FEDERACIÓN ESPELEOLÓGICA DE

AMÉRICA LATINA Y DEL CARIBE, A.C.

(FEALC)

BOLETÍN INFORMATIVO DE LA

COMISIÓN DE GEOSPELEOLOGÍA

 

Índice

 

Minerales secundarios de las cuevas del Indio y Alfredo Jahn, estado Miranda, Venezuela.  Paolo Forti, Franco Urbani & Antonio Rossi

Notas diversas

 

 

MINERALES SECUNDARIOS DE LAS CUEVAS DEL INDIO Y ALFREDO JAHN, ESTADO MIRANDA, VENEZUELA
Paolo Forti ¹, Franco Urbani ² & Antonio Rossi ³

 

¹ Instituto Italiano di Speleologia. Via Zamboni 67. 40127 Bologna. Italia. ² Sociedad Venezolana de Espeleología. Apartado 47334. Caracas 1041A. Venezuela & Universidad Central de Venezuela. Facultad de Ingeniería. Departamento de Geología. Caracas. ³ Dipartimento di Scienze della Terra. Largo S. Eufemia 19. 41100 Modena. Italia.

 

RESUMEN

En dos cuevas que se encuentran en distintos estadios de desarrollo y ubicadas en la región central de Venezuela, fueron estudiados sus depósitos químicos secundarios, resultando en asociaciones nuevas y de interés para el campo de la mineralogía de las cuevas.

La Cueva del Indio es inactiva y presentaba un grueso depósito de guano de murciélago, que fue casi totalmente explotado como fertilizante. En la interfase entre el guano y la roca caja, se encontraron minerales de color amarillo pálido a marfil en ocasiones con aspecto botroidal, donde se identifica yeso, brushita y otras cuatro especies minerales del grupo del apatito, mostrando la complejidad de los fenómenos fisicoquímicos que pueden ocurrir durante la descomposición del guano de murciélagos.

En contraposición, la Cueva Alfredo Jahn desarrollada bajo un bosque tropical y con un arroyo perenne, sus espeleotemas están compuestas de calcita, hidroxilapatito, halita, koktaita, amonio-jarosita y manganoberzelita, donde estos tres últimos minerales corresponden a nuevos reportes de nivel mundial para el ambiente de cuevas.

Palabras claves: Mineralogía, apatito, hidroxilapatito, halita, koktaita, amonio-jarosita, manganoberzelita.

 

ABSTRACT

Secondary mineralogy from El Indio and Alfredo Jahn caves, Miranda, Venezuela.

We surveyed secondary chemical deposits in two caves having different stages of development in Central Venezuela. We describe some interesting and new mineralogical assemblages for the cave environment.

El Indio Cave had a large bat guano deposit almost completely exploited as fertilizer. In the bedrock-guano contact a centimetric sized interaction zone develops with pale-yellow to ivory minerals sometimes with bothroidal morphology, with the presence of gypsum, brushite and other four minerals of the apatite group. This shows the complex physical-chemical processes that occur during bat guano decomposition.

Alfredo Jahn Cave develops surrounded by a tropical forest with a permanent creek flowing through. The speleothems are made of calcite, hydroxylapatite, halite, koktaite, ammoniojarosite and manganoberzelite. The last three are new reports as cave minerals worldwide.

Key words: Mineralogy, hydroxylapatite, halite, koktaite, ammoniojarosite, manganoberzelite, apatite.

 

INTRODUCCION

En febrero de 1993 se realizó la expedición espeleológica italo-venezolana Tepuy-93, con participación de miembros de la Sociedad Italiana de Espeleología (SSI) y la Sociedad Venezolana de Espeleología (SVE). Por el escaso conocimiento de los minerales secundarios de las cuevas de las regiones tropicales, uno de los objetivos científicos planteados fue el reconocimiento mineralógico de las cavidades de Auyán-tepui, cuyos resultados fueron publicados por Forti (1994), pero también se aprovechó la oportunidad para visitar dos cuevas cercanas a Caracas: la Cueva Alfredo Jahn (Mi.35), ubicada en la zona de Birongo, estado Miranda (SVE, 1973), y la Cueva del Indio (Mi.24) en La Guairita, en el sector sureste de Caracas, estado Miranda (SVE, 1970). Ambas cavidades se ubican en zonas bajo régimen de administración especial, Monumento Natural Cueva Alfredo Jahn y Parque Recreativo Cueva del Indio, respectivamente, bajo la jurisdicción de INPARQUES - MARNR.

La razón de escoger estas cuevas estriba en que se encuentran en diferentes estados de desarrollo, la primera es activa y está ubicada en una zona boscosa, mientras que la segunda es inactiva y posee un depósito de guano de murciélagos. Esta variedad ambiental abre la posibilidad de ubicar una amplia gama de minerales secundarios distintos.

Las técnicas utilizadas fueron las siguientes: examen visual con lupa binocular y microscopio polarizante, identificación mineralógica con difracción de rayos X (DRX), análisis químico por espectrometría de fluorescencia de rayos X y microscopía electrónica de barrido con detector de rayos X por dispersión de energía (EDX).

Con este trabajo se continúa el reconocimiento mineralógico de cuevas venezolanas, que hasta la fecha ha permitido la identificación de 40 minerales (Urbani, 1996), varios de ellos nuevos para el ambiente de cuevas y uno nuevo para la ciencia.

 

CUEVA DEL INDIO (Mi.24)

La Cueva se abre en mármoles dolomíticos de la Fase Zenda de la Formación Las Brisas del Jurásico Tardío. A diferencia de la Cueva Alfredo Jahn, esta cavidad es inactiva y relativamente vieja y se ubica en la cumbre de una colina a 1.020 m s.n.m.

En la Cueva existió un depósito de guano de murciélagos insectívoros, en estado avanzado de descomposición, que fue explotado en las primeras décadas del presente siglo como fertilizante para las haciendas de caña de azúcar y café (Urbani, 1997: 45). En la galería principal de la cueva existen los restos de una costra estalagmítica de espesor centimétrico a decimétrico, en gran parte rota durante la explotación del guano, que en espesores de 1 a 1,5 m se encontraba por debajo. La edad del nivel de guano inmediatamente por debajo de la costra es de 32,2 miles de años antes del presente (ka AP) (Urbani, 1998).

Las paredes de mármol por debajo de la costra estalagmítica estuvieron por varias decenas de miles de años en contacto con el guano, donde con el aporte de componentes químicos procedentes de ambos materiales, se generó una zona de minerales secundarios de varios centímetros de espesor (ver símbolo 3 en Urbani, 1998, Fig 3). De esta zona se recolectaron cuatro muestras, que se describen a continuación:

1- Masa esponjosa en cuyo interior se observan velos de concrecionamiento translúcidos y cuerpos pedunculares de color blanco-amarillento, parcialmente recubiertos de una muy fina capa de polvo microcristalino de color blancuzco opaco. Dentro de la masa existen frecuentes zonas rellenas de material de aspecto amorfo, terroso y de color marrón negruzco que puede tratarse de remanentes de guano poco descompuesto.

2- Material blancuzco polvoriento, constituido por cristales aciculares que se entrecruzan formando un fieltro esponjoso, que engloba cuerpos negruzcos (guano). Algunas veces se nota una transformación de este fieltro a costras concrecionarias blanquísimas, laminadas, constituidas de los mismos cristales presentes en el fieltro, pero que en este caso resultan paralelamente orientados. También se ven pequeñas concreciones esferoidales de color rojo a marrón translúcido, atribuible a guano en vías de fosfatización, que en un caso ha dado lugar a una superficie concrecionaria irregular, debida a la estrecha asociación entre las esférulas.

3- Material polvoriento muy liviano, de color anaranjado claro, constituido por un entrecruzado denso de pequeñísimas agujas estrechamente asociadas a una pasta amorfa terrosa de color marrón claro (probablemente residuos de guano).

4- Concreción compuesta de muy delgadas láminas sobrepuestas sobre zonas esponjosas de color blanco amarillento, a veces traslúcido cambiando a rosado o blancuzco. Tanto por encima como por abajo de la costra concrecionaria se observan zonas de material terroso blando, a veces polvoriento en cuyo interior se ven eflorescencias blancas, donde se observan cristales aciculares traslúcidos y otros opacos, probablemente yeso y fosfatos, respectivamente.

 

Las muestras fueron analizadas químicamente (Tabla 1), revelándose que el calcio y el fosfato son los componentes mayoritarios para las muestras 1, 2 y 4, mientras que en la muestra 3 predominan silicio y aluminio, procedentes de minerales de arcillas.

La abundancia en todas las muestras de H₂0_(110-1000°) sugiere la existencia de materia orgánica (guano no mineralizado). Algunos análisis de carbono orgánico muestran valores entre 5 y 30%, con una gran variabilidad debido a la heterogeneidad de las muestras, que confirma la presencia de materia orgánica. Los resultados de los análisis por DRX se presentan en la Tabla 2.

La combinación de los análisis químicos y por DRX permite verificar que las muestras presentan una mezcla bastante compleja de minerales, mayoritariamente de neoformación predominando los fosfatos y sulfatos, otros minerales como dolomita, clorita, feldespato, mica, cuarzo y smectita probablemente son residuales o detríticos, mientras que la calcita podría ser de neoformación, como fragmentos de la costra estalagmítica que cubría el depósito de guano.

Además del carbonato-hidroxilapatito determinado previamente por Pallares (1982), ahora se identifican otros fosfatos: brushita, carbonato-fluorapatito, cloroapatito y fluorapatito.

 

CUEVA ALFREDO JAHN (Mi.35)

Esta es la mayor cavidad de la región central de Venezuela con 4,2 km de desarrollo, se ubica a 210 m s.n.m. (SVE, 1973) y está formada a expensas de mármoles calcíticos y calcítico-dolomíticos (Uzcátegui, 1996), pertenecientes a la Formación Las Mercedes del Cretácico Temprano (Urbani, 1974). La cavidad es recorrida por la quebrada Cambural, que es perenne y drena de una cuenca donde afloran esquistos de variada mineralogía de las formaciones Las Brisas y Las Mercedes (Urbani, 1995; Urbani et al., 1989).

La cavidad se ha formado por la acción erosiva-corrosiva del agua de la quebrada que la recorre. En época de sequía la quebrada se infiltra de manera difusa a lo largo de unos 200 m al inicio del cuerpo carbonático, canalizándose en su interior hasta surgir unos 600 m más adelante en la Boca No. 1, luego continua superficialmente hasta unirse a la quebrada Casupal. En la estación de lluvias, la infiltración difusa a través de los sedimentos del cauce de la quebrada no es suficiente para captar todo el caudal de agua, así que el excedente sigue por el curso epígeo hasta penetrar a la cueva por la gran depresión de la Boca No. 8, continuando hasta la Boca No. 1 donde resurge toda el agua del sistema kárstico. Desde un punto de vista espeleogenético la cueva puede considerarse en fase de desarrollo juvenil con procesos erosivo-corrosivos que prevalecen sobre los de precipitación. El espesor de roca sobre las galerías es variable de una a tres decenas de metros. Por encima de la cueva la vegetación es típica de una selva tropical de tierras bajas, con temperatura media anual de unos 28°C y alta pluviosidad.

Dada la gran actividad hídrica que la caracteriza, la cueva resulta bastante decorada con espeleotemas de calcita, especialmente con estalactitas, adquiriendo su máximo desarrollo en el Salón del Chaguaramo, pero tales espeleotemas no revisten interés mineralógico especial, ni morfológica, ni composicionalmente.

Se colectaron muestras en tres lugares, a saber:

 

- Pisolitas negras

Eentre las bocas 6 y 7, a 20 m de la primera y en el lado sur, existe una pequeña galería lateral ubicada a una cota sólo alcanzable por las grandes crecidas (SVE, 1973, mapa). Allí hay pequeños gours que estaban secos para la fecha de la visita, de los cuales se recolectaron pisolitas negras milimétricas.

En sección fina se revela una estructura concéntrica finamente laminada, con algunos pequeños clastos de cuarzo englobados durante la evolución de las bandas.

Por DRX con radiación de Cu aparece un patrón esencialmente “amorfo”, con un alto fondo típico de altas concentraciones de Fe y/o Mn, además aparecen dos picos de cuarzo y otro pequeño que sugiere la presencia de trazas de hidroxyl-apatito.

Un análisis químico semicuantitativo reveló que tienen más del 30% de materia orgánica, mientras que el resto está formado principalmente de oxidos-hidróxidos de hierro y subordinados los de manganeso. Desde el punto de vista morfológico y químico estas pisolitas resultan análogas a las observadas en la Cueva del Santuario, Trujillo (Buzio & Forti, 1994), así que se infiere un origen semejante por reacciones bioquímicas de digestión de materiales orgánicos.

 

- Costras rojizas-marrones

A lo largo del riachuelo y a media distancia entre El Hongo y El Chaguaramo (SVE, 1973, mapa), se observaron pequeñas costras rojizas algo marrones, con espesores de 1 a 2 mm, que cubrían algunas superficies de bloques de mármol y de espeleotemas de calcita fuertemente corroídas.

El análisis químico revela que mayoritariamente están compuestas de óxido-hidróxidos de Fe y en menor cantidad de Mn, prácticamente amorfos, junto a materia orgánica (20-35%). Por DRX el único mineral que puede identificarse con seguridad es manganoberzelita [(Ca,Na)₃(Mn⁺²,Mg)₂(AsO₄)₃], resultando ser un nuevo mineral reportado en el ambiente de las cuevas, también se observa un pequeño pico que podría ser referido a ferrosilita, pero no hay seguridad de ello. La presencia de arsénico (As) fue confirmada por EDX.

El origen de esta asociación posiblemente se deba a la entrada a la cueva de materia orgánica, transportada por el río subterráneo durante los períodos de lluvia y quedando depositada sobre la roca, mientras que la subsecuente descomposición biológica y oxidación puede producir la precipitación de estos minerales, explicando así mismo la fuerte corrosión observada sobre las masas carbonáticas.

Con la información disponible no podemos precisar la fuente del As, pero se abre la posibilidad de que en los alrededores hayan depósitos de sulfuros teletermales o epitermales, como ocurre en algunas localidades del estado Yaracuy donde se ha identificado el mineral arsenopirita. En la región Birongo – Capaya hay depósitos minerales que se han interpretados como de origen hidrotermal, constituidos por cuerpos irregulares de hematita especular casi pura, siguiendo aproximadamente el contacto entre el esquisto y el mármol. Estos se ubican en el flanco norte del Cerro El Dorado a unos 3 km de la Cueva (Urbani, 1977).

 

- Zonas de colores claros azulados en las paredes

En las paredes de la parte distal del Salón del Chaguaramo (SVE, 1973), el mármol presenta una foliación claramente visible, notándose una variación de color que va desde el gris oscuro en la roca fresca, a zonas grises claras y azuladas en las partes alteradas, pero manteniendo la estructura foliada. La variación cromática corresponde únicamente a un espesor cercano a 1 mm, debajo del cual la roca se muestra inalterada.

De las muestras recogidas se separaron tres fracciones de colores: blanco, azulado y gris, resultando particularmente interesantes desde el punto de vista de los minerales secundarios de cuevas.

Una sección fina revela que la parte superficial de colores claros es de pocas décimas de milímetro de espesor, y como mantiene la estructura foliada de la roca, parece debida a sustitución de calcita y dolomita primaria por minerales de neoformación.

Por DRX se identifica hidroxilapatito en todas las muestras, junto a otros minerales: en la fracción blanca aparece koktaita [(NH₄)₂Ca(SO₄)₂.H₂O], en la azulada amonio-jarosita [(NH₄)₂Fe₆⁺³(SO₄)₄(OH)₁₂] y en la muestra gris halita [NaCl].

Tanto la amonio-jarosita como la koktaita resultan ser minerales nuevos identificados en el ambiente de cuevas (Hill & Forti, 1997). Ambos son muy solubles y usualmente se localizan en ecosistemas epigeos con condiciones evaporíticas, como en lagos salados, asociados con halita como también ocurre en este caso. La precipitación de estos minerales se debe a la coincidencia de varias circunstancias favorables. La selva tropical en la superficie, junto al guano de murciélagos dentro de la cavidad, aportan materia orgánica en descomposición a las aguas, lo que justifica la presencia de amonio y fosfato, pero igualmente acarrea los demás iones constituyentes de estos minerales.

El régimen de estaciones alternantes de lluvia y sequía hace posible que durante el período de lluvia, la porosidad de la roca, magnificada por la foliación a escala submilimétrica, se llene de agua, tanto por penetración capilar como por la percolación superficial a través de las paredes, para luego en la estación de sequía, ir evaporándose lentamente precipitando los minerales en la superficie rocosa. Probablemente los depósitos de estos minerales solubles tengan carácter estacional, desapareciendo durante el período de lluvia.

 

CONCLUSIONES

En la Cueva del Indio se evidencia que la zona de alteración formada en la interfase entre la roca caja y el depósito de guano que una vez existió en la cueva, es bastante compleja en términos mineralógicos, si bien no hay minerales nuevos, estos se hallan en combinaciones no previamente reportadas.

Las asociaciones mineralógicas identificadas en la Cueva Alfredo Jahn resultaron de interés excepcional, ya que de los cinco minerales identificados, tres de ellos, amonio-jarosita, koktaita y manganoberzelita, resultaron ser nuevos dentro de cuevas en el ámbito mundial. Tal variedad mineralógica se debe a las condiciones ambientales, meteorológicas e hidrogeológicas, que permiten la presencia de abundante materia orgánica en descomposición, procedente tanto de la selva tropical que cubre la zona, como del interior de la cueva a partir de guano de murciélagos. La alternancia de estaciones de lluvia y sequía hace que durante algunos meses la roca esté totalmente impregnada por agua, seguida de una etapa de evaporación.

En un futuro cercano se procederá a realizar estudios para tratar de explicar la procedencia del arsénico en uno de los minerales de la Cueva Alfredo Jahn.

 

AGRADECIMIENTOS

Se agradece a INPARQUES por haber permitido la recolección de las muestras. A Sebastián Grande, Rafael Carreño, Francisco Herrera y Carlos Bosque por sus útiles comentarios.

 

BIBLIOGRAFÍA

Buzio A. & P. Forti. 1994. Las pisolitas negras de la Cueva El Santuario, Santa Ana, estado Trujillo, Venezuela. Bol. Soc. Venezolana Espeleol., 28: 13-15.

Forti P. 1994. Los depósitos químicos de la Sima Aonda Superior y de otras cavidades de Auyán-tepui, Venezuela. Bol. Soc. Venezolana Espeleol., 28: 1-4.

Hill C. & P. Forti. 1997. Cave Minerals of the World. National Speleological Society, 2da. Ed., USA, 463 pp.

Pallarés M. 1982. Una ocurrencia de carbonato-hidroxilapatito en la Cueva del Indio (Mi.24), estado Miranda (Resumen). Acta Científica Venezolana, 33 (supl. 1): 143.

SVE – Sociedad Venezolana de Espeleología. 1970. Catastro Espeleológico Nacional. Mi.24 – Cueva del Indio. Bol. Soc. Venezolana Espeleol., 3(1): 28-29.

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Urbani F. 1974. Carsos de Venezuela. Parte 2: Calizas metamorfizadas de la Cordillera de la Costa. Bol. Soc. Venezolana Espeleol., 4(1): 15-38.

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----- 1995. Composición fisicoquímica de las aguas kársticas de la zona de Birongo – Capaya, estado Miranda. Bol. Soc. Venezolana Espeleol., 29: 1-6.

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----- 1997. Historia espeleológica venezolana. Parte 8. Gaspar Marcano (1850-1910). Vicente Marcano (1848-1891). Exploraciones del Ing. Juan de Dios Montserrate en 1894. Bol. Soc. Venezolana Espeleol., 31: 37-52.

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-----, J. Silva & R. Sánchez. 1989. Reconocimiento geológico de la región de La Sabana - Cabo Codera - Capaya, D.F. y Miranda. Memorias VII Congr. Geol. Venezolano, Barquisimeto, 1: 223-244.

Uzcátegui R. 1996. Mineralogía de los mármoles de la Cueva Alfredo Jahn, Birongo, estado Miranda. El Guácharo, Soc. Venezolana Espeleol., Caracas, 38: 4-9.

Tabla 1. Composición química y mineralógica de las cuatro muestras de la Cueva del Indio (Mi.24).

		Muestras
	1	2	3	4
Composición	química
SiO2	0,36	0,34	22,06	4,18
TiO2	0,00	0,00	0,43	0,03
Al2O3	0,05	0,07	10,35	0,75
Fe2O3	0,35	0,29	4,69	0,83
MnO	0,10	0,11	0,13	0,21
CaO	51,25	53,04	13,22	41,74
MgO	1,47	0,99	1,79	3,78
Na2O	0,27	0,11	0,40	0,22
K2O	0,11	0,05	1,72	0,11
P2O5	30,27	33,19	6,43	28,09
SO3	0,05	0,07	8,39	3,99
CO2	4,70	3,00	0,01	1,20
H2O(50-100°)	2,42	2,05	6,97	4,22
H2O(110-1000°)	8,59	6,69	22,61	9,62
Composición	mineralógica
Brushita	-	-	A	-
Calcita	Tr	E	-	S
Carbonato-apatito	D	D	-	D
Carbonato- fluorapatito	D	D	-	D
Cloroapatito	A	A	-	D
Fluorapatito	E	A	-	D
Yeso	-	-	D	Tr
Clorita *	-	-	Tr	-
Dolomita *	-	Tr	E	E
Feldespato *	-	-	E	-
Mica *	-	-	Tr	-
Cuarzo *	E	E	Tr	Tr
Smectita *	-	-	Tr	-

Abreviaturas= *: mineral residual/detrítico. D: dominante, A: abundante, E: escaso, Tr: trazas.

 

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