- lie es que las sepa an es án ue emen e condicionadas po es a ec ónica de des- ga e (Fig. 2). Ac i idad neo ec ónica en la Bahía de Ocoa Sec o Occiden al El elie e es uc u al de la Sie a de Ma ín Ga cía consis e en un an iclinal de plano axial sub e ical de di ección E-O y eje con lige a inme sión hacia el O. Es un pliegue de p opagación de alla ela- cionado con la in e sión de la cuenca de En iquillo po el NE. La es uc u a se do- bla en su con ac o con la BRFZ (Fig. 3) de acue do con la cinemá ica la e al izquie - da de la alla. Las ocas de alla de la BRFZ se obse an en el acan ilado cos e o de la sie a, y consis en en una sucesión de ca aclasi as y b echas ca bona adas con desa ollo de una oliación sub- e ical anas omosada, y ienen un espeso su- pe io a los 50 m. El bloque o ien al es á o mado po los elie es del Ce o Vigía, Ce o Fe mino y Ce o el Peñón al SE de Azua (Fig. 3). La cinemá ica de es e bloque es compleja (Escude -Vi ue e e al., 2023). Así, en el a lo amien o cos e o de la sie- a Ma ín Ga cía se obse a una e aza de co al del Pleis oceno Medio sob e la que se si úa un depósi o de a enas de pla- ya le an ado y osilizado po un abanico alu ial, de o mado po allas oblicuas de di ección N95-105ºE y mo imien o de e- cho. En el Ce o Vigía se obse a el lanco NE del an iclinal co ado po allas de di- ección N120ºE y es ías sub-ho izon ales y sen ido de echo. En el ce o del Peñón la es a i icación sub-ho izon al es á co a- da po un cli aje de ac u a anas omosa- do sub-ho izon al que sugie e ex ensión ho izon al local N-S. Sec o Cen al El mayo elie e se si úa al N de Azua, en la e ien e S de la co dille a Cen al, y se co esponde con el cabalgamien o de San Juan-Los Pozos (SJPFZ en Figs. 2 y 3) que supe pone ocas del Cin u ón de Pe al a sob e el elleno Neógeno-Cua- e na io de la cuenca de Azua. Hacia el E, la SJPFZ es á co ada po una alla ecien e: la alla de Azua (Mann e al., 1991), cuyo esca pe de alla p oduce una cla a lineación en el elie e de di ección Fig. 1.- Mapa del bo de no es e de la placa del Ca ibe mos ando la localización de las pla- cas y los bo des de mic oplacas, así como las p incipales es uc u as ec ónicas. La lecha oja de ine el ec o de mo imien o ela i o en di ección N070ºE (mod. Mann e al., 2002). El cuad ado ec angula cen al ojo de ine la zona de la Fig. 2. El cuad ado ec angula in- e io izquie do mues a la localización de La Española. BRFZ, zona de alla de Bea a Ridge; EPGFZ, zona de alla de En iquillo-Pla ain Ga den; OBFZ, zona de alla de Ocoa-Bonao-La Guaca a; SFZ, zona de alla Sep en ional; SJRFZ, zona de alla de San Juan-Res au ación. Ve igu a en colo en la web. Fig. 1.- Map o he no heas edge o he Ca ibbean Pla e showing he loca ion o pla e and mic opla e bounda ies, as well as he main ec onic s uc u es. The ed a ow de ines he mo- emen ec o o 18-20 mm/y in he di ec ion N070ºE o he Ca ibbean Pla e wi h espec o he No h Ame ican Pla e (mod. Mann e al., 2002). The ed cen al ec angle loca es Fig. 2. BRFZ, Bea a Ridge aul zone; EPGFZ, En iquillo-Pla ain Ga den aul zone; OBFZ, Ocoa-Bonao- La Guaca a aul zone; SFZ, Sep en ional aul zone; SJRFZ, San José-Res au ación aul zone. See colo igu e in he web. GEOGACETA, 74, 2023 Tec ónica Plio-Cua e na ia en la Bahía de Ocoa 109 Geología Es uc u al y Tec ónica/S uc u al Geology and Tec onics N70ºE (Fig.3; Loma los Cacheos). La alla es izquie da-oblicua y su sal o ho izon al disminuye hacia e minación NE en con- inuidad con la aza de SJPFZ, dibujando hacia el E un a co con o ma de Z. Es e a co es á co ado al menos po es allas con umbo sub-pa alelo a la BRFZ (Fig. 3), in e p e adas como su segmen ación en abanico, que hacia el N se co a po la OBFZ, bajo la cuenca de San José de Ocoa (Escude -Vi ue e e al., en p ensa; Fig. 3). La alla de Azua y el abanico NE de la BRFZ ambién co an un cabalgamien- o Plio-Pleis oceno que supe pone la Fm. Somb e i o, hacia el SSO (Fig. 2) sob e los abanicos alu iales in e io es. En el bloque cabalgan e se p oduce un an iclinal on- al expues o en Loma los Cacheos y Loma Vieja (Fig. 3). Todo ello sugie e que la o - mación de los úl imos cabalgamien os hacia el S en secuencia “piggy-back” de la co dille a Cen al se p oduce simul ánea con los desga es que acomodan la e al- men e la inden ación. Po o a pa e, en la playa de To u- gue os, si uada en e el Ce o Fe mino y el Ce o Peñón (Fig. 3), se ha iden i icado un ex enso a lo amien o de es uc u as de licue acción, desa olladas sob e g a- as y a enas cemen adas co espondien- es a una secuencia de playa ecien e, que de acue do con la escala de in ensi- dad sísmica ambien al (ESI-07; Gue e i y Vi o i 2007) se puede iden i ica como un egis o paleo-sísmico de as ado (in- ensidad XI-XII). Sec o O ien al La sie a del Núme o se le an a en el bloque o ien al de la OBFZ (Escude -Vi- ue e e al., 2023; Fig. 3), donde los ca- balgamien os y pliegues elacionados del cin u ón de Pe al a p esen an una o ien- ación N-S de acue do con su posición en el a co que gene a el “inden e ”. Es e bloque es á in ensamen e cizallado po allas disc e as de desga e de echo con o ien aciones que a ían en e ENE a NE (Pé ez-Vale a, 2010) y cuya cinemá ica es cohe en e con la cinemá ica gene al de- echa de la OBFZ. La ape u a de un su co de o ien ación E-O en e Sabana Buey y la Bahía de Ocoa p oduce la a ulsión del ío Ocoa en su desembocadu a, de ma- ne a que los abanicos alu iales que p o- g adaban hacia el S son localmen e co - ados po o os más ecien es que ie en hacia el N en la e ien e S del su co y ellenos de e azas lu iales que p o- g adan hacia el O en la di ección ac ual de la desembocadu a del ío en la bahía ( e la o o- o o en p. ej. www.google. com/in l/es/ea h). Es e su co es in e - p e ado como p oducido po la ape u a de una pequeña cuenca de “pull-apa ” consecuencia de lexión en Z de la OBFZ. En ocasiones se ha podido elaciona la a ulsión de los cu sos lu iales con e e- mo os (p. ej. Quigley y Du y, 2020). Los abanicos alu iales de es e sec o han podido se da ados po OSL (Escu- de -Vi ue e e al., 2023) po que, a di e - encia de los sec o es occiden al y cen al donde los abanicos es án p ác icamen e o mados po can os y bloques ca bon- a ados, aquí p esen an ni eles a enosos icos en cua zo y eldespa os. La mues a 20JE05 de un ni el de a enas en la base de abanico alu ial que p og ada hacia el N, de acue do con su posición sob e el esca pe de alla no mal que bo dea el su co po el S (Fig. 3) iene una edad de 16,5±3 ka y se in e p e a como la edad máxima pa a la ape u a de es a cuenca. Conclusiones La Bahía de Ocoa es un elie e li o al si uado en el e o-a co ca ibeño p odu- cido po la inden ación de la c es a de Bea a en el ma gen me idional de La Es- pañola, du an e la con e gencia oblicua in a-oceánica en e las placas del Ca ibe y Amé ica del No e. Desde el Mioceno se con igu an y e- llenan sin- ec ónicamen e las cuencas de En iquillo, Azua y San Juan, bajo un é- gimen de con e gencia oblicua izquie da y se inicia el p oceso de inden ación que oda ía con inúa. En la ac ualidad, la de o mación es á con olada po dos allas sismogénicas Fig. 2.- Mapa de las cuencas de San Juan, Azua y En iquillo. El cuad ado ec angula ojo de ine la zona de es udio (Fig. 3). BRFZ, zona de alla de Bea a Ridge; EPGFZ, zona de alla de En iquillo-Pla ain Ga den; OBFZ, zona de alla de Ocoa-Bonao-La Guaca a; NFZ, zona de alla de Neiba; SJRFZ, zona de alla de San José-Res au ación; SJPFZ, zona de alla de San Juan-Los Pozos; BAFZ, zona de alla de Baho uco. Ve igu a en colo en la web. Fig. 2.- Map o he San Juan, Azua and En iquillo basins. The ed ec angle loca es he s udy a ea (Fig. 3). BRFZ, Bea a Ridge aul zone; EPGFZ, En iquillo-Pla ain Ga den aul zone; OBFZ, Ocoa- Bonao-La Guaca a aul zone; SFZ, Sep en ional aul zone; SJRFZ, San José-Res au ación aul zone; SPFZ, San Juan-Los Pozos aul zone; BAFZ, Baho uco aul zone. See colo igu e in he web. GEOGACETA, 74, 2023 F.J. Fe nández, J. Escude -Vi ue e, F. Pé ez Vale a, P. Val e de Vaque o, M. Cas illo Ca ión, Á. Rubio O dóñez ... 110 Geología Es uc u al y Tec ónica/S uc u al Geology and Tec onics de desga e izquie do (BRFZ) y de echo (OBFZ) que limi an la bahía po el O y el E, espec i amen e. En es e con ex o, el paso del inden e bajo la cobe e a p oduce es- uc u as que e olucionan de comp esi as hacia el SO a ex ensionales, o iginando una pa ición de la de o mación en las zonas de alla con bloques omboidales ans ensi os a ambos lados de la bahía. Con ibución de los au o es FJF, JEV y FPV: Es uc u a del abajo; me odología; igu as; adquisición de da- os ( ambién AM); Todos: edición, y e i- sión del manusc i o; JEV coo dinación y supe isión. Ag adecimien os El p esen e abajo ha sido inanciado po el p oyec o PID2019-105625RB-C22. Los au o es ag adecemos a An onio Azo y Ángela Suá ez la e isión del manusc i- o o iginal. Re e encias Díez de Nei a, J.A. y Solé Pon (2002). Ac a Geológica Hispánica, . 37, nº 2-3, 163-191. Escude -Vi ue e, J., Fe nández, F.J., Pé ez-Va- le a, F. y Medialdea, A. (2023). Tec onics. h ps://doi.o g/10.1029/2022TC007618 Gue e i, L. y Vi o i, E. Eds. (2007). In en- si y Scale ESI-2007. Memo ie Desc ip i e Della Ca a Geologica D’I alia, 74. APAT, Sys emCa S l, Roma, I alia. Heubeck, C. y Mann, P. (1991). En: Geologic and Tec onic De elopmen o he No h Ame ica-Ca ibbean Pla e Bounda y in Hispaniola. (Mann, P., D ape , G. y Lewis, J.F. Eds.). Camb igde Geological Socie y o Ame ica Special Pape 262, 315–336. 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La li oes a ig a ia de las unidades Neógenas y Cua e na ias de inidas en el p oyec o SYSMIN (Pé ez-Es aún e al., 2007) es á incluida en el mapa. BA, Ba ahona; AZ, Azua; SJ, San José de Ocoa; SB, Sabana Buey; 1, Ce o Vigía; 2, Ce o Fe mino; 3, Ce o Peñón; 4, Loma los Cacheos; 5, Loma Vieja; 6, Sie a del Núme o; 7, Cuenca de “pull apa ”. La es ella ama illa localiza la mues a 20JE05. Ve igu a en colo en la web. Fig. 2.- Neo ec onic map o sou he n cen al Hispaniola. Shaded elie in g ayscale has been made om he GMRT syn hesis da a se (Ryane al.,2009) wi h GeoMapApp(www.geomapapp. o g). The La e Neogene and Qua e na y li hos a ig aphic uni s de ined in he SYSMIN P ojec (Pé ez-Es aún e al., 2007) a e included in he map. BA, Ba ahona; AZ, Azua; SJ, San José de Ocoa; SB, Sabana Buey; 1, Ce o La Vigía; 2, Ce o Fe mino; 3, Ce o el Peñón; 4, Loma los Ca- cheos, 5, Loma Vieja; 6, Sie a el Núme o; 7, “pull apa ” basin. Sample 20JE05 is loca ed by he yellow s a . See colo igu e in he web.