Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 doi: 10.15517/rgac.v2019i60.36461 ISSN: 0256-7024 FORMACIÓN BAGACES: CARACTERIZACIÓN DE SUS UNIDADES PARA LA IDENTIFICACIÓN DE DEPÓSITOS Y LITOFACIES BAGACES FORMATION: CHARACTERIZATION OF UNITS FOR IDENTIFICATION OF DEPOSITS AND LITHOFACIES Juan P. Solano1*, Percy Denyer1,2, Wendy Pérez3, Óscar H. Lücke1,2 y Pilar Madrigal1,2 1 Centro de Investigación en Ciencias Geológicas, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica 2Escuela Centroamericana de Geología, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica 3Erwatec Ingenieurgesellschaft GmbH, Kiel, Alemania *Autor para contacto: juan314solanomonge@gmail.com (Recibido: 10/09/2018; aceptado: 22/01/2019) RESUMEN: La base de la cordillera volcánica de Guanacaste está conformada, en su mayoría, por una potente secuencia de depósitos piroclásticos de edades entre el Mioceno y el Pleistoceno, las cuales corresponden a las for- maciones Bagaces y Liberia. En el presente trabajo la propuesta estratigráfica para cada una de las unidades de la Formación Bagaces se determinó a partir de la composición y variaciones verticales en sus depósitos. Las litofacies fueron caracterizadas mediante el análisis de quince núcleos de perforación, levantamiento de secciones estratigráficas en el campo y la recopilación de análisis de secciones delgadas. Las tobas Potrerillos, Limbo I, Sandillal, Pan de Azú- car, Limbo II (Superior), Poza Salada, Santa Rosa, La Casona (depósito Superior), Monte del Barco, Río Colorado y Montenegro corresponden con depósitos complejos que presentan variaciones verticales. Mientras que las tobas Alto Mirador, Rama de Nance, Limbo II (Inferior), Mata de Caña, La Casona (depósito Inferior), Cuajiniquil y Cañas son depósitos sencillos. Los centros eruptivos que originaron las tobas Mata de Caña y La Casona debieron estar cercanos al poblado de Curubandé. Con respecto a la evolución magmática, se considera que existe una variación cíclica entre magmas ligeramente más ácidos o básicos. Palabras clave: Bagaces, estratigrafía, litofacies, depósito piroclástico, ignimbrita, cuenca Tempisque, Guanacaste. Solano, J. P., Denyer, P., Pérez, W., Lücke, O. H. y Madrigal, P. (2019). Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades para la identificación de depósitos y litofacies. Revista Geológica de América Central, 60, 7-38. doi: 10.15517/rgac.v2019i60.36461 8 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL ABSTRACT: The base of Guanacaste Volcanic Range is formed predominantly by an interesting sequence of pyro- clastic deposits with ages ranging between Miocene and Pleistocene, which correspond with the Bagaces and Liberia formations. In this stratigraphic proposal, the units of the Bagaces Formation have been identified based on their com- position and vertical variations. The unit’s lithofacies was characterized through the analysis of fifteen borehole cores, stratigraphic field sections and the compilation of thin section analysis. The Potrerillos, Limbo I, Sandillal, Pan de Azú- car, Limbo II (Upper deposit), Poza Salada, Santa Rosa, La Casona (Upper deposit), Monte del Barco, Río Colorado y Montenegro Tuffs correspond to complex deposits which present vertical variations. While the Alto Mirador, Rama de Nance, Limbo II (Lower deposit), Mata de Caña, La Casona (Lower deposit), Cuajiniquil and Cañas Tuffs are simple deposits. The eruptive centers that originated the tuffs Mata de Caña and La Casona must have been located close to the town of Curubandé. The magmatic evolution shows a cyclicity behavior between slightly more acidic or basic magmas. Keywords: Bagaces, stratigraphy, lithofacies, pyroclastic deposit, ignimbrite, Tempisque basin, Guanacaste. INTRODUCCIÓN núcleos de perforación y secciones estratigráficas, estás últimas en sitios estratégicos, con el fin de La base de la cordillera volcánica de identificar las variaciones verticales de cada de- Guanacaste (NW de Costa Rica) se encuentra pósito piroclástico y su interpretación genética. conformada por una geoestructura denominada Como base estratigráfica se emplea la propuesta por Dengo (1962) como la Meseta Volcánica de de Alvarado y Denyer (2019). Santa Rosa. Esta meseta está compuesta por las Para la definición regional de la Formación formaciones Bagaces y Liberia, que corresponden Bagaces, se tomaron en cuenta los depósitos piro- con una serie de depósitos piroclásticos del Plio- clásticos posteriores a la Dacita Carbonal, ubica- Pleistoceno, que cubrieron una topografía irregu- dos en la vertiente pacífica, así como fue definido lar formada por litologías variables, compuestas por Denyer, Aguilar y Montero (2014). Por tanto, principalmente por rocas ígneas del Jurásico y no se contemplan los depósitos de edad Mioceno Cretácico, que conforman el basamento de Costa en la cuenca Tempisque, ni los depósitos en la Rica y rocas sedimentarias marinas del Paleógeno. cuenca San Carlos (vertiente caribe). En su base sobreyace a un flujo dacítico del Mioceno Superior y durante su formación coe- La Formación Bagaces dentro de la cuenca xistieron diversos eventos volcánicos extrusivos. Tempisque Esta meseta ha sido objeto de diversos estudios de índole cartográfica, geoquímica y petrológica. La Formación Bagaces se ubica dentro de El área del presente estudio, cubre una superficie la cuenca Tempisque, la cual posee un registro cercana a los 850 km2. Geográficamente, limita litológico desde el Jurásico hasta la actualidad, con el océano Pacífico y la península de Santa compuesto por rocas de diferentes signaturas Elena al W, con la península de Nicoya al S y con y tipos. El basamento se compone por rocas la actual cordillera volcánica de Guanacaste al con afinidad oceánica con edad mayor a los NE. La reconstrucción de las erupciones que die- 83 Ma (Dengo, 1962; Tournon, 1984; Denyer ron paso a la Meseta Volcánica de Santa Rosa es y Gazel, 2009). de gran importancia para entender la evolución de Sobre el basamento se ubican gran cantidad la historia geológica de un vulcanismo que final- de rocas sedimentarias con diferentes ambientes mente construye la estructura volcánica que hoy de depositación datadas desde el Coniaciano hasta constituye la cordillera volcánica de Guanacaste. el Mioceno Inferior. La Formación Sabana Grande El propósito de este trabajo consiste en la de- (pelagitas con aporte terrígeno) del Coniaciano finición de las litofacies de cada una de las uni- al Campaniano (Astorga, 1987; Flores, 2003; dades que componen a la Formación Bagaces. Bandini, Flores, Baumgartner, Jackett y Denyer, Esto se lleva a cabo mediante la descripción de 2008), representa la base sedimentaria. Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 9 Temporalmente, posterior a la Formación Cercano a los eventos explosivos finales de la Sabana Grande se encuentran las formaciones El Formación Bagaces se encuentra el registro de la Viejo y Santa Ana (sedimentos carbonatados) del Formación Alcántaro (vulcanismo dacítico y ex- Campaniano Medio al Maastrichtiano (Schmidt- plosivo) del Pleistoceno (Tournon, 1984; Funaioli Effing, 1974; Denyer et al. 2014); la Formación y Rossi, 1991; Kempter, 1997). También destacan Piedras Blancas (sedimentos carbonatados hemi- otras unidades geológicas, como las formaciones pelágicos), con edad Campaniano-Maastrichtiano Grifo Alto y Monteverde (últimas fases del anti- (Denyer et al. 2014), y la Formación Barbudal guo eje magmático) con edades entre 2,1 y 0,9 Ma (erosión del Complejo de Nicoya), ubicada en el (Civelli, Locati, Bigioggero, Alvarado y Mora, 2005; Campaniano Inferior (Rivier, 1983; Flores, 2003). Alvarado, 2009); y el Lacustre Loma Camastro Seguidamente, se identifican la Formación Curú (rocas sedimentarias continentales) del Pleistoceno (turbiditas) entre el Maastrichtiano Medio-Superior y Inferior a Medio (Barahona et al., 2001). el Paleoceno Superior (Astorga, 1987); la Formación Después la Formación Bagaces se tiene registro Barra Honda (secuencia carbonatada con diferentes de la Formación Cañas Dulces (vulcanismo extrusivo sistemas depositacionales) del Paleoceno Superior dacítico) de 1,4 a 0,8 Ma (Tournon, 1984; Funaioli y (Calvo, 1987; Denyer et al., 2014); y la Formación Rossi, 1991; Kempter, 1997); y la Formación Liberia Descartes (sedimentos turbidíticos volcaniclásticos (vulcanismo explosivo) durante el Pleistoceno y carbonatados) entre el Paleoceno Superior-Eoceno (Deering, Vogel, Patino y Alvarado, 2007). Inferior (Astorga, 1987; Pizarro, 1993). Los depósitos actuales de la cuenca Tempisque El final del amplio registro sedimentario, se componen de las rocas producto de la actividad en esta cuenca, está conformado por las forma- de los estratovolcanes de la cordillera volcánica de ciones Junquillal y Punta Pelada (somerización Guanacaste y de procesos erosivos activos. de la cuenca y plataformas someras de energía variable) durante el Oligoceno y el Mioceno Subdivisiones de la Formación Bagaces Inferior (Baumgartner et al., 1984; Sprechmann, a través del tiempo Astorga, Fernández y Calvo, 1993; Sprechmann, Astorga, Fernández y Calvo, 1994; Baumgartner- La primera mención fue por Dóndoli Mora, Baumgartner y Tschudin, 2008; Denyer (1950) como “toba gris” diferenciable de los et al., 2014; Andjic, Baumgartner-Mora y depósitos de la Formación Liberia. Luego, Baumgartner, 2016). Dengo (1962) la eleva al rango de Formación A partir del Mioceno, las rocas de la cuen- y agrupa varias tobas grises con sus depósitos ca Tempisque son preferencialmente ígneas. lacustres asociados. Bohnenberger (1968) en Contemporáneo a la base de la Formación Bagaces su estudio fotogeológico y su posterior com- son de fácil reconocimiento cuatro eventos rele- probación de campo ubica en esta formación vantes. El primer evento corresponde con Tobitas depósitos piroclásticos-tobas, sus rocas sedi- Lomas Barbudal (evento sedimentario local), del mentarias asociadas (producto de la erosión y Mioceno Tardío a Plioceno (Aguilar y Alvarado, redepositación de las tobas), y hace mención 2004). El segundo evento está conformado por la de rocas basálticas al sureste de Cañas. Sin em- Formación Grifo Alto (transición del eje magmáti- bargo, no menciona claramente si pertenecen a co de Costa Rica) de edad variable entre 8,7 y 2,97 la Formación Bagaces. Ma (Alvarado y Gans, 2012; Denyer et al., 2014). El La primera división de la formación en miem- siguiente evento lo conforma las Dacitas Carbonal bros fue por parte de Naciones Unidas (1975) (rocas volcánicas con una típica estructura colum- donde se hace referencia a los miembros Inferior, nar) datadas en 8,05 ± 0,009 Ma (Alvarado y Gans, Medio y Superior. El Miembro Inferior se compo- 2012). Por último, las Lavas Pelón de la Bajura ne de facies lacustres y fluviolacustres, el Miembro (cuerpos lávicos fisurales) del Pleistoceno (Chiesa Intermedio está compuesto por ignimbritas, lavas Alvarado, Pecchio, Corella y Zanchi, 1994; Gillot, y tobas aglutinadas, y el Miembro Superior está Chiesa y Alvarado, 1994). conformado por tobas aglutinadas a soldadas. Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 10 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL Chiesa, Bettoni y Confortini (2004) proponen (2018) y corresponden a los códigos AH-10, un arreglo estratigráfico que incluye un evento lá- CN-1, CN-6, CN-7, CU-2, CU-16, CU-18, ME- vico extrusivo (Dacitas Carbonal). Esta reorganiza- 3, ME-4, ME-5, ME-12, ME-19, PZ-01, PZ-02 ción la proponen bajo los siguientes nombres: Serie y PZ-04, según la base de datos de SENARA. de flujos piroclásticos Pre-Carbonal, Flujo cerros Además, se desarrolló el levantamiento de sec- Carbonal y Serie de flujos piroclásticos Post- ciones estratigráficas en sitios representativos. A Carbonal. Donde el Flujo cerros Carbonal equivale consecuencia de este análisis, se reconoce la pre- a las Dacitas Carbonal y las restantes unidades a sencia de dos nuevas unidades: Toba Potrerillos depósitos piroclásticos desde el Mioceno hasta el y Toba Mata de Caña. Pleistoceno. Finalmente, se caracterizaron de los depósi- Aiazzi, Fiorletta, Civelli, Chiesa y Alvarado tos piroclásticos. Para esto, existen tres líneas base (2004) y Civelli et al. (2005) emplean la subdivi- para la descripción de los depósitos piroclásticos: sión de flujos soldados y flujos pumíticos no solda- unidades de flujo, unidades de enfriamiento y lito- dos para referirse a diferentes depósitos piroclásti- facies. La primera consiste en la división por even- cos interdigitados con depósitos epiclásticos. to. Las unidades de enfriamiento, como lo dice su Alvarado y Gans (2012) actualizan la pro- nombre se dividen por la afinidad del proceso bajo puesta de Naciones Unidas (1975) de la siguien- el que se enfriaron los flujos piroclásticos, ya sea te forma: Bagaces Basal o Carbonal, conformado por flujos continuos de diferentes temperaturas o por las Dacitas Carbonal y las rocas piroclásticas un flujo con diferencias en enfriamiento (Smith, infrayacientes; Bagaces Inferior o Barbudal 1960). Por último, la determinación de litofacies se comprendido por coladas de lava y depósitos pi- basa en la descripción litológica. roclásticos; Bagaces Intermedio o fluvial com- En el caso de la Formación Bagaces, por tra- puesto por depósitos sedimentarios del paleo tarse con depósitos piroclásticos relativamente an- Tempisque y Bagaces Superior, en el cual sólo tiguos y por la dificultad de determinar unidades de se ubican depósitos piroclásticos. flujo o enfriamiento, se empleó la descripción por Denyer et al. (2014) y trabajos recientes, di- litofacies. Esta se basa en: viden los eventos lávicos en Dacitas Carbonal y � Correlación litológica de piezómetros. Lavas Pelón de la Bajura de la Formación Bagaces. � Análisis de facies: la definición de facies se A consecuencia de esto la Formación Bagaces, realizó con base en las litofacies para depósitos de bajo el conocimiento estratigráfico actual, se esta- corrientes de densidad, determinadas por Branney blece como depósitos piroclásticos y sedimentarios y Kokelaar (2002). Seguidamente se compara- del Mio-Plioceno y parte del Pleistoceno. ron los resultados obtenidos con la sección ideal de Sparks, Self y Walker (1973) para ignimbri- MÉTODOS tas. Algunos detalles de estas clasificaciones se muestran en el apartado Aspectos acerca del aná- El presente estudio se llevó a cabo en tres eta- lisis de facies para rocas piroclásticas al final de pas. Primero, se recopilaron datos existentes de mi- este capítulo. cro y macro petrografía de las unidades descritas en � Selección: esta etapa se desarrolló con el la Formación Bagaces. Con el objetivo de conocer software “ImageJ (1.6.0)”… (National Institutes of algunos componentes afines para su posterior com- Health., 2016) con el uso de imágenes binarias de paración con los datos nuevos y reinterpretación. algunas muestras representativas. Seguidamente, se realizó la descripción y � Soldamiento: el soldamiento fue interpreta- el análisis de rocas extraídas como núcleos de do con base en mediciones de índice de aplas- perforación de 15 piezómetros (equivalentes a tamiento. Este valor fue obtenido mediante 2201 m de perforación) del Servicio Nacional mediciones microscópicas en clastos pumíticos de Aguas Subterráneas Riego y Avenamiento hialinos de Solano (2018). (SENARA) en la región Tempisque. Los pie- � Análisis de facies de cristalización: se ana- zómetros fueron correlacionados por Solano lizaron las secciones delgadas, realizadas por Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 11 Solano (2018) con el fin de reconocer caracte- � Ausencia de la capa 1: tratan esta capa como rísticas de interés para la identificación de facies un depósito separado, determinándola como pre- de cristalización según Streck y Grunder (1995). cursora de una actividad de flujos piroclásticos, y Posteriormente estos valores fueron ajustados a consideran la parte inferior de un depósito de flujo la escala de soldamiento propuesta por Quane y piroclástico a la capa 2a. Russell (2005). TEFROESTRATIGRAFÍA DE LAS Aspectos acerca del análisis de facies para UNIDADES DENTRO DE FORMACIÓN rocas piroclásticas BAGACES Branney y Kokelaar (2002) desarrollan un La propuesta estratigráfica empleada com- método de descripción de ignimbritas sin gené- prende un total de 17 unidades, de las cuales cua- tico mediante litofacies, con el objetivo de evitar tro forman parte del Pleistoceno y las restantes del comparaciones a modelos de emplazamiento es- Plioceno. Además, se consideran dos unidades pecíficos y connotaciones a secuencias ideales. reconocidas únicamente en piezómetros (Toba Las litofacies las agrupan en: toba lapillítica ma- Potrerillos y Toba Mata de Caña) y la unifica- siva, brecha lítica masiva a estratificada, aglome- ción de dos unidades (Toba Montenegro y Toba rado masivo, capas y chimeneas pobres en finos, Rodeo Viejo; Fig. 1). Desde el punto de vista de patrones de gradación vertical, estratificación la clasificación, se emplearon las clasificaciones de difusa y estratificación fina, tobas estratificadas, Pettijohn, Potter y Sevier (1987) y Fisher (1966) capas ricas en pómez y lentes, depósitos lapillíti- cos masivos y con estratificación paralela, tobas con estratificación paralela y laminación parale- la, y litofacies eutaxíticas, reomórficas y simila- res a lavas. En el presente estudio se emplea el término litofacies masiva para hacer mención a la litofacies de toba lapillítica masiva, y rica en pómez, rica en escoria o rica en pómez y esco- ria para referirse a la litofacies de capas ricas en pómez y lentes. Sparks et al. (1973) definen una ignimbrita como una roca piroclástica compuesta predomi- nantemente por material juvenil con estructuras que indiquen un origen por flujo piroclástico. Además, subdividen e interpretan una ignimbrita en tres ca- pas: capa 1 (depósito de oleada piroclástica), capa 2 (depósito de la unidad de flujo - subdividido en capa 2a y 2b) y capa 3 (depósito de ceniza). Sparks et al. (1973) aclaran que la ausencia de capas de una sección ideal es debido a: � Ausencia de la capa 3: producto de la erosión de los depósitos o que no hubiese una erupción ex- plosiva continua después del emplazamiento del flujo piroclástico. � Ausencia de la capa 2a: a consecuencia de la baja cizalla y baja fuerza de dispersión de granos Fig. 1: Columna estratigráfica de la Formación Bagaces. Basada en la base del flujo. en el capítulo IV (Alvarado y Denyer: en Denyer (2019)). Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 12 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL Fig. 2: Clasificación de las rocas piroclásticas. A. Clasificación granulométrica de Fisher (1966) y clasificación composicional de Pettijohn, Potter y Sevier, (1987). B Porcentajes totales granulométricos. C. Porcentajes totales composicionales. B: base, DInf: depósito Inferior, DInt: depósito Intermedio, DSup: depósito Superior, M: masiva, RE: rica en escoria, RPE: rica en pómez y esco- ria, RP: rica en pómez, SInf: sección inferior, SInt: sección intermedia, SSup: sección superior y T: techo. Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 13 para los apartados composicional y granulométrico y un techo con escoria. Fue reconocida desde respectivamente (Fig. 2A). La clasificación com- el noroeste de Curubandé hasta el suroeste de posicional muestra una tendencia de las unida- Bagaces en siete de los piezómetros estudiados des es hacia las tobas vítreas y la clasificación (AH-10, CN-1, CN-6, ME-4, ME-5, ME-12 y granulométrica indica lapillitas. Por tanto, se ME-19). Además, su punto de reconocimien- reconoce una fuerte componente de vitroclas- to más occidental es cercano al cauce del río tos y una clasificación granulométrica influen- Tempisque (Fig. 7). ciada por el tamaño de las muestras. En la Fig. Se encuentra conformada por varias lito- 2 (apartados 2B y 2C) se muestran porcentajes facies masivas consecutivas en la vertical. La totales composicionales y granulométricos por base se diferencia por la presencia de una toba litofacies. Por otra parte, el detalle en los porcen- con clastos de lavas, obsidiana, pómez gris y tajes por componente se encuentra en la Fig. 3. fiammes blancos y vítreos. Es una toba rosado Además, los valores de selección y soldamiento claro con vitroclastos (35-40%), cristaloclastos medidos se agrupan en las Fig. 4 y Fig. 5. (15-20%) y litoclastos (10%). La selección es buena (σϕ=1,85) y presenta contactos flotan- Toba Alto Mirador tes a puntuales. El soldamiento es de rango IV (OB=0,76). Mencionada por Szymanski (2007) como En la sección inferior sus principales com- toba Tajo Pelón y por Schindlbeck et al. (2016) ponentes son líticos no reconocibles y pómez Toba Alto Mirador. Szymanski (2007) ubica gris y blanca. Es una toba color gris que varía dentro de esta unidad dos tobas y dos niveles a rosado, celeste, café y morado. Presenta vi- epiclásticos. Fue reconocida en pequeños aflo- troclastos (19-50%), cristaloclastos (<13-25%) ramientos al sur y sureste de Bagaces, y en un y litoclastos (6-19%). La selección es buena piezómetro al oeste de Liberia (Fig. 6). (σϕ=1,59) con contactos flotantes. Son típicas las En el presente estudio se considera a la Toba manchas de óxidos anaranjado intenso. Alto Mirador como un depósito de toba con lentes Seguidamente la sección superior es una pumíticos. Se compone de una litofacies rica en toba con líticos no reconocibles, lavas y escoria. pómez y sus características principales son: fe- Es una toba gris café con vitroclastos (26-57%), nocristales de biotita en pómez, lentes de pómez cristaloclastos (8-15%) y litoclastos (3-27%). y líticos no reconocibles. Caracterizada por ser La selección es buena (σϕ=1,37) con contactos una toba rosada clara con vitroclastos (12-72%), flotantes, por otra parte el soldamiento varía en- cristaloclastos (8-15%) y litoclastos (3-10%). tre los rangos I y III (OB=0,23-0,68), sin em- Presenta pobre selección (σϕ=3,74) (con contactos bargo, presenta facies de cristalización típica de flotantes y el soldamiento varía entre rango II a IV una zona parcialmente desvitrificada con textu- (OB=0,58-0,75). Los lentes dentro de esta litofa- ra microlítica-escarchada. cies llegan a ser de hasta orden métrico. Por último, el techo es una toba con líti- Su espesor máximo es de 20 m en un aflora- cos no reconocibles y escoria. Corresponde miento reconocido en un polígono de tiro a dos ki- con una toba gris blancuzca, con vitroclastos lómetros al oeste de Cañas (414842/266733 LN). (<5%), cristaloclastos (8%) y litoclastos (10- Es sobreyacida por la Toba Potrerillos (piezómetro 20%). Presenta contactos flotantes a puntuales CN-1) y el contacto inferior no fue evidenciado. y el soldamiento varía entre los rangos I y IV (OB=0,44-0,77). Toba Potrerillos Su espesor máximo es cercano a los 25 m en el piezómetro ME-12. Es sobreyacida por tobas indife- Se presenta como una nueva unidad den- renciadas, depósitos sedimentarios y las Lavas Pelón tro de la Formación Bagaces. Se caracteriza de la Bajura. Sobreyace a la Toba Alto Mirador (pie- por presentar una base con fiammes blancos zómetro CN-1) y tobas indiferenciables. Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 14 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL Fig. 3: Distribución de porcentajes petrográficos según tipo de componente y litofacies. A. Cristaloclastos. B. Litoclastos. C. Vitroclastos. B: base, DInf: depósito Inferior, DInt: depósito Intermedio, DSup: depósito Superior, M: masiva, RE: rica en escoria, RPE: rica en pómez y escoria, RP: rica en pómez, SInf: sección inferior, SInt: sección intermedia, SSup: sección superior y T: techo. Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 15 Fig. 4: Valores de selección. I-VI Rango de valores. I: selección muy buena, II: selección buena, III: selección moderada, IV: selección pobre, V: selección muy pobre, VI: selección extremadamente pobre. B: base, DInf: depósito Inferior, DInt: depósito Intermedio, DSup: depósito Superior, M: masiva, RE: rica en escoria, RPE: rica en pómez y escoria, RP: rica en pómez, SInf: sección inferior, SInt: sección intermedia, SSup: sección superior y T: techo. Fig. 5: Valores de soldamiento. I-VI Rango de valores. B: base, DInf: depósito Inferior, DInt: depósito Intermedio, DSup: depósito Superior, M: masiva, RE: rica en escoria, RPE: rica en pómez y escoria, RP: rica en pómez, SInf: sección inferior, SInt: sección interme- dia, SSup: sección superior y T: techo. Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 16 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL Fig. 7: Toba Potrerillos. A. Distribución en el área de estudio y sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología de co- lumna en figura 6. no soldada a incipientemente soldada con pómez (según la clasificación de Streck y Grunder, 1995) con una matriz gris oscuro y tonos amarillentos, Fig. 6: Toba Alto Mirador. A. Distribución en el área de estu- vitroclastos de pómez amarillos, grises y negros, dio y sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. C. Simbología y líticos no reconocibles. Petrográficamente con- utilizada en figuras 6 a 21, según el componente principal de tiene pómez amarilla, gris y negra; plagioclasa, cada depósito. opacos, cuarzo, apatito, óxidos y líticos no reco- nocibles (David, 2005). Su distribución se limita Toba Limbo I al parque nacional Santa Rosa. Específicamente el camino a playa Naranjo, tres piezómetros (CN- Unidad definida por David (2005) como 7, ME-4 y ME-12) al suroeste de Liberia y hacia Laguna El Limbo I conformada por una ignimbrita el noreste de Cañas (Fig. 8). Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 17 En esta unidad se reconocen dos depósitos piroclásticos. El depósito Inferior incluye litofa- cies masivas y una litofacies rica en pómez. Las litofacies masivas se subdividen en base, sección inferior, sección intermedia y sección superior. La Base es una toba con variedad de líticos. Es una toba amarillo claro, muy meteorizada con vitro- clastos (40%), cristaloclastos (10%) y litoclastos (<50%). Presenta muy buena selección (σϕ=0,97) con contactos puntuales. Son típicas en esta varia- ción las pátinas anaranjado claro. La sección inferior es una toba con pó- mez blanca y fiammes anaranjado claro. Específicamente es una toba gris claro con vitro- clastos (<40%), cristaloclastos (<5%) y litoclas- tos (3%). La selección es buena (σϕ=1,61) con contactos flotantes. Es frecuente observar un fren- te de meteorización anaranjado de hasta 2 mm. La sección intermedia es una toba con líticos no reconocibles, obsidiana y fiammes de pómez blanca. En detalle, es una toba color gris claro con vitroclastos (40-45%) y litoclastos (11%). Presenta contactos flotantes y puntuales, mien- tras que el soldamiento se ubica en el rango II (OB=0,56). La sección superior es una toba cristalina. Es una toba blanca con cristaloclastos (24%). Exhibe contactos flotantes. La litofacies rica en pómez es una toba con abundante pómez amarilla. Es una toba gris con vi- troclastos (70%), cristaloclastos (<2%) y litoclas- tos (20%). Además, se reconoció materia orgánica. La selección es buena (σϕ=1,52) con contactos su- turados entre clastos. Hacia la base se encuentran fiammes de pómez blanca y escoria gris. El solda- miento está comprendido en el rango I (OB=0,2). El depósito Superior presenta una litofacies masiva y una litofacies rica en pómez. La litofa- cies masiva es una toba con líticos no reconoci- bles y fiammes de escoria. Corresponde con una toba gris oscuro con vitroclastos (23%), cristalo- Fig. 8: Toba Limbo I. A. Distribución en el área de estudio y clastos (8%) y litoclastos (13%). La selección es sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología de co- buena (σϕ=1,22-1,79) con contactos flotantes y lumna en figura 6. poco lineales. Hacia la base aparecen fiammes de pómez blanca y fiammes de escoria gris. (20-80%), cristaloclastos (<10%) y litoclastos La litofacies rica en pómez es toba con líticos (10%). La selección es buena (σϕ=1,37) con con- no reconocibles y pómez blanca. Específicamente tactos flotantes y puntuales, a su vez el solda- es una toba gris verdosa a café con vitroclastos miento es de rango I (OB=0,4). Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 18 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL El espesor máximo observado de esta unidad fue de 16 m, en el piezómetro CN-7. En el camino a playa Naranjo sobreyace a la Dacita Carbonal y es sobreyacida por la Toba Limbo II, además en los piezómetros estudiados (CN-7 y ME-4) sobreya- ce a tobas no diferenciadas y es sobreyacida por la Toba Poza Salada y un depósito de coluvio. Toba Sandillal Nombrada Sandillal por Schindlbeck et al. (2016) y definida por Semm (2005) como Río Tenorio para referirse a una toba blanca amarillenta con líticos amarillos, blancos y rosados de tamaño lapilli. En su mayoría no exhibe soldamiento y ha- cia la base presenta enriquecimiento en líticos. En el caso de la estratigrafía empleada en este estudio, la extensión de la Toba Sandillal se reduce a las cercanías de la represa hidroeléctrica Sandillal al norte de Cañas y no fue identificada en los piezó- metros estudiados (Fig. 9). Abarca dos litofacies masivas y una lito- facies rica en pómez. Las litofacies masivas se subdividen en la sección inferior compuesta por una toba vidriosa con escoria y fiammes de es- coria. Es una toba café vidriosa con vitroclastos (52-55%), cristaloclastos (10-25%) y litoclas- tos (1%). La selección es buena (σϕ=1,34) con contactos flotantes y un frente de meteorización anaranjado de 6 mm. La sección superior es una toba con disyun- ción columnar y cristaloclastos de plagioclasa y piroxeno. Específicamente es una toba gris claro a Fig. 9: Toba Sandillal. A. Distribución en el área de estudio y oscuro con vitroclastos (5%), cristaloclastos (36%) sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología de co-lumna en figura 6. y litoclastos (4%). Presenta muy buena selección (σϕ=0,51) con contactos flotantes. En esta litofacies Toba Rama de Nance es común encontrar disyunción columnar con co- lumnas de hasta 60 cm. Nombrada por Barrantes (2018) para referir- La litofacies rica en pómez es una toba con pómez blanca. En detalle es una toba gris oscuro se una ignimbrita gris blancuzco a violáceo con con vitroclastos (50-70%), cristaloclastos (7%) y plagioclasa, piroxeno, lavas dacíticas, obsidiana, litoclastos (10%). Muestra contactos flotantes. escoria y pómez. Dentro del área de estudio se El espesor máximo visible es de 4 m y tiene distribuye a través de afloramientos alargados ha- una edad mayor a los 4 Ma. De acuerdo a la edad cia el sur de Bagaces (Fig. 10). y su ubicación sobreyace a la Toba Alto Mirador y Esta unidad contiene una litofacies masiva es sobreyacida por la Toba Rama de Nance. correspondiente con una toba con vetas silíceas Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 19 con relieve positivo, líticos no reconocibles y Toba Pan de Azúcar pómez blanca. En detalle es una toba gris a ro- sada claro con vitroclastos (15-60%), cristalo- Definida por Szymanski (2007) como una toba clastos (<15%) y litoclastos (<21%). El contacto gris oscuro a café, densamente soldada con fiammes entre clastos es flotante y el soldamiento varía vítreos. Además, es mencionada por Schindlbeck et de rango I a III (OB=0,17-0,69). Algunas carac- al. (2016). Se despliega desde el suroeste de Cañas terísticas propias de esta unidad son un frente de hasta el oeste de Bagaces y fue detallada en dos pie- meteorización negro de hasta 1 mm y vetas silí- zómetros (ME-5 y ME-19; Fig. 11). ceas amarillas de hasta 5 cm de grosor, a causa En la Toba Pan de Azúcar se identificaron de erosión diferencial. dos litofacies. Una masiva conformada por una El espesor máximo encontrado en los toba que forma bloques de orden métrico y con- sitios visitados para este trabajo es de 2 m. Sin tiene líticos no reconocibles y de lavas, pómez embargo, según Barrantes (2018) llega a tener blanca y fiammes vítreos cristalinos. En detalle es decenas de metros de espesor. Es sobreyacida una toba negra vidriosa, con vitroclastos (9-28%), por la Toba Pan de Azúcar y su contacto inferior cristaloclastos (3-40%) y litoclastos (10-16%). La no fue reconocido. selección es buena (σϕ=1,01) con contactos flo- tantes y el soldamiento es de rango VI (OB=0,93). En afloramiento se reconoce por presentarse en bloques de orden métrico. La litofacies rica en escoria representada por una toba con líticos no reconocibles, escoria y fiammes grises. Es una toba gris oscuro a gris café, con vitroclastos (12-40%), cristaloclastos (3-15%) y litoclastos (18%). Pobremente selec- cionada (σϕ=2,21) con contactos flotantes y un soldamiento de rango II (OB=0,5). Además, cuan- do se presenta la muestra muy meteorizada tiende a formar líneas de óxidos. Se reconoció un espesor máximo de 6 m. Sobreyace a la Toba Rama de Nance y tobas indi- ferenciadas y es sobreyacida por una zona hidro- termal y tobas indiferenciadas. Toba Limbo II Definida por David (2005) como El Limbo II y caracterizada por ser una toba parcialmente soldada con fiammes rica en cristales, con pómez grises. Microscópicamente, presenta pómez gris amarillenta; cristaloclastos de plagioclasa, opa- cos, magnetita, apatito y micas; y líticos ígneos negros (David, 2005). Fig. 10: Toba Rama de Nance. A. Distribución en el área de Esta unidad fue reconocida a lo largo de la estudio y sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología costa pacífica desde el camino a playa Naranjo de columna en figura 6. (dentro del parque nacional Santa Rosa) hasta el Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 20 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL líticos no reconocibles, lavas, obsidiana y fiam- mes grises. Corresponde con una toba gris café con vitroclastos (44-61%), cristaloclastos (<9%) y litoclastos (<8-17%). Presenta pobre selección (σϕ=2,38) con contactos flotantes y su soldamien- to es de rango I (OB=0,38). La litofacies rica en pómez se caracteriza por ser una toba con líticos no reconocibles y pómez blanca y amarilla. Específicamente es una toba Fig. 11: Toba Pan de Azúcar. A. Distribución en el área de estu- dio y sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología de columna en figura 6. sur del golfo de Papagayo. Además, se visualizó en cuatro de los piezómetros analizados (AH-10, CN-1, ME-4 y ME-12; Fig. 12). Se reconocieron dos depósitos. El depósito Inferior compuesto por una litofacies rica en pó- mez y se identifica como una toba con líticos no reconocibles y pómez blanca. Se compone especí- ficamente de una toba gris oscuro a café grisáceo con vitroclastos (19-40%), cristaloclastos (11- 30%) y litoclastos (<13%). La selección es buena (σϕ=1,71) con contactos flotantes y el soldamiento es de rango II (OB=0,6). Por otra parte, el depósito Superior presenta Fig. 12: Toba Limbo II. A. Distribución en el área de estudio y dos litofacies: una masiva y una rica en pómez. La sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología de co- litofacies masiva correspondiente a una toba con lumna en figura 6. Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 21 gris claro (sin meteorización) y amarilla claro (meteorizada) con vitroclastos (40%), cristalo- clastos (10-12%) y litoclastos (5%). La selec- ción es buena (σϕ=1,28) con contactos puntuales. Algunas veces con pátinas anaranjadas. El espesor ligeramente mayor a 7 m en el camino a playa Naranjo. Sobreyace depósitos sedimentarios asociados a la erosión de eventos piroclásticos anteriores y a la Toba Limbo I y es sobreyacida por las tobas Poza Salada y Mata de Caña, esta última en piezómetros. Toba Mata de Caña Representa una nueva unidad dentro de la Formación Bagaces. La misma no aflora en superficie, pero fue reconocida en seis piezó- metros (AH-10, CN-1, CU-16, CU-18, ME-4 y ME-12). Se interpreta como tres depósitos di- ferenciables por líticos, fiammes de escoria y fiammes vítreos. Se distribuye hacia el suroeste de Curubandé a través de 15 km, aproximada- mente (Fig. 13). Se identificaron tres depósitos, cada uno compuesto por una litofacies masiva. El depósi- to Inferior es una toba con líticos no reconocibles y fiammes grises y vítreos. Específicamente una toba gris violácea con tonos azules y anaranja- dos, con vitroclastos (<35-45%), cristaloclastos (6-25%) y litoclastos (<6-26%). La selección es buena (σϕ=1,34) con contactos flotantes. El sol- Fig. 13: Toba Mata de Caña. A. Distribución en el área de estu- damiento fue determinado a partir de facies de dio y sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología de cristalización que varían entre zona fase de vapor columna en figura 6. a zona parcialmente desvitrificado con texturas microlítica y axiolítica (Rango de II a VI). El contacto con el depósito Inferior está dado El depósito Intermedio es una toba con líti- por un nivel de 15 mm de concentración de feno- cos no reconocibles y fiammes vítreos y de esco- cristales (50%), de plagioclasa, cuarzo, piroxeno ria. A detalle corresponde con una toba gris os- y clastos negros y es muy friable. cura violácea con vitroclastos (<41-50%), cris- El depósito Superior es una toba con lavas. taloclastos (<14-21%) y litoclastos (<13-25%). Es una toba gris violácea con vitroclastos (10- La selección es buena (σ =1,93) con contactos 33%), cristaloclastos (<8%) y litoclastos (33-ϕ flotantes. Por otra parte, el soldamiento varía 54%). Expone contactos flotantes y presenta sol- entre los rangos II y VI (OB=0,55-0,88) co- damiento de rango I (OB=0,26-0,46). rrespondiente a una zona parcialmente desvi- El mayor espesor de esta unidad es cercano a trificada evidenciada con textura microlítica. los 63 m. Sobreyace a la Toba Limbo II y tobas in- Además, presenta manchas anaranjadas, páti- diferenciadas y es sobreyacida por las tobas Santa nas negras, textura eutaxítica y desvitrificación Rosa, Poza Salada y tobas indiferenciadas, y las a nivel macroscópico. Lavas Pelón de la Bajura. Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 22 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL Toba Poza Salada Definida por Marquardt (2005) como cuatro depósitos piroclásticos diferenciables por la pre- sencia de líticos andesíticos a dacíticos y que el depósito III presenta fiammes vítreos de gran ta- maño. En microscopía destacan pómez gris claro, gris café, gris oscuro y negra; cristaloclastos de plagioclasa, opacos, cuarzo, apatito y óxidos; y líticos negros ígneos (David, 2005). Los aflora- mientos de esta unidad se distribuyen a través de una franja desde el parque nacional Santa Rosa hasta el río Tempisque. Además, fue reconocida en cinco piezómetros (AH-10, CN-7, CU-16, CU- 18 y PZ-02; Fig. 14). La Toba Poza Salada incluye varias litofa- cies masivas (base, sección inferior y sección superior) y una litofacies rica en pómez. La base es una toba con líticos no reconocibles. Es una toba gris claro con vitroclastos (25%) y litoclastos (65%). En general presenta buena selección (σϕ=1,21). La sección inferior es una toba con disyunción columnar de orden métrico, líti- cos no reconocibles, lavas, pómez amarillo- verdosa y fiammes vítreos. Es una toba gris claro con vitroclastos (30-65%) y litoclastos (5-10%). La selección es buena (σϕ=1,9) con contactos flotantes y puntuales, mientras que el soldamiento varía entre los rangos I y VI (OB=0,28-0,92) y una facies de cristalización de zona de esferulitos evidenciada por las tex- turas esferulítica y microlítica. En el camino a playa Naranjo es normal la presencia de mate- Fig. 14: Toba Poza Salada. A. Distribución en el área de estudio y sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología de co- ria orgánica (3%) y es típica la visualización lumna en figura 6. de disyunción columnar. La sección superior es una toba con líticos es una toba con líticos no reconocibles y pómez no reconocibles, pómez gris y fiammes grises, amarillo-verdosa. Corresponde con una toba gris vítreos y escoriáceos. Específicamente presen- ta vitroclastos (18-24%), cristaloclastos (3- claro, rojo oscuro cuando se meteoriza, con vi- 20%) y litoclastos (6-18%). Esporádicamente troclastos (55-60%), cristaloclastos (<15%) y li- presenta escorias irregulares de hasta 20 cm. toclastos (8-20%). Presenta muy buena selección La selección es buena (σϕ=1,54) con contac- (σϕ=0,73) con contactos flotantes. tos flotantes, soldamiento variable entre I y IV Su mayor exposición es de 17 m en el pie- (OB=0,45-0,78) y algunas veces presenta vetas zómetro CU-18. Sobreyace a las tobas Mata de de calcita. En esta sección es típico encontrar Caña, Limbo I y Limbo II, y tobas indiferencia- fracturamiento columnar con diaclasas distan- das y es sobreyacida por las tobas Cuajiniquil y ciadas hasta 1,5 m. La litofacies rica en pómez Santa Rosa, y tobas indiferenciadas. Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 23 Toba Santa Rosa Definida por Mansor (2005) en mención a una toba densamente soldada a parcialmente sol- dada con pómez. A nivel microscópico, David (2005) identificó vitroclastos de pómez, gris, y gris amarillenta; cristaloclastos de plagioclasa y cuarzo; y líticos ígneos gris oscuro. En el sector noroeste presenta una distribución similar la Toba Poza Salada, en la parte central fue identificada en ocho piezómetros (AH-10, CN-1, CU-18, ME-3, ME-4, ME-5, ME-19, PZ-02) y hacia el sureste se reconoce en afloramientos ligeramente aislados (al oeste de Cañas; Fig. 15). En esta unidad se reconocen dos tipos de lito- facies: una masiva y una rica en pómez. Las lito- facies masivas se identifican como: base, sección inferior, sección intermedia y sección superior. La base es una toba con líticos no reconocibles y fiam- mes blancos y negros. Detalladamente es una toba negra rojiza, con vitroclastos (18-36%), cristalo- clastos (13-34%) y litoclastos (22-28%). Presenta contactos flotantes a puntuales y soldamiento de rango variable entre II a V (OB=0,65-0,82). Algunas características de esta litofacies son vetas rojas silíceas y fractura concoidea en la matriz. La sección inferior es una toba con líticos no reconocibles y fiammes negros. En específico una toba gris claro a violácea, con vitroclastos (36-45%), cristaloclastos (6-34%) y litoclastos (14-17%). Contiene contactos flotantes, por otra parte el soldamiento varía de I a V (OB=0,03- 0,8) y la facies de cristalización corresponde con zona de fase de vapor por la presencia de textura axiolítica. La sección intermedia es una toba con Fig. 15: Toba Santa Rosa. A. Distribución en el área de estudio y sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología de co- disyunción columnar, líticos no reconocibles, lumna en figura 6. lavas, pómez blanca y fiammes blancos. Es una toba gris claro a violácea, con vitroclastos La sección superior es una toba con líticos (29-50%), cristaloclastos (5-17%) y litoclastos no reconocibles, lavas, obsidiana, pómez gris (12-19%). Exhibe contactos flotantes. A su vez y fiammes grises. Es una toba gris rosada las mediciones de soldamiento indican un valor a gris celeste, con vitroclastos (30-42%), de I (OB=0,37-0,4) con una facies de cristali- cristaloclastos (8-30%) y litoclastos (15-18%). zación de zona fase de vapor a partir de textu- Expone contactos flotantes y un soldamiento de ra axiolítica. Son típicas las manchas negras y rango II (OB=0,56-0,61). anaranjadas. En esta sección es típica la disyun- Por último la litofacies rica en pómez es ción columnar. una toba con líticos no reconocibles y pómez Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 24 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL anaranjado. Esta litofacies corresponde con una toba gris rosada, con vitroclastos (7-32%), cris- taloclastos (13-25%) y litoclastos (18-30%). El contacto flotante a puntual es típico en macrosco- pía y soldamiento de rango II (OB=0,54). El mayor espesor observado fue cercano a los 25 m. Subyaciendo a la Toba Santa Rosa están las tobas Mata de Caña y Poza Salada, tobas indife- renciadas y las Lavas Pelón de la Bajura, mientras que es sobreyacida por las tobas La Casona y Río Colorado, y tobas indiferenciadas. Toba La Casona Definida por Ziegler (2005) como una toba amarilla a café amarillenta con pómez, líticos y escoria; con una dirección de emplazamiento ha- cia el oeste (según isopletas de líticos). Al micros- copio David (2005) reconoció pómez y escoria negra; plagioclasa, cuarzo, piroxeno y magnetita; y líticos no reconocibles arcillosos, e ígneos rojos. Esta unidad fue reconocida a través de toda el área de estudio a manera de afloramientos aislados y en seis de los piezómetros analizados (AH-10, CN-1, CU-16, CU-18, ME-3 y ME-4; Fig. 16). Constituida por dos depósitos piroclásticos; el depósito Inferior tiene una litofacies rica en escoria correspondiente con una toba con líticos no reconocibles, lavas y escoria. Es una toba café con vitroclastos (13-50%), cristaloclastos (7%) y litoclastos (24-41%). La selección es buena (σϕ=1,07) con contactos flotantes. El depósito Superior presenta varias litofa- cies masivas y una litofacies rica en escoria. Las litofacies masivas se reconocen como: sección in- ferior, intermedia y superior. La sección inferior es una toba con líticos no reconocibles y fiammes grises y anaranjados. Se compone de una toba gris clara a café grisácea con vitroclastos (9-27%), Fig. 16: Toba La Casona. A. Distribución en el área de estudio cristaloclastos (6-16%) y litoclastos (5%). Bien y sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología de co- seleccionada (σϕ=1,82), con contactos flotantes lumna en figura 6. y fracturas irregulares. Con facies de cristaliza- ción de una zona parcialmente desvitrificada por (23-45%), cristaloclastos (10-35%) y litoclastos la presencia de textura microlítica indicando un (9-12%). Presenta contactos flotantes. soldamiento de rango variable entre IV y VI. La sección superior es una toba con líticos La sección intermedia es una toba con líti- no reconocibles, escoria y fiammes vítreos. Es cos no reconocibles, obsidiana y fiammes vítreos. una toba café con tonos morado, gris y anaran- Es una toba gris a café grisáceo con vitroclastos jado y con vitroclastos (25-42%), cristaloclastos Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 25 (4-5%) y litoclastos (30-41%). Contiene con- tactos flotantes. Hacia la base aparecen fiam- mes de vidrio cristalinos. Hacia el techo las escorias son redondeadas, de hasta 20 cm. Por último, la litofacies rica en escoria es una toba con líticos no reconocibles, lavas, obsidiana y escoria. Comprende una toba café oscuro a café claro con vitroclastos (16-30%), cristaloclastos (6-13%) y litoclastos (17-46%). La selección es buena (σϕ=1,82) con contactos flotantes. Hacia la base presenta fiammes ne- gros y fiammes de escoria. La sección de mayor espesor reconocido para esta unidad es de 41 m. Sobreyace a la Toba Santa Rosa y tobas indiferenciadas y es sobreyacida por la Toba Río Colorado, tobas indiferenciadas y ni- veles epiclásticos. Toba Cuajiniquil Se identifica como una toba blanca masiva. Fue diferenciada entre los pueblos de Cuajiniquil y La Cruz (al noroeste del área de estudio) y hacia el oeste de Liberia, principalmente en piezómetros (CN-1, CN-7, PZ-01 y PZ-04; Fig. 17). Fig. 17: Toba Cuajiniquil. A. Distribución en el área de estudio La Toba Cuajiniquil se compone de una litofa- y sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología de co- cies masiva rica en pómez, y se caracteriza por ser lumna en figura 6. una toba con pómez blanca y cumulitos de cuarzo, la cual por efecto de erosión conforma bloques de has- toba gris con variaciones verticales. Representa la ta orden métrico. En macroscopía es una toba blanca base de la Toba Río Colorado (Fig. 18), sin embargo (poco meteorizada) a gris claro (meteorizada) con Solano (2018) reconoció diferencias petrográficas vitroclastos (34-46%), cristaloclastos (9-12%) y li- entre ambas. Se reconoció en dos piezómetros (CN- toclastos (25%). Medianamente seleccionada con 1 y CN-7). contactos flotantes y soldamiento variable entre II Esta unidad se encuentra conformada por dos y VI (OB=0,67-0,88), corroborada con una facies de litofacies masivas y una litofacies rica en pómez. cristalización de zona de esferulitos. Algunas veces Las litofacies masivas son nombradas: sección se observa textura perlítica en la matriz y aflora dis- inferior y superior. La sección inferior concuerda puesta en bloques de hasta orden métrico. con una toba con disyunción columnar y líticos El mayor espesor de esta unidad medido fue no reconocibles. En específico es una toba gris cercano a los 14 m. La Toba Cuajiniquil es sub- oscuro con cristaloclastos (13%) y litoclastos yacida y sobreyacida por tobas indiferenciadas y (10%). Exhibe contactos flotantes y soldamiento rocas epiclásticas. I (OB=0,43). En la base de esta sección se visua- lizan clastos imbricados y el techo de esta sección Litofacies Monte del Barco tiende a formar disyunción columnar. La sección superior es una toba con líticos Mencionada ignimbrita Abomal por Schindlbeck no reconocibles y fiammes de pómez. Es una et al., (2016). Identificada en el campo como una toba negra con vitroclastos (30%), cristaloclastos Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 26 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL (25%) y litoclastos (8%). Muestra contactos flo- cristalización de zona fase de vapor, determinada tantes, mientras que el soldamiento es de rango VI por textura axiolítica. (OB=0,86) y facies de cristalización de zona fase La sección estratigráfica de mayor espesor de vapor con textura axiolítica. es de 17 m en las cercanías de Hacienda Monte Por otra parte, la litofacies rica en pómez del Barco (358599/287277 LN). Sobreyace tobas es una toba con lavas y pómez verde amarillen- indiferenciadas y es sobreyacida por la Toba Río ta, gris y blanca. A detalle es una toba gris claro Colorado. (poco meteorizada) a café (fuertemente meteo- rizada) con vitroclastos (28-68%), cristaloclas- Toba Río Colorado tos (4%) y litoclastos (12%). Expone contactos flotantes y soldamiento rango VI con facies de Definida por Kempter (1997) para referirse a una toba gris lavanda moderadamente solda- da con plagioclasa alineada, pómez y lavas an- desíticas. Además, la mayoría de las muestras de Szymanski (2007) de las unidades Hacienda Ciruelas y Barbudal Canal se ubican dentro de esta toba. En micropetrografía se reconocen cristaloclastos de plagioclasa, clinopiroxeno, or- topiroxeno y opacos alineados (Kempter, 1997; David, 2005). En sección delgada muestra pómez gris, gris rojiza y blanca; cristaloclastos de feldes- pato y cuarzo; y líticos arcillosos, e ígneos rojos (David, 2005). Muestra una amplia distribución desde La Cruz hasta al sureste de Liberia y fue reconocida en 11 piezómetros (CN-1, CN-7, CU- 16, CU-18, ME-3, ME-4, ME-5, ME-12, ME-19, PZ-02 y PZ-04; Fig. 19). Se reconocen dos depósitos de corrientes de densidad piroclástica. Ambas con litofacies masi- vas y una litofacies rica en pómez. Las litofacies masivas del depósito Inferior se describen desde la base hasta una sección superior. Una base con- formada por una toba con líticos no reconocibles y lavas. Es una toba amarillo claro, con vitro- clastos (6%), cristaloclastos (20-25%) y litoclas- tos (15-50%). A escala de afloramiento el con- tacto es flotante. Es típico de esta litofacies que la plagioclasa rodee a los clastos, que asemeja una textura fluidal. La sección inferior es una toba con líticos no reconocibles y fiammes anaranjados y ne- gros. En específico es una toba gris oscuro a negra, violácea cuando está meteorizada, con vitroclastos (46-55%), cristaloclastos (<5-18%) y litoclastos (23%). La selección es buena Fig. 18: Litofacies Monte del Barco. A. Distribución en el (σϕ=1,77) con contactos flotantes. A su vez el área de estudio y sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. soldamiento varía entre II y V (OB=0,58-0,82). Simbología de columna en figura 6. Es usual en esta sección que los bordes de las Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 27 rocas sean negros, algunas veces los componen- La sección intermedia es una toba con líti- tes indican la dirección del flujo y la presencia cos no reconocibles, escoria, pómez anaranjada y de afloramientos blocosos. fiammes anaranjados. Al detalle es una toba gris claro a oscuro, café cuando se encuentra meteori- zada, con vitroclastos (39%), cristaloclastos (8%) y litoclastos (43%). En muestra de mano el con- tacto es flotante. La sección superior es una toba con disyun- ción columnar incipiente, lavas, pómez amarillo verdoso y gris y fiammes gris. Corresponde con una toba gris oscuro a rosada, con vitroclastos (15-24%), cristaloclastos (6-27%) y litoclastos (<10%). La selección es buena (σϕ=1,93) con con- tactos flotantes y soldamiento rango II (OB=0,63). Son típicos los frentes de meteorización amarillo claro de hasta 3 mm; vetas anaranjadas menores a 1 mm y la presencia de pómez corroída, además, de la presencia de disyunción columnar incipiente y vetas silíceas. La litofacies rica en pómez es una toba con líticos no reconocibles y pómez blanca. Es una toba gris claro meteorizada adquiere un color anaranjado, con vitroclastos (15%), cristalo- clastos (2-5%) y litoclastos (1%). Presenta con- tactos flotantes. En el caso del depósito Superior, las litofacies masivas se identifican desde una base a un techo. La base está constituida por una toba con pómez blanca; específicamente es una toba blanca, con vitroclastos (5-15%), cristaloclastos (10-15%) y litoclastos (8%). Contiene contactos flotantes y los clastos no son de un tamaño mayor a los 2 cm. La sección inferior es una toba blocosa, con líticos no reconocibles y fiammes anaranjados y negros. Corresponde con una toba negra a gris claro, violácea con el aumento de meteorización, con vitroclastos (39-42%), cristaloclastos (3- 20%) y litoclastos (16%). Exhibe contactos flo- tantes, mientras que el soldamiento es de rango I (OB=0,29-0,45). La sección intermedia es una toba con líticos no reconocibles, escoria y fiammes anaranjados y vítreos. Es una toba gris, anaranjado claro por aumento en el grado de meteorización, con vitro- clastos (28-38%), cristaloclastos (10%) y litoclas- Fig. 19: Toba Río Colorado. A. Distribución en el área de estu- tos (7-8%). La selección es buena (σϕ=1,09) con dio y sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología de contactos flotantes, por otra parte el soldamiento columna en figura 6. es de rango III (OB=0,69-0,7). Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 28 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL La sección superior es una toba con disyun- El depósito Superior es una toba con líticos ción columnar, líticos no reconocibles, pómez no reconocibles, escoria, pómez blanca y negra. gris y anaranjada y fiammes gris. En detalle es Específicamente es una toba blanca a gris claro una toba gris claro, anaranjada con el aumento en y café con vitroclastos (19-50%), cristaloclastos el intemperismo, con vitroclastos (29-54%), cris- (<20%) y litoclastos (15-17%). La selección es taloclastos (18%) y litoclastos (<8%). Muestra pobre (σϕ=3,41) con contactos flotantes, mientras contactos flotantes y puntuales. Esta sección se que el soldamiento varía entre los rangos I y VI caracteriza por poseer disyunción columnar. (OB=0,33-0,89) y presenta una facies de crista- El techo es una toba con líticos no recono- lización de zona parcialmente desvitrificada evi- cibles, lavas y pómez anaranjada. Es una toba denciada por textura microlítica. anaranjada a gris, con vitroclastos (22-33%), cris- Su espesor máximo medido fue cercano a taloclastos (3-20%) y litoclastos (4-15%). La se- los 19 m (en el piezómetro ME-12). Sobreyace lección es buena (σϕ=1,49) con contactos flotantes a la Toba Río Colorado y depósitos epiclásticos y soldamiento I (OB=0,17-0,33). y es sobreyacida por las tobas Montenegro y Río Por último, la litofacies rica en pómez es una Liberia. toba con líticos no reconocibles y pómez anaranja- da. Esta es una toba blanca verdosa, con vitroclas- tos (23-24%), cristaloclastos (9-11%) y litoclastos (4%). Expone contactos flotantes y puntuales. El espesor mayor medido en secciones estrati- gráficas fue de 55 m, en el piezómetro CN-7. El con- tacto inferior de esta unidad es con las tobas Poza Salada, Santa Rosa, La Casona, tobas indiferencia- das, las Lavas Pelón de la Bajura y niveles epiclás- ticos y el contacto superior es con las tobas Cañas, Montenegro y Río Liberia, y niveles epiclásticos. Toba Cañas Definida por Semm (2005) para hacer mención a una toba blanca amarillenta, no soldada, con pó- mez blanca, amarilla y rosada, predominantemen- te de tamaño lapilli, cristaloclastos de plagioclasa, cuarzo, biotita y anfíbol, y líticos no reconocibles. En el presente estudio se agrupan las Unidades Cañas y Sandillal propuestas por Semm (2005). Su distribución es hacia el oeste de Cañas y en los alre- dedores de Bagaces. A su vez fue identificada en dos de los piezómetros trabajados (Fig. 20). Se identificaron dos depósitos de tobas de flujo, cada una con una litofacies rica en pó- mez. El depósito Inferior es una toba con líticos no reconocibles, lavas y pómez blanca. En deta- lle es una toba gris a café claro con vitroclastos (41-50%), cristaloclastos (4-11%) y litoclastos (4-12%). Presenta pobre selección (σϕ=2,82) con Fig. 20: Toba Cañas. A. Distribución en el área de estudio y contactos flotantes y soldamiento variable entre sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología de co- rango I y III (OB=0,33-0,68). lumna en figura 6. Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 29 Toba Montenegro Esta unidad agrupa las unidades Curubandé, Montenegro, Papagayo y Meco propuestas por la Barahona et al. (2001), Semm (2005), Szymanski (2007) y Schindlbeck et al. (2016) en las Tobas Montenegro y Rodeo Viejo. Las cuales Solano (2018) unifica en la Toba Montenegro a partir de criterios micropetrográficos. En el presente es- tudio se considera válida la propuesta de Solano (2018). La Toba Montenegro ha sido descrita como una ignimbrita grisácea, moderadamente soldada, con plagioclasa, piroxeno, fragmen- tos líticos, pómez, escoria, fiammes de pómez. Presenta una buena distribución desde el sur de La Cruz hasta el oeste de Cañas (Fig. 21) y fue identificada en dos de los piezómetros estudiados (CN-1 y ME-12). La Toba Montenegro contiene litofacies ma- sivas y una litofacies rica en pómez y escoria. Las litofacies masivas se identifican como sección in- ferior, intermedia y superior. La sección inferior es una toba con disyunción columnar, líticos no reconocibles y fiammes vítreos. Específicamente es una toba negra a café violácea, con vitroclastos (39-50%), cristaloclastos (5-18%) y litoclastos (23-25%). En afloramiento el contacto es flotan- te. Por otra parte, el soldamiento varía entre I y VI (OB=0,42-0,51), con variación de las facies cristalinas de zona fase de vapor a zona de es- ferulitos determinadas por las texturas axiolítica, microlítica y esferulítica. En esta sección se pre- senta la visualización de disyunción columnar y alteración hidrotermal a través de vetillas de hasta Fig. 21: Toba Montenegro. A. Distribución en el área de estu- 5 x 2 cm, estás últimas fueron observadas cerca dio y sitios visitados. B. Litofacies de la unidad. Simbología de columna en figura 6. del sitio Rodeo Viejo. La sección intermedia es una toba con líticos no reconocibles y fiammes blancos. En detalle es una toba gris claro a café claro, con vitroclastos La litofacies rica en pómez y escoria es una (15-22%), cristaloclastos (5-6%) y litoclastos (9- toba con líticos no reconocibles, escoria y pómez 11%). Presenta contactos flotantes y soldamiento blanca. En profundidad es una toba gris claro, de rango III (OB=0,71). café oscuro por meteorización, con vitroclastos La sección superior es una toba con líticos no (25-44%), cristaloclastos (14-28%) y litoclastos reconocibles, lavas y fiammes grises. Es una toba (7%). Exhibe contactos flotantes. La pómez blan- gris claro a gris violácea, con vitroclastos (32- ca varía a tonos rosados y anaranjados según su 44%), cristaloclastos (<10%) y litoclastos (13- grado de meteorización. 17%). Contiene contactos flotantes y la presencia Su espesor máximo es cercano a los 7 m de soldamiento de rango V (OB=0,8-0,81). (piezómetro ME-12). Sobreyace a las tobas Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 30 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL Río Colorado y Cañas y es sobreyacida por la oeste del área de estudio (Solano, 2018). Además, Toba Río Liberia y tobas indiferenciadas. Sparks et al. (1973) sugieren que: (1) las oleadas piroclásticas pueden ser precursores de flujos pi- INTERPRETACIÓN GENERAL roclásticos o pueden suceder durante la misma actividad volcánica; (2) su emplazamiento es más Las unidades de la Formación Bagaces fue- extendido que el de los flujos piroclásticos; (3) se ron conocidas en detalle con base en la descrip- ubican bajo la capa 2a. Por tanto, partiendo de su ción macroscópica de núcleos de perforación y el afinidad petrográfica se necesitan estudios esta- levantamiento de secciones estratigráficas. Los dísticos en geoquímica a detalle en los componen- principales productos obtenidos de esta descrip- tes de los depósitos de las tobas Alto Mirador y ción son: (1) la clasificación de los depósitos se- Limbo II para conocer más acerca de su paren- gún su afinidad petrográfica y la división propues- tesco. No es posible detallar en su correlación a ta por Cas y Wright (1987); (2) el conocimiento partir de criterios de campo. Esto se debe a que de las variaciones verticales agrupadas como li- son parte de las unidades basales de la Formación tofacies y su interpretación basadas en el análisis Bagaces y están expuestas a procesos fuertes de propuesto por Branney y Kokelaar (2002); (3) la erosión (típicos de zonas tropicales) además de correlación entre las unidades y la sección ideal tener una distribución geográfica aislada. para una ignimbrita propuesta por Sparks et al. (1973). A continuación se hace la interpretación Toba Potrerillos de las diferentes litofacies y depósitos de las di- ferentes unidades de la Formación Bagaces según La Toba Potrerillos se relaciona genética- las descripciones. El cuadro 1 es una síntesis de mente con un depósito de flujo de pómez y es- las litofacies principales con sus características coria. Muestra variaciones verticales producto de para una fácil identificación de campo. niveles de soldamiento por efecto de carga duran- te su enfriamiento. Toba Alto Mirador Toba Limbo I La Toba Alto Mirador se correlaciona con un depósito de flujo de pómez por su tendencia bi- Los depósitos de la Toba Limbo I son clasifi- modal entre matriz y pómez. Las litofacies ricas cados como ignimbritas, donde la pómez es el prin- en pómez con lentes por lo general son muy varia- cipal componente. El depósito Inferior se deduce bles en cuanto a valores de selección. Este tipo de que tuvo una fábrica direccional al poseer una base litofacies pueden ser formadas por depositación rica en clastos. La dirección no fue conservada de- inestable a causa de una oleada piroclástica, que bido a procesos de compactación, ya que no hay permita el desarrollo de depósitos piroclásticos no evidencias de chimeneas de desgasificación o reo- uniformes, con segregación de pómez por dos me- dios diferentes: flotabilidad por mecánica del flujo morfismo. Además, estos líticos tuvieron un corto o descenso por densidad. En el caso de la Toba Alto periodo de residencia en la zona de cizalla por con- Mirador se valora como un depósito de una oleada tener clastos de gran tamaño y forma irregular. Los piroclástica con segregación de pómez por densi- cortos periodos de residencia también suelen ser dad por la presencia de lentes de pómez a lo largo producto de una baja pendiente o la presencia de de la vertical y de tamaño diverso. Por otra parte, anomalías topográficas durante el emplazamiento. se dificulta saber si es la unidad más antigua dentro Sin embargo, no se reconocieron características de la Formación Bagaces o un depósito de olea- para determinar entre estos factores. Las varia- da piroclástica de la Toba Limbo II, equivalente a ciones verticales son producto de cambios en el un depósito de capa 1 según Sparks et al. (1973). soldamiento por carga o la presencia de diferentes Esto debido a que son petrográficamente similares niveles de transporte en el emplazamiento. Hacia y se expone en afloramientos dispersos hacia el el techo tiende a ser bimodal, donde la gradación Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 31 Cuadro 1 Principales litofacies y características para su identificación en campo. Unidad Clasificación del depósito(s) Litofacies principal(es) y características para su identificación Toba Alto Flujo de pómez / Litofacies rica en pómez: lentes de pómez, Mirador ignimbrita hasta de orden métrico Toba Flujo de pómez y Litofacies masiva - base: fiammes blancos. Potrerillos escoria Litofacies masiva - techo: escoria Toba Flujo de pómez / Depósito Inferior-litofacies masiva-sección intermedia: pómez vario color. Limbo I ignimbrita* Depósito Superior-litofacies masiva: fiammes de escoria Toba Flujo de pómez / Litofacies masiva - sección inferior: escoria. Sandillal ignimbrita Litofacies rica en pómez: pómez blanca, pueden tener el centro gris y bordes anaranjados por procesos de meteorización Toba Rama Flujo de pómez / Litofacies masiva: frente de meteorización negro y de Nance ignimbrita vetas silíceas que sobresalen sobre la matriz Toba Pan de Flujo de pómez y Litofacies masiva: fiammes vítreos cristalinos con índices de Azúcar escoria aplastamiento muy elevados Toba Limbo Flujo de pómez / Depósito Inferior-litofacies rica en pómez: II ignimbrita* pómez vario color (blanca, gris, café amarillento y morado claro) Depósito Superior-litofacies masiva: fiammes negros cristalinos Toba Mata Inferior: Flujo de Su particularidad principal son los tonos de Caña pómez y líticos violáceos en su matriz gris Intermedio: Flujo de Litofacies masiva - depósito Inferior: líticos pómez Litofacies masiva-depósito Intermedio: fiammes Superior: Flujo de grises y negrosLitofacies masiva-depósito Superior: pómez y líticos pómez café claro blanca, gris y anaranjada Toba Poza Flujo de pómez y Litofacies masiva - sección inferior: disyunción columnar y fiammes vítreos cristalinos Salada escoria de orden métrico Toba Santa Flujo de pómez / Litofacies masiva-sección intermedia: fiammes blancos Rosa ignimbrita Toba La Flujo de pómez y Se reconoce en el campo por sus tonos de café en la matriz y sus abundantes clastos de Casona líticos* escoria (de hasta orden métrico) Toba Flujo de pómez / Litofacies masiva: tendencia a generar bloques de orden métrico y a nivel petrográfico Cuajiniquil ignimbrita presenta un color blanco característico y cumulitos de cuarzo Toba Río Flujo de pómez / Su particularidad principal es su típico tono violáceo Colorado ignimbrita* Depósito Inferior-litofacies masiva-sección superior: fiammes anaranjados y disyunción columnar incipiente Depósito Superior-litofacies masiva-sección intermedia: escoria y fiammes anaranjados y vítreos Toba Cañas Inferior: Flujo de Depósito Inferior: fiammes amarillo claro pómez / ignimbrita Depósito Superior: escoria Superior: Flujo de pómez y escoria Toba Flujo de pómez y Litofacies masiva-sección inferior: fiammes vítreos y Montenegro escoria disyunción columnar en su sección inferior *Unidades con dos depósitos. Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 32 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL inversa en clastos de pómez es producto de segre- con un flujo de pómez y el depósito Superior con gación y tendencia del flujo a comportarse granu- una ignimbrita con rica en líticos. Se asocia esta larmente. El depósito Superior se explica como una unidad a un proceso agradacional al relacionarse litofacies masiva que suprimió las zonas de cizalla que los depósitos sean masivos, las zonas de ci- por compactación del depósito y no tener eviden- zalla hayan sido suprimidas y la sucesión de un cias de fábrica direccional. El techo de este depósi- depósito Inferior rico en fiammes, seguido de un to tendió a ser un flujo granular con un proceso de depósito Intermedio con fiammes y pómez y un segregación que permitió la boyancia de clastos de depósito Superior con abundante pómez. Además, pómez, líticos y escoria. la sucesión es característica de un rápido empla- zamiento que permitió el enfriamiento de los tres Toba Sandillal depósitos como una solo, evidenciado en los valo- res de soldamiento obtenidos. Se estima esta uni- La Toba Sandillal se correlaciona con una dad como el depósito de un conjunto de corrien- ignimbrita, con base en que la pómez es el prin- tes de densidad piroclásticas emplazadas sobre la cipal clasto. Se interpreta un mecanismo de depo- posición actual de los ríos Blanco y Tempisque, sitación con diferentes niveles de transporte por con un posible centro eruptivo cercano al poblado presentar variaciones verticales. El inferior de- de Curubandé. Esto de acuerdo a la distribución sarrolló soldadura, el intermedio con disyunción de las litofacies y el aumento de espesor de las columnar y el superior con un enjambre de pómez mismas a hacia el noreste. por comportamiento granular y segregación por boyancia durante el emplazamiento. Toba Limbo II Toba Rama de Nance La Toba Limbo II se interpreta como dos depósitos de ignimbrita, por su contenido predo- La Toba Rama de Nance es una ignimbrita minante de clastos de pómez, pobre selección y dado a su alto contenido de clastos de pómez y evidencias de altas temperaturas de depositación. selección pobre. A su vez describe un proceso de El depósito Inferior fue un flujo granular monó- enfriamiento uniforme al tratarse de una toba ma- tono, por su bajo valor de soldamiento y la poca siva sin variaciones verticales composicionales deformación en clastos de pómez. Mientras, el y las variaciones en soldamiento se atribuyen a depósito Superior presenta gradación coarse tail, efecto de carga en el depósito. típica de depósitos de flujos piroclásticos. El em- plazamiento de esta unidad fue a través de valles Toba Pan de Azúcar topográficos de acuerdo a la distribución espacial y su ubicación en piezómetros. Se establecen dos La Toba Pan de Azúcar se correlaciona con lóbulos: uno en dirección a la península de Santa un depósito de flujo de pómez enriquecido en Elena y el otro en concordancia con la dirección escoria. Se reconoce un proceso de depositación actual de los ríos Blanco y Tempisque. que permitió suprimir la zona de cizalla y una dis- tribución uniforme de los clastos de escoria al es- Toba Poza Salada tar su base fuertemente soldada respecto al techo. La Toba Poza Salada se clasifica como un de- Toba Mata de Caña pósito de flujo de pómez rico en escoria. Se iden- tifica una fábrica direccional destruida por com- La Toba Mata de Caña se compone de tres pactación del flujo al tener una base rica en líticos depósitos diferenciables por sus distintas afinida- sin orientación. Las litofacies de esta unidad su- des micropetrográficas (Solano, 2018). El depósi- frieron un enfriamiento uniforme, por el supuesto to Inferior se correlaciona con una ignimbrita con que se presentan tres niveles diferentes: el inferior alto porcentaje de líticos; el depósito Intermedio con un desarrollo de altos niveles de soldadura, Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 33 un nivel intermedio enriquecido en escoria y con Toba Cuajiniquil disyunción columnar y un nivel superior con un comportamiento de flujo granular que permitió La Toba Cuajiniquil representa un depósito la segregación de clastos de pómez. Donde el au- de flujo de pómez bimodal compuesto principal- mento en soldadura en el nivel inferior está dado mente por matriz y pómez. Se toma en cuenta por carga. Por su distribución se comprende que un enfriamiento uniforme del depósito al poseer los afloramientos cercanos al golfo de Papagayo una única litofacies masiva sin variaciones verti- concuerdan con una facies distal, evidenciado cales, con un amplio rango de soldamiento. Este porque la litofacies rica en pómez tiene mayores último a consecuencia del efecto de la carga. Esta espesores en sitios cercanos a La Cortina (fren- unidad tuvo un emplazamiento a través de valles te de algunos cientos de metros que representa el límite oeste de la Formación Bagaces). Mientras topográficos (comportamiento similar a la Toba que, las muestras de piezómetros cercanos al pie Limbo II), con dos lóbulos principales: el primero de la cordillera volcánica de Guanacaste corres- en dirección hacia la península Santa Elena y el ponden con una facies proximal o una facies in- segundo en concordancia con el cauce de los ríos termedia afectada por un valle topográfico, ya Blanco y Tempisque. que las litofacies masivas muestran sus mayores espesores cerca del eje del Sinclinal de Tobas Litofacies Monte del Barco (estructura delimitada por Bohnenberger, 1968). La Litofacies Monte del Barco es una ignim- Toba Santa Rosa brita, por su alto contenido de fragmentos de pó- mez. Se identifica una fábrica direccional con un La Toba Santa Rosa concuerda con una ig- amplio tiempo de residencia de los clastos en la nimbrita por su alto contenido de pómez. La zona de cizalla, al tener una base rica en líticos variación en el soldamiento de la sucesión de imbricados de tamaño pequeño. Se aclara un en- litofacies masivas es producto de un proceso de friamiento uniforme en toda la unidad por poseer enfriamiento común afectado por carga. Esta uni- una base rica en líticos, seguidamente un enrique- dad presenta un comportamiento similar a la Toba cimiento en fiammes y finalmente un techo rico Poza Salada donde se interpreta una facies distal en pómez. cerca del pueblo de Guardia por un aumento en el espesor de la litofacies rica en pómez. A su vez Toba Río Colorado se aproxima una facies proximal o intermedia, a consecuencia de una anomalía topográfica, cerca Los depósitos de la Toba Río Colorado se del Sinclinal de Tobas por el aumento en el espe- clasifican como ignimbritas. Se reconoce un sor de las litofacies masivas. enfriamiento homogéneo en los depósitos por su arreglo vertical donde las litofacies masivas Toba La Casona varían en función del tipo de fiammes y el techo corresponde con una litofacies rica en pómez. La Toba La Casona se clasifica como dos de- Además, el desarrollo de fiammes en su parte pósitos de flujos de pómez enriquecidos en líticos inferior se relaciona al aumento del soldamien- de acuerdo con sus características petrográficas. to de los depósitos hacia su base. En el caso Se infiere un posible centro eruptivo cercano al específico del depósito Superior de esta unidad, pueblo de Curubandé debido a que el depósito su litofacies base es correlacionable a una capa Inferior tiene un mayor espesor en los piezóme- 2a según la sección ideal propuesta para una tros próximos al pueblo. Por otra parte, el depósi- ignimbrita por Sparks et al. (1973). Con base to Superior desarrolló diferentes etapas de solda- en la ausencia de gradación tipo coarse tail y miento y litofacies en sus secciones más espesas clastos de gran tamaño. Estos últimos a conse- ubicadas cercanas al Sinclinal de Tobas. cuencia de los tiempos de tránsito en la zona Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 34 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL cizalla y la dispersión de granos a la base de un tobas Poza Salada, Santa Rosa, La Casona, Río flujo piroclástico. Colorado, Cañas y Montenegro. Se comprobó y complementó la propuesta es- Toba Cañas tratigráfica que facilitaron Guillermo E. Alvarado y Percy Denyer. La Toba Cañas posee dos depósitos. El de- La definición genética muestra diferencias de pósito Inferior se correlaciona con un flujo de aporte en las unidades de la Formación Bagaces, pómez, porque tiene una tendencia bimodal de por ejemplo: el contenido relevante de escoria en matriz y pómez. El depósito Superior es relacio- las tobas Potrerillos, Pan de Azúcar, Poza Salada, nado con un flujo de pómez enriquecido con es- Cañas (depósito Superior) y Montenegro, y la coria. Ambos depósitos fueron influenciados por fuerte presencia de líticos en las tobas Mata de efectos de carga durante su enfriamiento esto al Caña (depósitos Inferior y Superior) y La Casona, mostrar fiammes hacia su base y clastos de pómez este último producto de la incorporación de rocas en su techo, y un aumento de soldamiento hacia ajenas a la erupción durante el emplazamiento del su sección inferior. flujo piroclástico.Los valores de selección tienden a variar de Toba Montenegro pobre a moderada (visible en las tobas Potrerillos, Limbo I, Sandillal, Limbo II-depósito Superior y La Toba Montenegro se clasifica como un de- Poza Salada) y el soldamiento de valores altos a pósito de flujo de pómez enriquecido en escoria. bajos (caso de las tobas Limbo I, Mata de Caña, Se refiere a un depósito afectado por carga y de Santa Rosa y Río Colorado, y la litofacies Monte enfriamiento homogéneo por variar de una base del Barco) de la base al techo de los depósitos pi- rica en fiammes a un techo con clastos de pómez roclásticos. Ambas variaciones son producto de la y escoria de tamaños de hasta orden centimétri- deformación de los clastos a consecuencia de la co. En el sitio Rodeo Viejo esta toba expone al- carga y la interacción mecánica entre el sustrato teración hidrotermal, se deduce que hubo alguna y los clastos en la base del depósito durante su fuente de agua o anomalía local que permitiera el emplazamiento y enfriamiento. desarrollo de esta. Existe una variación en los espesores visuali-zados en los piezómetros estudiados, siendo más variables en los depósitos más antiguos y más SÍNTESIS, CONCLUSIONES Y uniformes en los depósitos más recientes. Esto RECOMENDACIONES es producto de que los depósitos más antiguos re- llenaron la paleotopografía existente, lo que dio Los depósitos de las unidades de la lugar a que los depósitos más recientes se empla- Formación Bagaces presentan diferencias en su zaran sobre una topografía más plana. fábrica, soldamiento, génesis, distribución y va- Se concluye que las litofacies descritas re- riaciones verticales a partir del análisis macrope- presentan la capa 2b propuesta por Sparks et al. trográfico y la correlación piezométrica, por lo (1973) para la mayoría de las unidades. La pre- que se considera que existió más de un centro sencia de una capa 2b sugiere una fase fluida ho- eruptivo. Con base en la distribución espacial y mogénea durante el emplazamiento de un flujo las variaciones verticales, el centro eruptivo de piroclástico (Sparks et al., 1973). Esta fase es la las tobas Mata de Caña y La Casona debió estar responsable de que los clastos de pómez y otros cercano al pueblo de Curubandé. componentes poco densos sean boyantes durante Los emplazamientos de los flujos piroclás- el transporte. Mientras que, los clastos más den- ticos fueron diferentes: algunos a través de va- sos se ubiquen hacia la base del depósito. Por lles topográficos, como las tobas Mata de Caña, lo tanto, se genera gradación tipo coarse tail. Limbo II y Cuajiniquil, y otros fueron capaces de El proceso anteriormente descrito se evidencia modificar por completo la topografía, como las con litofacies ricas en pómez, ricas en pómez y Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 Solano et al.: Formación Bagaces: Caracterización de sus unidades... 35 escoria o ricas en escoria en la parte superior y � Tobas Santa Rosa, Monte del Barco y la presencia de litofacies masivas cargadas en lí- Cuajiniquil. ticos hacia la base de los depósitos piroclásticos Estos episodios se dan de manera intermi- descritos. tente, lo que representa una actividad volcánica Las unidades que no corresponden con la cíclica en Formación Bagaces entre magmas lige- capa 2b de Sparks et al. (1973) son: la Toba Alto ramente más ácidos o básicos. Mirador y la litofacies base del depósito Superior Sumado a lo anterior, se reconoció que las de la Toba Río Colorado. La Toba Alto Mirador unidades con clastos de escoria presentan altos es una capa 1, lo que corresponde con un depósito porcentajes de piroxeno; por lo que el análisis pe- de una oleada piroclástica, producto de una fase trológico de ambos tipos de clastos podría ser un peleana dentro de una erupción de mayor tamaño. buen complemento para poder entender la ciclici- Este tipo de depósitos son precursores al emplaza- dad de las etapas ácidas y básicas de la Formación miento de flujos piroclásticos y por ende a erup- Bagaces. ciones de mayor tamaño. La litofacies de la base Estudios a detalle en el ámbito geoquímico del depósito Superior de la Toba Río Colorado se son necesarios para complementar la propuesta interpretó como una capa 2a, lo que implica la estratigráfica empleada en este estudio, así como existencia de al menos dos eventos piroclásticos los estudios de proveniencia pueden ser otro ele- en la Toba Río Colorado. mento de investigación futura. Barrantes (2018), identifica las capas 1 (de- pósito de oleada piroclástica), 2a, 2b (depósi- AGRADECIMIENTOS to de flujo piroclástico) y 3 (depósito de caída) de una ignimbrita en la Toba Rama de Nance, Los autores agradecen a Karla Vásquez y lo que implica que este depósito proviene de un Amalia Gutiérrez por sus aportes en la elabora- flujo producto de una erupción pliniana con una ción del presente trabajo. A Fernanda Fonseca, fase peleana final bien desarrollada, es decir una Sebastián Carmona y Erick Rodríguez por erupción explosiva continua después del empla- el apoyo en el trabajo de campo. A Giovanni zamiento del flujo piroclástico. Peraldo y Luis Obando por sus valiosos comen- La presencia de clastos de escoria es im- tarios para el enriquecimiento de la investiga- portante dentro de la historia eruptiva de la ción. El Área de Conservación Guanacaste fue Formación Bagaces. La escoria es producto de de gran ayuda para la realización de este pro- magmas con menor viscosidad que aquellos for- yecto, principalmente María Marta Chavarría, madores de pómez, lo que permite a su vez una Roger Blanco y Alejandro Masís. Este trabajo es diferenciación de acidez entre las unidades. Es una contribución al proyecto 830-B0-242 de la posible identificar cuatro etapas donde diversas Vicerrectoría de Investigación de la Universidad unidades presentan escoria (presencia de magmas de Costa Rica titulado: Fortalecimiento de la más básicos) que son: Investigación en Estratigrafía y Tectónica y � Tobas Potrerillos y Limbo I. del proyecto ED-2700 de la Vicerrectoría de � Toba Pan de Azúcar. Acción Social, con el título: Elaboración del � Toba Poza Salada. mapa geológico de una parte de las penínsulas � Tobas La Casona, Río Colorado, Cañas y de Santa Elena y Nicoya. Montenegro. A su vez, se identificaron tres episodios en REFERENCIAS los cuales los depósitos son provenientes de mag- mas más ácidos: Aguilar, T., y Alvarado, G. E. (2004). Tafonomía � Toba Alto Mirador. y sedimentología de la paleobiota es- � Tobas Sandillal, Rama de Nance, Limbo II tuarina en los Cerros Barbudal (Costa y Mata de Caña. Rica) sepultada por vulcanismo neógeno. Revista Geológica de América Central, 60, 7-38, 2019 / ISSN: 0256-7024 36 REVISTA GEOLÓGICA DE AMÉRICA CENTRAL Revista Geológica de América Central, noreste de Lomas Barbudal (Guanacaste, (30), 111-116. Costa Rica). (Unpublished licenciatura Aiazzi, D., Fiorletta, M., Civelli, G., Chiesa, S., thesis). Universidad de Costa Rica, San y Alvarado, G. E. (2004). Geología de la José, Costa Rica. hoja Cañas. Revista Geológica de América Baumgartner, P., Mora, C., Butterlin, J., Sigal, Central, (30), 215-223. J., Glacon, G., Azéma, J., y Bourgois, J. Alvarado, G. E. (2009). Geología de la hoja Fortuna, (1984). 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