Sequence stratigraphy of upper paleogene to neogene sedimentary rocks exposed from Guánica bay to Guayanilla Puerto Rico

Abstract

Detailed stratigraphic columns were measured, analyzed in terms of sequence stratigraphy, and correlated to previous works to produce a sequence stratigraphic model for the upper Paleogene to Neogene carbonate rocks exposed from Guánica Bay to Guayanilla, Puerto Rico. Four depositional sequences and three sequence boundaries were found. Facies analysis of the first depositional sequence of the Juana Diaz Formation, exposed at both sides of Guanica Bay, suggest a left lateral displacement where the west side was deposited in a proximal environment and the east at a more distal environment. Sequence stratigraphic analysis at the west side of Guanica bay showed that Mid-Miocene carbonate sediments of the fourth sequence are uncomformably overlying the first depositional sequence. The Guanica bay east exposure contains all fourth sequences suggesting that displacement occur before deposition of the fourth sequence during the Neogene. The southwestern of Puerto Rico has been of great interest because of its exceptional Outcrops of the Ponce (Mid-Miocene) and Juana Díaz (Oligocene) Formations, and models from these studies are of great value for the analysis of potential hydrocarbon reservoirs.

Se midieron columnas estratigráficas detalladas, se analizaron en términos de estratigrafía secuencial y se correlacionaron con trabajos previos para producir un modelo de estratigrafía secuencial para los estratos del Paleógeno superior al Neógeno que se encuentran expuestos desde la Bahía de Guánica hasta Guayanilla, Puerto Rico. Se encontraron cuatro secuencias deposicionales separadas por tres límites de secuencia. Las tres primeras parasecuencias forman parte de la Formación Juana Díaz (Oligoceno al Mioceno temprano) y la cuarta de la Formación Ponce (Mioceno medio). El análisis de estratigrafía secuencial en el lado oeste de la bahía de Guánica mostró que los sedimentos carbonáticos del Mioceno medio de la cuarta secuencia están superpuestos sobre la primera secuencia deposicional en una disconformidad angular. El afloramiento en el este de la bahía de Guánica contiene las cuatro secuencias deposicionales, lo cual sugiere que el desplazamiento ocurrió antes de la deposición de la cuarta secuencia durante el Neógeno. Se produjo una curva del nivel del mar para el área de estudio y se comparó con la curva eustática global. Las primeras tres secuencias deposicionales no correlacionan con la curva eustática global, lo que sugiere que el tectonismo local afectó al noreste del Caribe durante el Oligoceno medio al Mioceno temprano. Esto concuerda con trabajos previos que sugieren sindeposición durante eventos tectónicos de ese tiempo. La cuarta secuencia deposicional del Mioceno medio se correlaciona con la curva eustática global, lo que sugiere estabilidad tectónica durante el Mioceno medio. El suroeste de Puerto Rico ha sido de gran interés debido a sus afloramientos excepcionales de las formaciones de Ponce (Mioceno medio) y Juana Díaz (Oligoceno) ya que los modelos derivados de estos estudios son de gran valor para el análisis de posibles reservorios de hidrocarburos.