Estudio del Frente montañoso de la zona de Falla Pinar, Cuba occidental, y su relación con la tectónica reciente

Autores/as

  • Elmidio Estévez Cruz Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Técnicas, Universidad de Pinar Río.
  • Carlos Javier Cueto Gil Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Técnicas, Universidad de Pinar Río.
  • Carlos Díaz Guanche Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Técnicas, Universidad de Pinar Río.
  • Robert Ramírez Hernández Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Técnicas, Universidad de Pinar Río.
  • Alexis Ordaz Hernández Facultad de Geografía, Universidad Autónoma del Estado de México

DOI:

https://doi.org/10.17735/cyg.v35i3-4.84170

Palabras clave:

Frente montañoso; falla Pinar; índices geomórficos; tasa de levantamiento vertical; Cuba

Resumen

La zona de falla Pinar es una gran dislocación tectónica de compleja historia cinemática, que se localiza en Cuba occidental, al sur de la Cordillera de Guaniguanico. Su estudio reviste gran importancia dado su naturaleza sismogénica. En la investigación se aplican herramientas de la geomorfología tectónica para evaluar las deformaciones activas asociadas a esta estructura. El procesamiento del modelo digital de elevación con 25 m de resolución espacial permitió extraer la red de drenaje sintética y sus subcuencas hidrográficas, delimitar el frente montañoso y cuantificar los parámetros geométricos de sus facetas triangulares. Los modelos empíricos de Tsimi y Ganas (2015) y De Polo y Anderson (2000) se utilizaron para estimar las tasas de levantamiento vertical a lo largo del frente montañoso, a partir de las pendientes y alturas de las facetas.  Como la actividad de la falla se refleja en las cuencas hidrográficas con las cuales está en contacto, las mismas fueron estudiadas empleando índices geomórficos como factor de asimetría (AF), integral hipsométrica (HI), relieve interno (DV), y densidad de puntos de ruptura del gradiente, entre otros. El estudio demostró que el frente en la parte oriental se caracteriza por presentar facetas bien definidas y de mayor altura y pendiente. Las variaciones de los índices geomórficos del frente y de las subcuencas hidrográficas a lo largo del rumbo de la falla reflejan cambios en su actividad tectónica reciente, y permitieron dividirla en tres segmentos geomórficos que se corresponden con bloques morfoestructurales. Finalmente, se pudo establecer que la tasa de levantamiento vertical fluctúa entre 0,04-0,71 mm/año, alcanzando los máximos valores en el segmento NE de la falla, donde manifiesta su mayor potencial sismogénico.

Biografía del autor/a

Alexis Ordaz Hernández, Facultad de Geografía, Universidad Autónoma del Estado de México

Doctor en Ciencias Técnicas (2014),  por la Universidad “Hermanos Saíz Montes de Oca” de Pinar del Río, Cuba. Actualmente se desempeña como Profesor-Investigador en la Facultad de Geografía de la Universidad Autónoma del Estado de México. Desarrolla la línea de investigación relacionada con los Riesgos Socio-Naturales.

Citas

Álvarez, L.; Lindholm, C. y Villalón, M. (2017). Seismic hazard for Cuba: A new approach. Bull. Seismol. Soc. Am., 107(1): 229-239. https://doi.org/10.1785/0120160074

Andreani, L., Gloaguen, R. (2016). Geomorphic analysis of transient landscapes in the Sierra Madre de Chiapas and Maya Mountains (northern Central America): implications for the North American–Caribbean–Cocos plate boundary. Earth Surface Dymanics, 4, 71-102. https://doi.org/10.5194/esurf-4-71-2016

Bull, W.B. (2007). Tectonic Geomorphology of Mountains: A New Approach to Paleoseismology. Ed. Blackwell, Oxford, 328 pp.

Burbank, D.W., Anderson, R.S. (2012). Tectonic Geomorphology. Ed. Wiley-Blackwell, Chichester, 454 pp. https://doi.org/10.1002/9781444345063

Castillo, M., Ferrari, L., Muñoz-Salinas, E. (2017). Knickpoint retreat and landscape evolution of the Amatlán de Cañas half-graben (northern sector of Jalisco Block, western Mexico). Journal of South American Earth Sciences, 77, 108-122. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2017.05.003

Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas (2020). Catálogo de los terremotos de Cuba (1502-2019). www.cenais.cu/tabla/tabla.htm [Consulta 15 de enero de 2021].

Chuy, T., González, B., Orbera, L. (1994). Seismicity and seismic hazard assessment for Western Cuba, Revista Minería y Geología, 11 (3), 45-51.

Chuy, T. J. (2002). Precisión por zonas de la peligrosidad sísmica de Cuba con fines de su desarrollo económico sostenible”, Memorias del II Congreso Cubano de Geofísica, Nuevas Investigaciones Sismológicas en Cuba, Ed. Academia, La Habana, 27-36.

Cobiella, J. L. (2008). Reconstrucción palinspástica del paleomargen mesozoico de América del Norte en Cuba occidental y el sudeste del Golfo de México. Implicaciones para la evolución del SE del Golfo de México. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, 25(3), 382-401.

Cofiño, E., Cáceres, D. (2003). Efectividad de la utilización de métodos microtectónicos en el desciframiento de la evolución de estructuras tectónicas (falla Pinar). Minería y Geología, 3-4, 36-42.

Cofiño, E., Fernández de Lara, R., Ordaz, A., Cáceres, D. (2011). Origen y funcionamiento de la estructura tectónica Pinar a partir de datos geólogo – geofísicos. Cuarta convención cubana de Ciencias de la Tierra, GEOCIENCIAS.2011., ISBN 978-959-7117-30-8

Cruz, R. T., Sánchez, J. A., Otero, R. M., Gómez, J. E., Sosa, C. M., Fariñas, C. H., Pérez, Y. M., Mejías, L. R., Rodríguez, O. M. (2007). Efectividad de la geomorfología aplicada en la precisión de fallas generadoras del relieve en la provincia Pinar del Río, Cuba, Anais XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. INPE, Florianópolis, 2207-2213.

Cueto-Gil, C. J, Estévez, E. C., Ordaz, A. H. (2019). Zonificación de la susceptibilidad a los deslizamientos en la Cordillera de Guaniguanico, Cuba. Un aporte al ordenamiento del territorio. An. geogr. Univ. Complut, 39(1), 11-38. https://doi.org/10.5209/aguc.64675

Cuevas-Ojeda, J. L, Polo-González, B., Alcaide-Orpí, J. F., Zapata-Balanqué, J. A. (2015). Evidencias geofísicas en la determinación de la falla Pinar, Cuba, con fines paleosismológicos. En: Memorias VI Convención Cubana de Ciencias de la Tierra, VIII Congreso Cubano de Geofísica GEOFÍSICA´2015. Mayo 4-8, La Habana, Cuba. ISBN 2307-499X.

Daxberger, H., Riller, U. (2015). Analysis of geomorphic indices in the southern Central Andes (23°–28°S): Evidence for pervasive Quaternary to Recent deformation in the Puna Plateau. Geomorphology, 248, 57–76. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2015.07.016

De Polo, C.M., Anderson, J.G. (2000). Estimating the slip rates of normal faults in the Great Basin, USA. Basin Research,12, 227–240. https://doi.org/10.1111/j.1365-2117.2000.00131.x

Díaz, J. L., Lilienberg, D. A. (1989), Nuevos datos sobre los movimientos tectónicos recientes en Cuba Occidental, Reporte de Investigación, Instituto de Geografía, 4, 11 pp.

Domínguez-González, L., Andreani, L., Stanek, K. P., Gloaguen, R. (2015). Geomorpho-tectonic evolution of the Jamaican restraining bend. Geomorphology, 228, 320-334. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2014.09.019

Etchebehere, M. L., Saad, A. R., Fulfaro, V. J., Perinotto, J.A.J. (2004). Aplicação do Índice “Relação Declividade-Extensão – RDE” na Bacia do Rio do Peixe (SP) para Detecção de Deformações Neotectônicas. Revista do Instituto de Geociências – USP, 4(2), 43-56. https://doi.org/10.5327/S1519-874X2004000200004

Estévez, E., Ordaz, A., Hernández, J. R. (2017). Deformaciones neotectónicas en el relieve fluvial de la Llanura Sur de Pinar del Río, Cuba. Investigaciones Geográficas Boletín, UNAM, 94, 1-17. https://doi.org/10.14350/rig.56388

García-Delgado, D. E., Gil-González, S., Delgado, R.D., Millán, G., Peñalver, L. L., Cabrera, M. C., Denis, R., Chang, J.L., Fuentes, M., Díaz C. O., Suárez, V., LLanes, A. I., Pérez, R. A., Torres, M., Pérez, C.P., Díaz de Villalvilla, L.C. (2005). Mapa geológico de la provincia de Pinar del Río a escala 1: 100 000 en base digital. Geociencias 2005, La Habana, Cuba.

García-Delgado, H., Velandia, F. (2019). Tectonic geomorphology of the Serranía de San Lucas (Central Cordillera): regional implications for active tectonics and drainage rearrangement in the Northern Andes. Geomorphology, 349. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2019.106914

Gordon, M., Mann, P., Cáceres, D. (1997). Cenozoic tectonic history of the North American- Caribbean plate boundary zone in western Cuba. Journal of Geophysical Research,102, 10055-10082. https://doi.org/10.1029/96JB03177

Grohmann, C. H. (2004). Morphometric analysis in Geographic Information Systems: applications of free software GRASS and R, Comput. Geosci., 30, 1055–1067. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2004.08.002

Gutierrez-Domech, R. (1998). Los cañones fluvio cársicos de la Sierra Del Rosario, Cordillera de Guaniguanico, Provincia de Pinar del Rio, Cuba. Ciudad de la Habana.

Hack, J. T. (1973). Stream-profile analysis and stream-gradient index. Journal of Research USGS. 1, 421–429. https://pubs.usgs.gov/bul/1807/report.pdf

Hayakawa, Y.S., Oguchi, T. (2006). DEM-based identification of fluvial knickzones and its application to Japanese mountain rivers. Geomorphology, 78, 90–106. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2006.01.018

Kartashov, I. P., Sherniajovskiy, A. G., Peñalver, L. L. (1981). El Antropógeno de Cuba, Ed. Nauka, Moscú, 144 pp.

Keller, E.A., Pinter, N. (2002). Active Tectonics: Earthquakes, Uplift and Landscapes. 2nd Ed., Prentice Hall, New Jersey, 338 pp.

Kirby, E., Whipple, K.X. (2012). Expression of active tectonics in erosional landscapes. Journal of Structural Geology, 44, 54–75. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2012.07.009

Korup, O., Densmore, A. L., Schlunegger, F. (2010). The role of landslides in mountain range evolution. Geomorphology, 120, 77–90. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2009.09.017

Ma, Z., Peng, T., Feng Z., Li, M., Li, X., Guo, B., Li, J., Song, C. (2019). Asymmetrical river valleys and their tectonic significance in the Maxianshan area, NE Tibetan Plateau. Geomorphology, 329, 70-80. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2019.01.001

Magaz, G.A., Diaz, J.L., Hernández, J.R. (1997). Elementos geomorfológicos básicos para el análisis y determinación de zonas de fallamiento activo en las condiciones de Cuba. Rev. Investigaciones Geográficas, Boletín del Instituto de Geografía, UNAM, 35, 9-83.

Martínez, D., Rodríguez, P., Simón, A. (1987). Algunas consideraciones acerca de la tectónica en la provincia de Pinar del Río. Boletín de Geociencias, 2(1), 28-36.

Mayer, L. (1986). Tectonic geomorphology of escarpments and mountain fronts. En: R.E. Wallace, (Ed.), Active Tectonics Studies in Geophysics. The National Academies Press, Washington, DC, 125–135. https://doi.org/10.17226/624

Meyerhoff, A. A., Hatten, C.W. (1974) Bahamas salient of North America: Tectonic framework, stratigraphy, and petroleum potential, AAPG Bull., 58, 1201-1239. https://doi.org/10.1306/83D9164B-16C7-11D7-8645000102C1865D

Ramírez, J. F., Hernández, P.L, Macle, J. (2010). Terremoto de Vueltabajo 1880, Ed. Loynaz, Pinar del Río.

Ramírez, R.H. (2018). Análisis morfotectónico del Sector sur de la Cordillera de Guaniguanico, entre las cuencas de los ríos Cangre y San Cristóbal, Pinar del Río-Artemisa. Tesis Doctoral, Universidad de Pinar del Río, Pinar del Río, 189 pp.

Orbera L., González B., Chuy T., Oro J. (1990). Investigaciones sísmicas en la región de emplazamiento del Centro de Investigaciones Nucleares. Vol. I, Secretaría Ejecutiva de Asuntos Nucleares, Cuba, 344 pp.

Olaya, V. F. (2004). Hidrología Computacional y Modelos Digitales del Terreno —Teoría, práctica y filosofía de una nueva forma de análisis hidrológico. http://heart.sf.net/textos.

Ordaz, A., Hernández, J. R, Cofiño, C. E., Méndez, A. P., Galaz, G. (2013). Análisis estructural y morfotectónico en los municipios San Cristóbal y Candelaria, Cuba Occidental: contribución a los estudios de peligrosidad sísmica de la Falla Pinar. Investigaciones Geográficas, Boletín del Instituto de Geografía UNAM, 82, 7-23. https://doi.org/10.14350/rig.36384

Pérez-Peña, J.V., Al-Awabdeh, M., Azañón, J.M., Galve, J.P., Booth-Rea, G., Notti, D. (2016). Swath Profiler and NProfiler: Two new ArcGIS Add-ins for the automatic extraction of swath and normalized river profiles. Computers & Geosciences, 104, 135-150. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2016.08.008

Petit, C., Meyer, B., Gunnell, Y., Jolivet, M., San'kov, V., Strak, V., Gonga-Saholiariliva, N. (2009a). Height of faceted spurs, a proxy for determining long-term throw rates on normal faults: evidence from the North Baikal Rift System, Siberia. Tectonics, 28 (6), 1-12. https://doi.org/10.1029/2009TC002555

Petit, C., Gunnell, Y., Gonga-Saholiariliva, N., Meyer, B., Seguinot, J. (2009b). Faceted spurs at normal fault scarps: insights from numerical modeling. Journal of Geophysical Research, 114, 1-13. https://doi.org/10.1029/2008JB005955

Queiroz, G.L., Salamuni, E., Nascimento, E.R. (2015). Knickpoint finder: A software tool that improves neotectonic analysis. Computers & Geosciences, 76, 80–87. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2014.11.004

Reinhardt, L. J., Bishop, P., Hoey, T. J., Dempster, T. B., Sanderson, D. C. W. (2007), Quantification of the transient response to base-level fall in a small mountain catchment: Sierra Nevada, southern Spain, J. Geophys. Res., 112, https://doi.org/10.1029/2006JF000524

Rockwell, T.K., Keller, E.A., & Johnson, D.L. (1984). Tectonic geomorphology of alluvial fans and mountain fronts near Ventura, California. En: M. Morisawa (Ed.), Tectonic Geomorphology. Proceedings of the 15th annual geomorphology symposium, Boston, MA: Allen and Unwin, 183–207.

Ruszkiczay-Rüdiger, Z., Fodor, L., Horváth, E., Telbisz, T. (2009). Discrimination offluvial, eolian and neotectonic features in a low hilly landscape:A DEM-based morphotectonic analysis in the Central Pannonian Basin, Hungary. Geomorphology, 104. 203–217. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2008.08.014

Saura, E., Vergés, J., Brown, D., Lukito, P., Soriano, S., Torrescusa, S., García, R., Sánchez, J. R., Sosa, C., Tenreyro, R. (2008). Structural and tectonic evolution of western Cuba fold and thrust belt. Tectonics, 27, 1-22. https://doi.org/10.1029/2007TC002237

Schmidt, J.L., Zeitler P.K., Pazzaglia, F.J., Tremblay, M.M., Shuster, D.L., Fox, M. (2015). Knickpoint evolution on the Yarlung river: Evidence for late Cenozoic uplift of the southeastern Tibetan plateau margin. Earth and Planetary Science Letters, 430, 448–457. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.08.041

Silva, P.G, Goy, J.L., Zazo, C., Bardaj, T. (2003). Fault-generated mountain fronts in southeast Spain: geomorphologic assessment of tectonic and seismic activity. Geomorphology, 50, 203–225. https://doi.org/10.1016/S0169-555X(02)00215-5

Struble, W. T. (2016). Tectonics from Topography: utilization of normal fault bedrock facet slopes as a quantitative predictor of slip rate. Tesis de Maestría, Universidad de Nevada, Reno, 64 pp.

Topal, S., Keller, E., Bufe, A., Koçyiğit, A. (2016). Tectonic geomorphology of a large normal fault: Akşehir fault, SW Turkey. Geomorphology, 259, 55–69. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2016.01.014

Tsimi, C., Ganas, A. (2015). Using the ASTER global DEM to derive empirical relationships among triangular facet slope, facet height and slip rates along active normal faults. Geomorphology, 234, 171–181. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2015.01.018

Tucker, G. E., McCoy, S. W., Whittaker, A. C., Roberts, G. P., Lancaster, S. T., Phillips, R. (2011). Geomorphic significance of postglacial bedrock scarps on normal‐fault footwalls. Journal of Geophysical Research, 116, 2-14. https://doi.org/10.1029/2010JF001861

Valente, E., Buscher, J.T., Jourdan, F., Petrosino, P., Reddy, S. M., Tavani, S., Corradetti, A, Ascione, A. (2019). Constraining mountain front tectonic activity in extensional setting from geomorphology and Quaternary stratigraphy: A case study from the Matese ridge, southern Apennines. Quaternary Science Reviews, 219, 47-67. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2019.07.001

Villalón-Semanat, M., Candebat-Sánchez, D., Rivera-Álvarez, Z. (2020). Determinación de un escenario de peligro sísmico determinístico en la península de Hicacos. Minería y Geología, 36 -2, 137-154.

Wobus, C., Whipple, K., Kirby, E., Snyder, N., Johnson, J., Spyropoulou, K., Crosby, B., Sheehan, D. (2006). Tectonics from topography: procedures, promise, and pitfalls. Tectonics, Climate, and Landscape Evolution: Special Paper - Geological Society of America,398, 55-74. https://doi.org/10.1130/2006.2398(04)

Zahra, T., Paudel, U., Hayakawa, Y.S., Oguchi, T. (2017). Knickzone Extraction Tool (KET) – A new ArcGIS toolset for automatic extraction of knickzones from a DEM based on multi-scale stream gradient. Open Geosci, 9, 73–88. https://doi.org/10.1515/geo-2017-0006

Descargas

Publicado

2021-12-16

Número

Sección

Artículos de Investigación