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Transcripción

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
ANALISIS DE LA DEFORMACION Y MODELO ESTRUCTURAL BASADO
EN DATOS PALEOMAGNETICOS Y CINEMATICOS EN EL SECTOR SUR
DEL VALLE SUPERIOR DEL MAGDALENA (ANTICLINAL DE LA HOCHA).
PRESENTADO POR:
GIOVANNY JIMENEZ DIAZ.
CODIGO 194663
DEPARTAMENTO DE GEOCIENCIAS
MASTER EN GEOLOGIA
BOGOTA, COLOMBIA
JULIO DE 2008
ANALISIS DE LA DEFORMACION Y MODELO ESTRUCTURAL BASADO
EN DATOS PALEOMAGNETICOS Y CINEMATICOS EN EL SECTOR SUR
DEL VALLE SUPERIOR DEL MAGDALENA (ANTICLINAL DE LA HOCHA).
PRESENTADO POR:
GIOVANNY JIMENEZ DIAZ.
CODIGO 194663
DIRECTOR
JOSE AMRIA JARAMILLO Ph.D
CO-DIRECTOR
GERMAN BAYONA Ph.D.
TESIS CON EL FIN DE CUMPLIR LOS REQUISITOS OARA OPTAR AL
GRADO DE MASTER EN GEOLOGIA
DEPARTAMENTO DE GEOCIENCIAS
BOGOTA, COLOMBIA
JULIO, 2OO8
I
II
DEDICATORIA
Esta tesis está dedicada a mi familia, mis papas y mis hermanos, por estar
pendientes, por su apoyo, consejos y paciencia. A Germán Bayona por la
oportunidad de trabajar esta tesis, por su tiempo, enseñanzas, su paciencia. Al
profesor José María Jaramillo por su colaboración y sugerencias. ARES (por
todo lo que es y lo que representa, sus miembros y allegados).
A mis amigos que con apoyo y ejemplo me animaron durante este tiempo y
sobre todo a quienes me colaboraron en campo como Felipe Lamus y Albeiro
Lopez.
En las correcciones, sugerencias y aportes a Daniel Sierra y Alexis Rosero
porque sé del que gastaron tiempo haciéndolo.
En la fase de paleomagnetismo, a Cesar Silva, José Fernando Duque, Ricardo
Trindade Daniele Brant, Alejandro Salazar y Edwin Marin.
III
TABLA DE CONTENIDO
1.0 INTRODUCCION…………………………………………………… ..
1
1.1 Localización…………………………………………………………. 1
1.2 Problema……………………………………………………………..
3
1.3 Objetivos…………………………………………………………….
3
General………………………………………………………………….
3
Específicos……………………………………………………………...
3
1.4 Metodología……………………………………………………………
4
2.0 MARCO GEOLOGICO…………………………………………………
8
2.1 Tectónica…………………………………………………………… …
8
2.2 Estratigrafía……………………………………………………………
9
2.3 Geología estructural…………………………………………………
10
2.4 Antecedentes………………………………………………………….
11
3.0 RESULTADOS………………………………………………………..
16
3.1CARTOGRAFIA……………………………………………………….
16
3.1.1 Estratigrafía…………………………………………………………
17
3.1.2 Geología estructural………………………………………………
26
3.1.2.1 Dominio Norte Anticlinal de La Hocha………………………
26
3.1.2.2 Dominio Sur Anticlinal de la Hocha………………………….
30
3.1.2.3 Dominio Bloque yacente Falla San Jacinto…………………
34
3.1.2.4 Dominio Sinclinal de Tesalia………………………………….
36
IV
4.0 PALEOMAGNETISMO Y ANISOTROPIA…………………………
37
4.1 Fase 1………………………………………………………………….
41
4.2 Fase 2………………………………………………………………….
42
4.3 Anisotropía……………………………………………………………
48
5.0 CINEMATICA…………………………………………………………
56
5.1 Fracturas………………………………………………………………
56
5.2 Estrías………………………………………………………………….
63
5.3 Secciones estructurales……………………………………………
69
6.0 DISCUSION…………………………………………………………..
74
7.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………………….
78
8.0 BIBLIOGRAFIA……………………………………………………….
80
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Mapa de ubicación regional del (VSM) y las estructuras curvas
que se observan en este sector……………………………………………. 2
Figura 2. Marco tectónico regional del sector NW de Suramérica…… 7
Figura 3. Columna generalizada de la zona de estudio. ……………. . 8
Figura 4. Mapa geológico de la zona de estudio. ……………………… 12
Figura 4A. Convenciones generales……………………………………… 13
Figura 5. GJ 11. Formación Saldaña. …………………………………….. 14
Figura 6. GJ 450. Formación Caballos……………………………………. 14
Figura 7. GJ 220. Formación Villeta………………………………………. 15
Figura 8. GJ 228. Formación Monserrate………………………………… 15
Figura 9. GJ 62. Formación Guaduala…………………………………….. 16
V
Figura 10. GJ 423. Formación Palermo…………………………………… 16
Figura 11. GJ 102 Formación Bache. …………………………………….. 17
Figura 12. GJ 65 Formación Tesalia……………………………………… 18
Figura 13. GJ 31. Formación Tesalia ……………………………………... 18
Figura 14. GJ 110. La Formación Potrerillos y Formación Doima…… 19
Figura 15. GJ 102 Formación Honda……………………………………… 20
Figura 16. Mapa geológico del dominio Norte del Anticlinal
de La Hocha…………………………………………………………………… 21
Figura 17. Panorámica del bloque colgante y yacente de la Falla Buena
Vista ……………………………………………………………………………. 22
Figura 18. GJ365. Escarpe de la Formación Caballos ………………… 22
Figura 19. GJ290. Flanco Oeste del anticlinal de La Hocha………….. 23
Figura 20. GJ517. Flanco Oeste del anticlinal de La Hocha………….. 23
Figura 21. Mapa geológico del dominio Sur del
Anticlinal de La Hocha ………………………………………………………. 24
Figura 22. GJ156. Panorámica "splays" de la Falla San Jacinto……. 25
Figura 23. GJ 151. Panorámica …………………………………………… .26
Figura 24. GJ256. Panorámica …………………………………………….. 27
Figura 25. GJ 260. Capas de la Formación Monserrate………………... 28
Figura 26. GJ66, capas invertidas del la Formación Palermo……….. 28
Figura 27.GJ260. Valle formado por la Formación Guaduala………… 29
Figura 28. Elementos principales del campo geomagnético…………. 30
Figura 29. Mapa geológico con la ubicación de los sitios de muestreo
paleomagnético. ……………………………………………………………… 32
VI
Figura 30. Diagramas ortogonales de Zijderveld (1967) y diagramas de
decaimiento del Magnetismo Remanente Natural (MRN)……………… 35
Figura 31. Diagramas de igual área ilustrando la dirección media y su
círculo de confidencia para las cuatro componentes asiladas. …….. 37
Figura 32. Diagramas de igual área ilustrando la dirección media y su
círculo de confidencia para los sitios LH36 y LH39…………………… 38
Figura 33. Prueba de rumbo de Schwartz y Voo (1983)………………. 39
Figura 34. (A) ejemplo de una fabrica primaria en una roca sedimentaria y
la distribución de los ejes principales, con K3 vertical, K1 y K2 formando
una foliación magnética paralela a la estratificación…………………. 40
Figura 35. Mapa geológico con la ubicación de los sitios de muestreo para
el análisis de Anisotropía…………………………………………………… 41
Figura 36. Proyecciones estereográficas de los ejes principales del
elipsoide de susceptibilidad Magnética………………………………….. 42
elipsoide de susceptibilidad Magnética………………………………….. 43
elipsoide de susceptibilidad Magnética …………………………………. 44
elipsoide de susceptibilidad Magnética ………………………………..... 44
Figura 40. Mapa del dominio norte del Anticlinal de La Hocha. …….. 47
Figura 41. Mapa del dominio sur del Anticlinal de La Hocha ……….. 48
VII
Figura 42. Diagramas rosa de los planos de fracturas por formación de la
zona IX ……………………………………………………………………………49
Figura 43. Diagramas rosa de los planos de fracturas medidos para la
zona ………………………………………………………………………………49
Figura 44. Diagramas rosa de los planos de fracturas de
la zona XVI …………………………………………………………………… 49
Figura 45. Diagrama rosa de los planos de fracturas de
la zona VIII……………………………………………………………………... 50
Figura 46. Diagrama rosa de los planos de fracturas de la zona II….. 50
Figura 47. Diagrama idealizado del fracturamiento observado en los
dominios del Anticlinal de La Hocha. ……………………………………. 51
Figura 48. Diagrama de proyección de los planos de estrías medidos en la
Formación Saldaña …………………………………………………………..52
Formación Caballos ………………………………………………………….52
Formación Villeta …………………………………………………………….53
Formación Monserrate ………………………………………………………54
Figura 52. Diagrama de las proyecciones de los planos de estrías medidos
en el bloque yacente de la Falla San Jacinto ……………………………54
Figura 53. Diagrama de proyección de los planos de falla para las
formaciones Caballos, Villeta y Monserrate……………………………..55
Figura 54. Diagrama de proyección de los planos de falla medidos en las
formaciones Bache y Tesalia……………………………………………….55
VIII
Figura 55. Mapa geológico del Anticlinal de la Hocha y de los seis cortes
estructurales y tres secciones símicas……………………………………57
Figura 56. Sección estructural (1-1’)……………………………………….58
Figura 57. Sección estructural(3-3`)………………………………………..59
Figura 58. Sección estructural (5-5`)……………………………………….60
Figura 59. Sección estructural (6-6`) ………………………………………61
Figura 60. Mapa geológico de la zona de estudio donde se muestran cinco
zonas trasversales ……………………………………………………………63
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Parámetros estadísticos de los componentes aislados en cada
dominio estructural y en los dos laboratorios de paleomagnetismo… 33
Tabla 2. Parámetros estadísticos de las direcciones medias de los cuatro
componentes identificados en este estudio……………………………….36
Tabla 3. Cálculo de rotación relativa entre los dominios estructurales del
anticlinal de la Hocha. …………………………………………………………38
Tabla 4. Prueba de rumbo de Schwartz y Voo (1983). ………………….38
ANEXO 1: Mapa geológico escala 1:25.000
ANEXO 2: Secciones estructurales
IX
AGRADECIMIENTOS
Esta tesis solo fue posible realizarla gracias la colaboración de varias personas y
entidades.
German Bayona, José María Jaramillo, Andrés Fajardo, Alexis Rosero, Daniel Sierra,
Cesar Silva, Felipe Lamus, Daniele Brant y mis jurados calificadores, entre otros más.
Gracias a la Corporación Geológica ARES, Universidad Nacional, HOCOL,
INGEOMINAS, ACGGP, laboratorio de paleomagnetismo de la universidad de Buenos
Aires (UBA) y al laboratorio de paleomagnetismo de la universidad de Sao Paulo
(USP).
X
RESUMEN
En el sector sur del Valle Superior del Magdalena se encuentran estructuras
con variaciones en el rumbo de los ejes axiales (e.g., Anticlinal de La Hocha)
cuyo origen es aún desconocido. El objetivo de este trabajo es determinar el
origen de estas variaciones en las estructuras, mediante un análisis estructural
y paleomagnético. El control cartográfico y estructural permitió dividir el área
del Anticlinal de la Hocha en cuatro dominios: Dominio norte y sur del Anticlinal
de La Hocha, Bloque Yacente de la Falla San Jacinto y Sinclinal de Tesalia. El
dominio norte tiene una dirección N10W, mientras, el dominio sur una dirección
N30E; en estos dos dominios afloran rocas del Mesozoico. El Sinclinal de
Tesalia presenta una dirección aproximada NS y afloran rocas Cenozoicas. El
bloque yacente de la Falla San Jacinto se caracteriza por tener altos
buzamientos e inversión local de las unidades Cenozoicas. El análisis de
fracturas sugiere una relación directa entre la dirección del eje axial del pliegue
y las familias de fracturas. El análisis paleomagnético permitió definir cuatro
componentes magnéticas, de las cuales el componente aislado en rocas de la
Fm. Saldaña de posible edad Cretácico documenta rotaciones anti-horarias del
dominio sur con respecto al dominio norte del Anticlinal de la Hocha. Los
datos de fracturas, paleomagnetismo y cortes estructurales indican que las
variaciones en las curvaturas de los ejes axiales se deben a una configuración
previa de la cuenca y el Anticlinal de la Hocha es afectado por al menos dos
eventos de deformación; el primer evento asociado al crecimiento del Anticlinal
de La Hocha y el segundo a movimientos transpresivos en la Falla San Jacinto.
Palabras claves: Valle Superior del Magdalena, paleomagnetismo, Dominios
estructurales, La Hocha, San Jacinto.
XI
ABSTRACT
In the southern Upper Magdalena Valley, there are structures with changes in
the strike of fold axis (La Hocha anticline) which origin is unknown. The purpose
of this study is to determinate the origin of these local curvatures combining
structural and paleomagnetic analyses. Mapping and structural control permit to
identify four structural domains, named: (1) Northern La Hocha Anticline, (2)
Southern La Hocha Anticline, (3) San Jacinto fault footwall block, and (4)
Tesalia Syncline. The strike of the fold axis, where Mesozoic rocks crop out,
changes from N10W in the northern domain to N30E in the southern domain.
The fold axis of the Tesalia Syncline has a NS strike, and in this structure crops
out Cenozoic rocks. The footwall block of San Jacinto fault has high dips and
local inversion of Cenozoic units. Fractures analyses indicate a relationship
between fold axis and patterns fractures sets. Paleomagnetic analyses in the
Saldaña Formation documents counterclockwise vertical-axis rotation of the
southern domain with respect to the northern domain. Fractures, paleomagnetic
data and the analyses of structural cross sections indicate that (1) changes in
the fold axis may be related to a inherited configuration of the pre-Cenozoic
basin, and (2) the La Hocha anticline is affected at least by two deformation
phases; the first associated to the growth of La Hocha anticline and the second
related to transpression along the San Jacinto fault.
Key words: Upper Magdalena Valley, Paleomagnetism, structural domains, La
Hocha, San Jacinto.
XII
1
1.O INTRODUCCION
1.1 Localización
El área de estudio se encuentra ubicada en el sector sur del Valle Superior del
Magdalena (VSM) entre los municipios de Tesalia y Yaguará. Este bloque se
encuentra controlado al Este por la Falla de Chusma, la cual corresponde a una
falla inversa de alto ángulo que pone en contacto las unidades pre-Cretácicas
con unidades Cretácicas marinas. Al Este las principales fallas corresponden a
la Falla San Jacinto y Buena Vista, las cuales presentan una vergencia al Este
y corresponden a estructuras de escamación gruesa (despegues en la
Formación Saldaña). Hacia el sector Noreste de la zona de trabajo se
encuentran fallas inversas con vergencia al Este con despegues someros la
Formación Saldaña y que corresponderían a estructuras de escamación
delgada. Los pliegues en la zona son: El Sinclinal de Tesalia cuyo eje en el
sector sur tiene una dirección N40-45E, variando a una dirección N5W y
terminando al norte con una dirección N40-45E (Fig. 1). El Anticlinal de La
Hocha es una estructura con doble cabeceo; en el sector sur la dirección de su
eje axial es N30-40E, paralelo al trazo de la Falla San Jacinto, mientras en el
sector norte presenta una dirección N10W, oblicuo al trazo de la Falla de San
Jacinto (Fig. 1).
2
Figura 1. Mapa de ubicación regional del (VSM) y las estructuras curvas que se observan en
este sector. (Tomado y modificado de Morales et al. 2001, et al. 2002 y Corredor, 2005)
3
1.2 Problema
En el área de estudio los cambios de rumbo en los pliegues (Sinclinal de
Tesalia y el Anticlinal de La Hocha) tienen un origen desconocido. Estas
estructuras difieren en su geometría de otras estructuras cartografiadas en
bloques adyacentes, como la Falla de San Jacinto, las cual presenta un rumbo
rectilíneo. Por lo tanto se hace necesario realizar un estudio conducente a
investigar las causas del cambio de rumbo de los pliegues. De las anteriores
estructuras se ha seleccionado el Anticlinal de La Hocha, donde se encuentran
afloramientos de las formaciones Saldaña, Caballos y Villeta, cuyas
características estructurales y mineralógicas son propicias para un análisis
estructural y paleomagnético. Además, se cuenta con información sísmica de
propiedad de HOCOL, la cual se utiliza para definir el comportamiento de las
estructuras en profundidad.
1.3 Objetivos
General
Determinar los eventos de deformación (historia cinemática) y los mecanismos
que dieron origen a la inflexión del eje del Anticlinal de La Hocha.
Específicos
Realizar una revisión de la cartografía geológica a escala 1:25.000 en el sector
del Anticlinal de la Hocha y el bloque yacente de las Fallas San Jacinto y
Buena Vista con el fin de controlar contactos entre unidades y el trazo de la
falla, colectar muestras de paleomagnetismo, toma de datos cinemáticos,
indicativos de la dirección del transporte tectónico, pliegues, fallas y
fracturamiento entre otros.
Realizar un análisis cinemático con los datos colectados en la fase de campo,
analizar las familias de fracturas y las estrías de falla y su relación con
estructuras locales y regionales.
Determinar si hubo posibles rotaciones de bloques usando el vector de
declinación magnética e integrarlo con los datos obtenidos del análisis
cinemático.
Realizar 3 secciones estructurales usando la información de superficie y la
sísmica suministrada por HOCOL con el fin de entender la geometría de la
cuenca sedimentaria pre-existente (i.e., fallas pre-cretácicas) estratos de
crecimiento que indiquen la temporalidad de crecimiento de la estructura y la
geometría de las estructuras en profundidad.
1.4 Metodología
La metodología para el desarrollo de este estudio se realizó en las siguientes
etapas:
4
Trabajo de campo: Esta fase fue dividida en tres salidas de campo, dirigidas a
la cartografía geológica a escala 1:25000, toma de datos estructurales y
muestreo paleomagnético en las unidades aflorantes.
Salida de Campo I: Con una duración de 30 días, el objetivo de esta primera
fase fue realizar el control cartográfico del dominio sur del Anticlinal de La
Hocha y bloque yacente de la Falla San Jacinto. Se realizó el muestreo de la
fase 1 del análisis paleomagnético en el Anticlinal de La Hocha, bloque yacente
de la Falla San Jacinto y el Sinclinal de Tesalia. Este muestreo se enfocó a las
formaciones Saldaña, Caballos, Villeta, Guaduala, Bache y Potrerillos. Los
sitios de muestreo en esta fase se usaron con el fin de realizar la prueba del
pliegue y discordancia.
Salida de Campo II: Esta fase se llevo a cabo con duración de 20 días,
durante este tiempo se realizó la cartografía geológica del flanco W y en los
cabeceos norte y sur del Anticlinal de La Hocha.
Salida de campo III: Esta salida tuvo una duración de 20 días y se realizó con
el fin de complementar la información paleomagnética y cinemática en este
trabajo. La selección de los afloramientos y zonas de muestreo para la fase 2
del análisis paleomagnético se enfocó a los cabeceos y los flancos del
Anticlinal de La Hocha, en las formaciones Saldaña, Caballos y Villeta.
Muestreo y toma de datos estructurales: Los datos estructurales colectados
en campo fueron, rumbos y buzamientos, estrías, ejes de pliegues planos y
zona de falla a escala mesoscópica y fracturas, principalmente. La medición de
fracturas se enfocó en las unidades Saldaña, Caballos, Villeta y Monserrate. La
medición de datos estructurales en estas unidades se realizó de manera
sistemática usando una cuadricula de 1 m2; en donde se tomaran datos de
rumbo y buzamiento de las fracturas, espaciamiento, longitud, apertura,
rellenos y desplazamientos. Los datos colectados de estrías de falla se
pudieron medir en las formaciones Saldaña, Caballos, Villeta y Monserrate.
En cada sitio de muestreo paleomagnético se colectaron 6 a 10 núcleos
orientados con un corazonador portátil Pomeroy D026-C. En sectores de difícil
acceso se colectaron muestras de mano orientadas para ser procesadas en el
laboratorio. En niveles estratificados, las muestras se tomaron en diferentes
capas para promediar la dirección magnética de la variación secular del campo
magnético.
Trabajo de laboratorio
Proceso de desmagnetización progresiva: Por cada sitio se prepararon al
menos 8 corazones estándar (2.4 cm. de diámetro por 2.2 cm. de alto) para
determinar los diferentes componentes magnéticos del magnetismo remanente
natural (MRN) y aislar el componente de alta estabilidad. En el laboratorio de la
Universidad de Buenos Aires (Argentina) se desmagnetizaron al menos 6
especímenes por sitio utilizando un desmagnetizador por altas temperaturas
ASC y un magnetómetro criogénico 2G Enterprices con una sensibilidad de
10 -11 A/m. Por el método de campos alternos (CA) se aplicaron los siguientes
campos: 0.3, 5.0, 0.75, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 105, y 120
5
mT, midiendo el MNR en cada paso. Por el método térmico se calentó la
muestra a 100, 200, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 580, 600, 620, 640, 660,
680, 690, y 700º C, midiendo el MNR y controlando la susceptibilidad
magnética (K) en cada paso para monitorear la creación de nuevos minerales
magnéticos a altas temperaturas.
En el laboratorio de la Universidad de Sao Paulo (Brasil) se desmagnetizaron
ocho sitios de la Formación Saldaña y un sitio de la Formación Caballos,
usando el método (CA) aplicando los campos 2.5, 5.0, 7.5, 10, 12.5, 15, 20, 25,
30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 y 100 mT, midiendo MRN en cada paso.
Anisotropía: El análisis de la anisotropía de la susceptibilidad magnética
(ASM) se realizó con muestras colectadas en la salida de campo III (Fase 2 de
paleomagnetismo), en las formaciones Saldaña, Caballos y Villeta. Se
analizaron 14 sitios, 7 sitios en cada dominio del Anticlinal de La Hocha. Para
cada sitio se analizaron 6 especímenes. En cada núcleo orientado se midió la
susceptibilidad magnética en un eje rotando el núcleo con el fin de obtener una
medida en tres ejes perpendiculares. Este procedimiento se realizó en un
equipo Kappa bridge en la Universidad de Sao Paulo (Brasil).
Análisis de resultados.
Paleomagnetismo: Los componentes de magnetización fueron calculados
utilizando el método de análisis de componentes principales de Kirschvink,
(1980) y con la ayuda de diagramas ortogonales de desmagnetización de
Zijderveld (1967). Las direcciones medias de cada sitio, así como la dirección
media por unidad litológica se calcularon utilizando los métodos estadísticos de
Fisher (Fisher, 1953). La edad relativa de los eventos de magnetización se
estableció por las pruebas de pliegue, conglomerados y discordancia. Para la
prueba de pliegue se utilizo el método de incremento de la inclinación por
corrección de buzamiento (McFadden y Reid, 1982), y la significancia de la
prueba siguió el criterio de McElhinny (McElhinny, 1964). El muestreo de
paleomagnetismo permitió controlar localmente las unidades aflorantes en el
sinclinal de Tesalia.
Anisotropía: Los datos de anisotropía fueron procesados en el programa libre
Anisoft 2, donde se analizaron seis especímenes de cada sitio de muestreo los
cuales fueron integrados para definir el elipsoide de susceptibilidad. La
interpretación de los datos de anisotropía se llevo a cabo teniendo en cuenta la
litología, posición estructural y los parámetros del elipsoide. Estas tres
características permiten explicar y entender la forma de la trama mineral y su
fábrica magnética. La interpretación de los datos se lleva a cabo en dos
gráficas integradas, la primera en una proyección estereográfica donde se
muestra la posición de los ejes principales del elipsoide y la segunda muestra
el grado de anisotropía y el parámetro de forma.
Cinemática: Para el análisis de fracturas el Anticlinal de La Hocha se dividió en
subzonas, teniendo en cuenta estructuras menores que causan variaciones en
los estilos estructurales, en cada dominio estructural. Las direcciones de las
familias de fracturas para cada Formación se relacionaron con la dirección del
6
eje del pliegue en cada dominio estructural. Se graficaron diagramas rosa de
los planos de fracturas usando el programa TectonicFP, los planos de fracturas
fueron analizados sin corrección estructural con el fin de observar su relación
con el eje del pliegue. Los planos estriados y planos de falla medidos en campo
fueron graficados y analizados en el programa TectonicFP. Las 3 secciones
estructurales en el Anticlinal de La Hocha fueron construidas a partir de los
datos estructurales colectados en la cartografía y en la información sísmica y
de pozo suministrada por HOCOL S.A.
2.0 MARCO GEOLOGICO
2.1 Tectónica Regional
La esquina noroccidental de Suramérica está localizada en un sector de triple
convergencia entre las placas Caribe, Nazca y Suramérica. La Placa Caribe
tiene un movimiento E-SE, mientras que la Placa de Nazca tiene un
movimiento en dirección al E y el norte de los Andes corresponde a un bloque
con movimiento al NE, respecto a una Placa Suramericana estática. Esta
convergencia de placas en el sector NW de Suramérica crea una zona de
deformación continental definida por cabalgamientos en dirección NE-SE y
fallas de rumbo. (Gómez, 2001, Corredor, 2003 y Cortes et al 2005) (Fig. 2).
La historia tectónica de Colombia corresponde a diferentes fases de
deformación, que originaron el levantamiento de tres cordilleras, La cordillera
Oriental, Central y Occidental (Cortes et al 2005). El basamento Colombiano
puede ser dividido en tres zonas separadas por mega-suturas (1) al E el
Macizo de Guyana, (2) La provincia central definida por las cordilleras Oriental,
Valle del Magdalena (donde se encuentra la zona de estudio) y la parte Este
de la Cordillera Central y (3) al Oeste afloran rocas con afinidad de la corteza
oceánica acrecionada al continente (Cooper et al. 1995) (Fig. 2) La falla de
Romeral es el límite entre rocas de afinidad continental al Este y rocas de
afinidad oceánica al Oeste (Barrero, 1979; Gomez, 2001). La acreción de
bloques de corteza oceánica de edad Cretácico Superior dan origen al
levantamiento de la Cordillera Occidental (Barrero, 1979). Diferentes fases de
deformación han actuado en la provincia central, los pulsos de levantamiento
de la Cordillera Oriental inician en el Paleógeno y finalizan en el PliocenoPleistoceno con una fase de mayor deformación, caracterizada por la inversión
de antiguas fallas normales (Cooper 1994, Cortes et al 2005).
Ramón y Rosero, (2006) definen el VSM como una cuenca intermontana
genéticamente relacionada con los límites de la cordilleras Central y Oriental,
en la cual han actuado varios pulsos de levantamiento y subsidencia. El VSM
puede ser dividido en dos sub-cuencas hacia el norte la cuenca de Girardot y
hacia el sur la cuenca de Neiva, donde se encuentra la zona de estudio.
7
Figura 2. Marco tectónico regional del sector NW de Suramérica (Tomado de Corredor, 2005).
2.2 Estratigrafía de la Subcuenca de Neiva en el VSM
De acuerdo a Velandia et. al (2001) y Marquínez et. al (2002) el área de
estudio se encuentra dentro de un bloque afectado al N-NW por el sistema de
falla de Chusma, la cual pone en contacto rocas plutónicas, volcánicas y
metamórficas con las unidades sedimentarias del VSM. Hacia el Este la zona
de estudio está limitada por la Falla San Jacinto. Según Velandia et. al (2001),
la secuencia estratigrafía del VSM (FIG. 3), se encuentra conformada por rocas
ígneas intrusivas y volcánicas del Triásico-Jurásico. Asociadas a los límites del
Valle del Magdalena con las cordilleras, afloran rocas sedimentarias marinas
Cretácicas del Aptiano al Maastrichtiano hacia los piedemontes y rocas
sedimentarias continentales del Cenozoico hacia la parte central. Extensos
depósitos cuaternarios de origen aluvial, fluvio-glacial, volcánico y
volcanoclástico, conforman parte de esta región.
8
Figura 3. Columna generalizada de la zona de estudio, indicando la posición estratigráfica de
los niveles de despegue de las fallas y los contactos entre unidades. (Modificada de Velandia.
et. al. 2001)
2.3 Geología estructural del área de estudio
En general en esta zona se encuentran tres sistemas de fallas. El primero
asociado a una escamación gruesa, con despegues profundos en la Formación
Saldaña. El segundo corresponde a una escamación delgada, con despegues
someros en la Formación Saldaña y según Marquínez et. al (2002) y Amézquita
y Montes, (1994) con despegues que involucran rocas Cretácicas. El tercer
sistema presenta despegues en la Formación Guaduala y se presenta al norte
de la zona de estudio HOCOL-ARES, (2007).
Las dos principales fallas de la zona son las Fallas de San Jacinto y Buena
Vista, las cuales tienen una vergencia hacia el Este (Fig 4). Estas dos fallas
tienen un despegue en la Formación Saldaña y corresponden al sistema de
fallas de escamación gruesa. Las fallas de Teruel y Pedernal son estructuras
con vergencia hacia el Este y con un despegue somero en la Formación
Saldaña, indicando un sistema de fallas de escamación delgada. Fallas
inversas con vergencia al Oeste están presentes en el flanco Oeste del
Anticlinal de La Hocha afectando las unidades Jurásicas y Cretácicas.
9
Dos pliegues regionales al norte del río Páez presentan variaciones en el
rumbo de su plano axial. El Sinclinal Tesalia involucra rocas del Paleógeno y
en el núcleo se presenta el Grupo Honda. Esta estructura parece continuar
hacia el sur del río Páez por debajo de las terrazas aluviales y afectar también
las rocas del Cretácico (Marquínez et. al, 2002). El Anticlinal de La Hocha, se
encuentra limitado al Este por la Falla de San Jacinto y al Oeste por el Sinclinal
de Tesalia. En el sector sur es un pliegue apretado con el flanco Este
localmente invertido, El flanco Oeste se encuentra afectado por fallas inversas
con vergencia Oeste. Hacia el norte es una estructura amplia con buzamientos
moderados. Los cierres en el sector norte y sur del Anticlinal de La Hocha son
simétricos. Esta estructura también presenta variaciones importantes en la
dirección de rumbo en su eje, además, presenta en el núcleo la discordancia
de la Formación Caballos sobre la Formación Saldaña.
2.4 Antecedentes
Varios autores han definido eventos deformativos que han afectado el área de
estudio. Los estudios realizados en el área en su mayoría han sido enfocados
hacia la prospección de hidrocarburos.
Beltrán y Gallo (1968) sugieren que la sub-cuenca de Neiva en el (VSM), es el
resultado de varios eventos compresivos. La deformación en la zona es postGuaduala y pre-Chicoral (Eoceno temprano?), definida por cabalgamientoplegamiento, pero la principal deformación ocurrió post-Honda y post-Gigante
(Mioceno tardío).
Anderson (1972). Realizó un estudio estratigráfico del Grupo Gualanday en el
(VSM), en la subcuenca de Neiva. Realizó un conteo de clastos de
conglomerados con el fin de diferenciar las unidades, propuso tres tipos de
clastos y su abundancia. (1) clastos de chert presentes en todos los niveles
conglomeráticos, siendo el más abundante, (2) Clastos de cuarzo los cuales se
presentan en los niveles medio (Fm Tesalia) y superior (Fm Doima) y (3)
Clastos volcánicos y metamórficos los cuales están presentes hacia los niveles
conglomeráticos superiores (Fm Doima).
Macia et al (1985) realizaron un estudio enfocado al análisis del basamento
económico en el Valle Superior del Magdalena. Definieron dos fases
importantes de deformación, en el Mesozoico temprano, se caracteriza por
fallamientos normales que generan un graben, mientras en el Cenozoico inicia
una fase de compresión que levanta sectores del la Cordillera Central, Oriental
y (VSM) alcanzando la máxima compresión en el Plioceno Superior.
Posteriormente en el Pleistoceno? hay una disminución en la actividad
tectónica que genera basculamientos de bloques al Este del VSM.
Benavente y Burrus (1988) describen pulsos de deformación asociados a
fallamientos de rumbo en las subcuencas de Neiva y Girardot. Proponen que
estos movimientos han actuado desde el Eoceno hasta el presente y son el
resultado de movimientos diferenciales de bloques cabalgantes.
10
Amézquita y Montes (1994) reportan dos cinturones de plegamiento y
cabalgamiento, El Maco y Río Saldaña. El primer cinturón corresponde a una
cobertura de piel gruesa y registra una actividad contemporánea con el Grupo
Gualanday, mientras el segundo cinturón corresponde a una cobertura de piel
delgada y una actividad contemporánea con la Formación Doima. Amézquita y
Montes (1994) y Caicedo y Roncancio (1994) sugieren que las unidades del
Gualanday son unidades sin-orogénicas.
Fabre (1995) presentó las características geológicas de tres sub cuencas en el
sur del VSM, (al sur de la zona de estudio). Tectónicamente define para el VSM
las siguientes 4 fases, la primera en el Eoceno Tardío controlada por
cabalgamientos (Falla La Plata); la segunda en el Oligoceno también dominada
por cabalgamientos (Falla San Jacinto); la tercera en el Mioceno tardíoPlioceno definida como la principal fase de deformación, con estructuras con
dirección N40E y por ultimo en el Plioceno tardío–Presente, en la cual se
encuentran movimientos de rumbo (Falla de Algeciras), que generaron
estructuras en flor positiva y cuencas de transtensión (Pull Apart basins).
De Freitas (2000) presentó la evolución en el conocimiento geológico del VSM
y los problemas geológicos que existen en la región. Describió dos tipos de
cabalgamientos que ocurren en el VSM, Tipo I donde la Formación Villeta se
encuentra en el bloque colgante y el miembro medio de esta formación es
interpretado como un despegue. El Tipo II (Sub-Saldaña), donde las unidades
pre-Cretácicas se encuentran en el bloque colgante. En uno de los pozos en la
zona, sobre la falla de San Jacinto, se perforaron 7000 pies de la Formación
Saldaña lo que sugiere que la Falla de San Jacinto presenta un alto ángulo de
buzamiento; sin embargo, no se especifica su valor. Con base en la información
de pozos sugiere que la zona de Yaguara permaneció como un paleo-alto o que
fallas normales han afectado esta zona.
Morales et al (2001) realizaron la cartografía Geológica del bloque yacente de
la Falla San Jacinto, controlan el trazo de esta falla y describieron las unidades
Cenozoicas que afloran en este bloque estructural.
Blanco et al. (2002) realizaron una cartografía geológica a escala 1:50.000 en
los alrededores de los municipios de Iquira y Yaguará, al norte del área de
estudio. Con base en los datos colectados en campo y los cortes estructurales
propone un modelo cinemático con dos sistemas de fallas inversas con
vergencias al Este (Falla de Chusma) y al Oeste (Falla de Teruel), con
despegues en la Formaciones Jurásicas y en las Formaciones Cretácicas.
Propusieron un tensor de esfuerzos local para la zona cartografiada con una
dirección de compresión en dirección WNW-ESE.
Marquínez, et. al (2002) realizaron la cartografía del Anticlinal de La Hocha y el
Sinclinal de Tesalia. Reportaron estructuras regionales como la Falla de
Chusma y sugieren la presencia de una falla inversa en el flanco Oeste del
Anticlinal de La Hocha que afecta las unidades Mesozoicas.
11
Cortés et. al, (2005) en un estudio en el sector sur del Valle Medio del
Magdalena (VMM) muestran que el levantamiento del borde Occidental de la
Cordillera Oriental corresponde a diferentes pulsos tectónicos. El pulso ocurrido
durante el Maastrichtiano - Paleoceno tardío presenta una dirección de
compresión E-O a OSO – ENE. Una segunda fase de deformación, ocurrida
durante el Eoceno Temprano – Pleistoceno, presenta un campo de esfuerzos
con una dirección preferencial de compresión NO-SE a ONO – ESE.
Estudios de paleomagnetismo realizados en el VSM por Bayona et al, (2006)
establecen una diferencia entre los componentes magnéticos característicos
aislados en la Formación Saldaña (Triásico Superior-Jurásico Inferior) y en la
Formación Yaví (Aptiano) lo cual permitió utilizar las direcciones magnéticas
aisladas en la Fm Saldaña para postular posibles rotaciones asociadas a
eventos de extensión y la translación de terrenos en el Jurásico tempranomedio.
Jaimes y De Freitas (2006) usaron información geológica de la subcuenca de
Neiva, sísmica 3D y pozos con el fin de entender la evolución del campo
Balcon en el VSM y su relación con la geología regional. Estos autores
propusieron tres eventos compresivos-transpresivos en la zona. (I) El evento
“Mochica” en el Albiano-Cenomaniano. (II) El evento andino temprano de edad
Oligoceno tardío y (III) El evento andino tardío de edad Mioceno-Plioceno.
Ramón y Rosero (2006) con base en la interpretación de líneas sísmicas 2D,
en la subcuenca de Giradot, interpretaron las unidades conglomeráticas
Cenozoicas como unidades sin-orogénicas y reportaron tres eventos
deformativos que afectan esta región, (I) Paleoceno-Eoceno temprano
caracterizado por plegamientos y fallamiento con vergencia al W. (II) Oligoceno
tardío-Mioceno temprano también dominado por plegamientos y fallamiento con
vergencia al W, que afectan la subcuenca de Neiva y (III) Mioceno tardíoPlioceno evento de deformación asociado a la orogenia Andina.
Veloza et al. (2006). Realizaron una integración de datos estratigráficos,
estructurales, petrográficos, bioestratigráficos e información de pozo, con el fin
de interpretar la secuencia correspondiente al Cretácico Superior en las
subcuencas de Neiva y Giradot del VSM. En este estudio sugieren que el
contacto entre las formaciones Guaduala y Monserrate corresponde a una
paraconformidad.
12
3.0 RESULTADOS
3.1 CARTOGRAFIA
La cartografía geológica se realizó a escala 1:25.000 y se enfocó en el
Anticlinal de La Hocha, Flanco E del Sinclinal de Tesalia y bloque yacente de la
Falla San Jacinto (Fig. 4 y Fig. 4A).
Figura 4. Mapa geológico de la zona de estudio, donde se muestran los puntos de control
cartográfico y datos estructurales tomados en campo alrededor del Anticlinal de La Hocha.
Base topográfica 1:25.000. (Ver anexo 1, para detalle de la cartografía)
13
Figura 4A. Convenciones generales de los mapas geológico, paleomagnético, anisotropía,
secciones estructurales y zonas transversales realizados en este estudio.
3.1.1 Estratigrafía
En esta sección se presentan las litologías dominantes de las unidades
cartografiadas en este trabajo y se establece el comportamiento reológico de
esta unidad con respecto a la deformación identificada en superficie. Los
espesores de las unidades son discutidos en las secciones estructurales.
En el núcleo del anticlinal aflora la Formación Saldaña, compuesta
principalmente por tobas líticas, vítreo-cristalinas, macizas. En su mayoría la
Formación Saldaña se encuentra muy meteorizada y fracturada indicando su
carácter competente (Fig. 5). El contacto discordante con la suprayacente
Formación Caballos, se observó en el flanco Oeste del dominio norte, en los
cabeceos y localmente en el flanco Este del Anticlinal de La Hocha. En el
flanco Oeste hacia el sur del Anticlinal de La Hocha la Formación Saldaña se
encuentra en contacto fallado con la Formación Villeta, mientras que en el
flanco Este está en contacto fallado con unidades Cenozoicas (Fig. 4).
14
Figura 5. GJ 11. Formación Saldaña, dominio norte flanco Oeste del Anticlinal de La Hocha.
Tobas Líticas-cristalinas sitios de muestreo para análisis paleomagnético primera fase.
La Formación Caballos consiste de cuarzo areniscas de grano medio,
areniscas lodosas ferruginosas y lodolitas ferruginosas (alteración de niveles
glauconíticos según Florez y Carrillo, (1994)) hacia el tope (Fig. 6). En general
la Formación Caballos se encuentra fracturada con rellenos de óxidos,
indicando un carácter competente. Esta unidad se encuentra en contacto
normal con la suprayacente Formación Villeta y discordante con la infrayacente
Formación Saldaña.
Figura 6. GJ 450. Formación Caballos sector sur del dominio norte del Anticlinal de La Hocha.
Lodolitas ferruginosas al tope de esta formación, sitio de muestreo paleomagnético.
La Formación Villeta está constituida por calizas micríticas fosilíferas con
concreciones y shales silicios negros a grises. En el flanco Oeste del anticlinal,
hacia el tope de la formación se identifican niveles de lodolitas silíceas de color
crema (Fig. 7). La Formación Villeta aflora en ambos flancos del anticlinal de La
Hocha y en los cabeceos de la estructura, se encuentran pliegues en los
niveles finos de esta formación indicando un comportamiento incompetente. La
Formación Villeta infrayace en contacto transicional con la Formación
Monserrate.
15
Figura 7. GJ 220. Formación Villeta, cabeceo sur del Anticlinal de La Hocha. Lodolitas negras
de fisilidad media fracturadas, brújula al norte de escala.
La Formación Monserrate está constituida por cuarzo areniscas de grano fino a
medio principalmente con restos fósiles. Hacia la base de esta formación se
encuentran niveles de lodolitas a areniscas de grano muy fino de color crema,
hacia el sur se identificaron algunos niveles delgados de calizas dentro de la
secuencia arenosa (Fig. 8). Esta Formación se encuentra fracturada indicando
un comportamiento competente. La Formación Monserrate descansa sobre la
Formación Villeta en contacto normal y sobre ella descansa en
paraconformidad la suprayacente Formación Guaduala, Veloza et. al, (2006).
Figura 8. GJ 228. Formación Monserrate (Km), dominio sur flanco Oeste del Anticlinal de La
Hocha, suprayaciendo a la Formación Villeta (Kv). Escarpe formado por intercalaciones
arenosas y niveles finos.
La Formación Guaduala está compuesta a la base por niveles lodosos rojizosvioleta, moteados muy meteorizados (Fm San Francisco) y hacia el tope (Fm
Teruel) se encuentran niveles arenosos líticos intercalados con lodolitas rojizas
y grises (Fig. 9). Las areniscas están compuestas principalmente por chert e
intraclastos de lodos. Las areniscas presentan estratificación cruzada y en
artesa y localmente se encuentran lentes conglomeráticos de máximo 50 cm de
espesor compuestos de clastos de chert negro de máximo 5 mm de diámetro.
Los niveles inferiores lodosos de esta formación tienen un comportamiento
incompetentes evidenciados por zonas de cizalla en el bloque yacente de la
16
Falla San Jacinto y un comportamiento frágil en los niveles arenosos con
desarrollo de fracturas. La Formación Guaduala suprayace la Formación
Monserrate y su contacto en campo se controló por el cambio morfológico entre
estas dos formaciones. El contacto con la suprayacente Formación Palermo es
neto y disconforme.
Figura 9. GJ 62. Formación Guaduala, areniscas líticas de grano fino a medio. En este punto
plano estriado. Dominio norte flanco Este del Anticlinal de La Hocha.
La Formación Palermo está compuesta de clastos de chert, líticos
sedimentarios y cuarzo en menor proporción (Anderson, 1972; HOCOL-ARES,
2007). La Formación Palermo en general, presenta cuatro tipos de facies: (1)
facies de conglomerados con matriz lodosa, (2) conglomerados con una matriz
ferruginosa, (3) facies arenosas ligeramente líticas intercaladas entre los lentes
conglomeráticos y (4) lodolitas rojizas-crema moteadas intercaladas entre
lentes conglomeráticos (Fig. 10). En general las facies arenosas y
conglomeráticas presentan un desarrollo de fracturas indicando su carácter
competente. La Formación Palermo suprayace la Formación Guaduala y el
contacto con la suprayacente Formación Bache es transicional.
Figura 10. GJ 423. Formación Palermo, conglomerados compuestos principalmente de líticos
sedimentarios y chert. Sector norte del Anticlinal de La Hocha, bloque colgante de la Falla de
Pedernal.
17
La Formación Bache se caracteriza por ser una unidad con facies más finas
que las unidades infra y suprayacente. Hacia la base se encuentran areniscas
ferruginosas, areniscas ligeramente líticas color crema y lodolitas rojizas
moteadas nodulares (Fig. 11). Hacia el tope predominan bancos de
conglomerados con clastos de chert y cuarzo con espesores no superiores a 5
m. En general es una unidad con un comportamiento competente evidenciado
por el desarrollo de fracturas. La Formación Bache suprayace la Formación
Palermo y se encuentra en contacto transicional (escala métrica) con la
Formación Tesalia.
Figura 11. GJ 102 Formación Bache, niveles lodosos-arenosos moteados. Dominio Sinclinal de
Tesalia, sitio de muestreo paleomagnético.
La Formación Tesalia forma escarpes fuertes y se encuentra constituida
principalmente por bancos de conglomerados de espesor superior a 10 metros
con clastos de chert gris y cuarzo esférico lechoso denominados “huevos de
paloma” (Fig. 12). La matriz de estos conglomerados es arenosa ligeramente
lítica. En menor proporción se encuentran lentes arenosos y localmente lentes
lodosos intercalados con los conglomerados (Fig. 13). Esta unidad presenta un
desarrollo de fracturas que indican un comportamiento competente. La
Formación Tesalia suprayace la Formación Bache y el contacto transicional
(escala métrica) con la Formación Potrerillos se controló por el cambio
morfológico entre estas dos formaciones.
18
Figura 12. GJ 65 Formación Tesalia, compuesta por clastos de cuarzo redondeado “huevos de
paloma” y chert. Niveles arenosos ligeramente líticos. Dominio bloque yacente de la Falla San
Jacinto.
Figura 13. GJ 31. Formación Tesalia, intercalaciones de niveles conglomeráticos con niveles
finos. Foto mostrando capas invertidas con buzamientos (>70º). Dominio bloque yacente de la
Falla San Jacinto.
19
La Formación Potrerillos es una unidad blanda constituida por areniscas y
lodolitas color crema. En su mayoría se encuentra cubierta por vegetación y
suelos residuales que dificultan su descripción (Fig. 14). Los escasos
afloramientos se encuentran hacia los contactos con la infrayacente Formación
Tesalia y la suprayacente Formación Doima, en contacto neto.
La tercera unidad conglomerática corresponde a la Formación Doima, la cual
está compuesta por clastos de chert, líticos sedimentarios y cuarzo y se
diferencia de las formaciones Palermo y Tesalia por la presencia de líticos
volcánicos (Fig. 14). Localmente se encuentran algunos niveles arenosos pero
en general la Formación Doima está constituida únicamente por facies
conglomeráticas, con desarrollo de fracturas que indican un comportamiento
competente. La Formación Doima suprayace la Formación Potrerillos y se
encuentra en contacto neto con la suprayacente Formación Honda. Este
contacto se controlo localmente debido a los escasos afloramientos.
Figura 14. GJ 110. La Formación Potrerillos (Tmp) definida por el valle formado entre las
formaciones Tesalia (Tet) y Doima (Tmd). Formación Doima (Tmd) definida por el cerro con
escarpes continuos y buzamientos altos. Dominio Bloque yacente de la Falla San Jacinto.
Finalizando la secuencia estratigráfica en la zona de estudio se encuentra la
Formación Honda. Esta Unidad está constituida por paquetes de areniscas
verdosas de grano medio con un alto contenido de material volcánico en
afloramientos muy meteorizados (Fig. 15). Los afloramientos de la Formación
Honda se encontraron únicamente en el bloque yacente de la Falla San
Jacinto y en estudios previos se reportan algunos afloramientos en el Sinclinal
de Tesalia (Marquínez et al, 2002). La Formación Honda en la zona de estudio,
suprayace la Formación Doima y se encuentra en contacto erosivo con los
depósitos Cuaternarios del Rio Magdalena.
20
Figura 15. GJ 102 Formación Honda, depósitos con clastos volcánicos. Dominio bloque
yacente de la Falla San Jacinto.
3.1.2 Geología estructural
El control cartográfico permitió definir cuatro dominios estructurales
denominados. (1) Dominio norte del Anticlinal de la Hocha, (2) Dominio sur del
Anticlinal de la Hocha, (3) Dominio Bloque Yacente de la Falla San Jacinto y (4)
Dominio Sinclinal de Tesalia.
3.1.2.1 Dominio Norte Anticlinal de La Hocha.
El plano axial del Anticlinal de la Hocha en este dominio tiene un rumbo
aproximado N10W (Fig. 16), con cabeceos de similar pendiente hacia el norte y
el sur. El dominio norte está limitado al Este por la Falla San Jacinto la cual
corresponde a una falla inversa de alto ángulo (>60º). Esta falla en este sector
tiene un rumbo N30E aproximadamente y presenta variaciones en el salto
estratigráfico; pone en contacto las Unidades Saldaña-Guaduala, CaballosGuaduala, Villeta-Guaduala y Monserrate-Guaduala.
21
Figura 16. Mapa geológico del dominio Norte del Anticlinal de La Hocha, puntos y datos
estructurales donde se realizó el control cartográfico de las estructuras geológicas y unidades
aflorantes. Base topográfica 1:25.000 Convenciones ver figura 4A.
Hacia el norte la Falla Buena Vista, con dirección NS aproximadamente,
corresponde a una falla inversa con despegue en la Formación Saldaña y pone
en contacto la Formación Saldaña con la Formación Villeta. Hacia el sur la
Falla buena Vista disminuye su salto estratigráfico poniendo en contacto las
formaciones Caballos y Villeta (Fig. 17). En la transición entre las fallas San
Jacinto y Buena Vista se moldea una estructura sinclinal cuyos flancos afloran
las Formaciones Saldaña y Caballos. En el núcleo del sinclinal aflora la
Formación Villeta con una alta deformación evidenciada por pliegues menores
y variaciones en el rumbo de las capas.
El sistema de fallas de La Hocha en este sector fue definido con el fin de
explicar la presencia de la Formación Caballos en la cresta del Anticlinal de La
Hocha y de explicar el volumen de roca de la Formación Saldaña involucrado
en el flanco E del anticlinal. El difícil acceso a este sector no permitió controlar
22
su trazo en campo, sin embargo se interpreta como una falla inversa, con
despegue somero en la Formación Saldaña y presenta una vergencia al Este.
Las fallas de Pedernal y Teruel, con despegue somero en la Formación
Saldaña, tienen un rumbo N-S y están limitadas por un monoclinal en el bloque
colgante de la falla de Pedernal. Dentro de este monoclinal la Formación
Monserrate forma un escarpe continuo con buzamiento entre 20º y 30º al
Oeste, Mientras que la Falla de Teruel pone en contacto la Formación Villeta
con las diferentes unidades Cenozoicas del Grupo Gualanday.
Figura 17. Panorámica del bloque colgante y yacente de la Falla Buena Vista (GJ39). Valle
formado por la Formación Villeta y escarpe a la izquierda corresponde a la Formación
Monserrate.
El cabeceo norte del Anticlinal de La Hocha presenta un cierre simétrico
definido por la Formación Caballos. La Formación Villeta en este sector se
encuentra altamente deformada, formando pliegues anticlinales y sinclinales.
Los buzamientos en este sector son moderados a altos variando entre 40º y
70º al NE (Fig. 18).
Figura 18. GJ365. Escarpe de la Formación caballos en el cabeceo norte del anticlinal
El flanco Oeste del dominio norte del Anticlinal de La Hocha se encuentra
definido por las unidades Jurásicas y Cretácicas, con buzamientos suaves al
Oeste entre 20º y 40º (Fig. 19 y 20). Dentro de la Formación Villeta se
encuentran sectores deformados que causan variaciones en el rumbo de las
capas y localmente forma pliegues sinclinales. Tres fallas de rumbo sinextral
cortan el flanco Oeste del Anticlinal de La Hocha, afectando las formaciones
23
Villeta, Monserrate y Guaduala. Hacia el norte estas fallas presentan una
dirección EW, variando hacia el sur hacia una dirección NW. La Formación
Monserrate forma un escarpe continuo hacia el norte definiendo la dirección del
Anticlinal de la Hocha.
Afloramientos continuos de la Formación Caballos se encuentran en la cresta
del Anticlinal de La Hocha con rumbos muy variables. Este dominio finaliza
hacia el sur con un cierre simétrico con buzamientos moderados entre 20º y 30º
al SW dentro de la Formación Caballos.
Figura 19. GJ290. Flanco Oeste del anticlinal de La Hocha, se observan las formaciones
Saldaña (Js), Caballos (Kc) y Villeta (Kv).
Figura 20. GJ517. Flanco Oeste del anticlinal de La Hocha. Morfología de la unidades
Cretácicas, Caballos (Kc), Villeta y Monserrate.
24
3.1.2.2 Dominio Sur Anticlinal de la Hocha
Figura 21. Mapa geológico del dominio Sur del Anticlinal de La Hocha, puntos y datos
estructurales donde se realizó el control cartográfico de las estructuras geológicas y unidades
aflorantes. Base topográfica 1:25.000. Convenciones ver figura 4A.
El plano axial del Anticlinal de La Hocha en su domino sur tiene una dirección
N30E aproximadamente (Fig. 21). El cabeceo de la estructura hacia al sur es
de menor pendiente y las unidades cretácicas forman un cierre simétrico de la
estructura; mientras en el Norte, el cierre es más pronunciado. El dominio sur
del Anticlinal de La Hocha está limitado al Este por la Falla San Jacinto con
rumbo N30E y el sistema de fallas de La Hocha.
El trazo de estas dos fallas puede ser dividido en cuatro sectores de norte a
sur: (1) En el extremo norte la Falla San Jacinto pone en contacto a la
Formación Monserrate y Villeta con la Formación Guaduala (Fig. 21 y 22),
mientras el salto estratigráfico del sistema de fallas de la Hocha disminuye
hacia el norte.
25
(2) En el sector central la Falla San Jacinto se definió una cuña de deformación
que afecta a las formaciones Guaduala, Palermo, Bache y Tesalia. Esta cuña
está limitada al Oste por el sistema de fallas de La Hocha, poniendo en
contacto fallado a la Formación Saldaña con las unidades Cenozoicas, al Este
la cuña de deformación está limitada por la Falla San Jacinto colocando en
contacto fallado a las Unidades Cenozoicas y la Formación Villeta con la
Formación Guaduala y hacia el sur la está limitada por una falla de rumbo
dextral con dirección WNW (Fig. 23).
(3) Al sur de la cuña de deformación, la Falla San Jacinto pone en contacto la
Formación Villeta sobre la Formación Guaduala. Mientras el sistema de fallas
de la Hocha pone en contacto las formaciones Caballos y Villeta.
(4) En el cabeceo sur del Anticlinal de La Hocha y al norte de un sistema de
fallas transversal, la Falla San Jacinto pone en contacto a la Formación Villeta
sobre las unidades Cenozoicas más jóvenes aumentando el salto estratigráfico,
mientras el salto estratigráfico del sistema de fallas de la Hocha disminuye
hacia el sur. El flanco E del Anticlinal de La Hocha se caracteriza por ser un
flanco localmente invertido con capas verticalizadas con buzamientos mayores
a 50º.
Figura 22. GJ156. Panorámica "splays" de la Falla San Jacinto en la Formación Monserrate
(Km). Formaciones aflorantes en el bloque colgante de la Falla San Jacinto Formación
Caballos (Kc), Formación Villeta (Kv), Formación Monserrate (Km). Formaciones del Bloque
Yacente, Formación Guaduala y Formación Palermo (Tep).
26
Figura 23. GJ 151. Panorámica, donde se muestra El flanco E del anticlinal de La Hocha en el
dominio sur y en el centro la cuña de deformación que afecta las unidades del Cenozoico,
Palermo (Tep), Bache (Teb) y Tesalia (Tet). (A) contactos entre las unidades aflorantes
Saldaña (Js), Caballos (Kc), Villeta (Kv), Monserrate (Km), Guaduala (Ktg) y Palermo (Tep),
(B) imagen sin interpretar.
El flanco Oeste del dominio sur del Anticlinal de La Hocha se encuentra
afectado por la falla de cabalgamiento de Las Mesitas con vergencia al Oeste
afectando las formaciones Saldaña, Caballos y Villeta. Hacia el norte La Falla
Las Mesitas pone en contacto fallado a las formaciones Saldaña y Caballos y
hacia el sur pone en contacto a las formaciones Saldaña y Villeta (Fig. 24) y
finalizando en el sur con un contacto fallado entre las formaciones Caballos y
Villeta. Se definió localmente un contacto fallado entre las formaciones
Caballos y Villeta, asociado con la Falla Las Mesitas; además se definió un
pliegue sinclinal curvo asociado a esta falla.
27
Figura 24. GJ256. Panorámica mostrando el contacto fallado entre las formaciones Saldaña
(Js) y Villeta (Kv) y la Formación Monserrate (Km) en contracto trancisional con la Formación
Villeta (Kv)
En el flanco Oeste dos fallas de rumbo sinextral con dirección aproximando EW corta las unidades Villeta, Monserrate y Guaduala, con un patrón similar al
observado en el dominio norte (Fig. 21). En este mismo flanco se define el eje
de un pliegue sinclinal dentro de la Formación Villeta con rumbo NE. Los
buzamientos en este flanco no superan los 60º, en su mayoría las capas buzan
al WNW (Fig. 25), con zonas de rumbos caóticos asociados a la falla Las
Mesitas. El cabeceo sur de este dominio se encuentra altamente deformado
con fallas dentro de la Formación Villeta que afectan localmente la Formación
Monserrate.
Una Falla transversal con rumbo NW-SE, causa variaciones en el estilo
estructural del cabeceo sur del Anticlinal de La Hocha. Al norte de esta falla se
observa a las formaciones Villeta y Monserrate afectadas por el sistema de
Falla de La Hocha y la Falla Las Mesitas y con buzamientos moderados (20º30º) al SE. Al sur de esta estructura las formaciones Villeta y Monserrate
presentan buzamientos mayores (30º-50º) al WNW. Se encuentran pliegues
menores dentro de la Formación Villeta.
La Falla transversal NW-SE, Además causa variaciones en el estilo estructural
del bloque yacente de La Falla San Jacinto. Al sur de esta falla se observan
pliegues menores en la Formación Bache y capas con buzamientos menores a
35º.
28
Figura 25. GJ 260. Capas de la Formación Monserrate (Km) con buzamientos moderados al
WNW, niveles inferiores de la Formación Guaduala (Ktg).
3.1.2.3 Dominio bloque yacente Falla San Jacinto
Este dominio estructural presenta un rumbo N30E paralelo al trazo de la Falla
San Jacinto, afloran las formaciones Guaduala, Palermo, Bache, Tesalia,
Potrerillos, Doima y Honda. Este dominio está limitado por una falla trasversal
con rumbo NW, al norte de esta falla el bloque yacente de la Falla San Jacinto
presenta buzamientos superiores a 70º e inversión de capas a lo largo del
rumbo (Fig. 24, 25 y 26). Al sur de la falla transversal los buzamientos son
menores a 40º y se encuentra un pliegue anticlinal definido en la Formación
Bache
Figura 26. GJ66, capas invertidas del la Formación Palermo (Tep), En el valle la Formación
Bache (Teb) y al Este capas verticalizadas de la Formación Tesalia (Tet). Capas normales
(paletas sin relleno) y capas invertidas (paletas con relleno)
3.1.2.4 Dominio Sinclinal de Tesalia
El control cartográfico de este dominio se enfocó al flanco E del sinclinal donde
afloran las Formaciones Guaduala, Palermo y Bache. Es un dominio de
buzamientos moderados a bajos hacia el W-SW cuyo ángulo no supera los 40º
(Fig. 27). En su mayor parte se encuentra cubierto por pastos y suelos
29
residuales y los mejores afloramientos se encuentran hacia el tope de la
Formación Guaduala y en la Formación Palermo. La Formación Bache se
encuentra cubierta por vegetación y la Formación Tesalia forma escarpes
superiores a 50 metros que dificultan el acceso a los afloramientos (Fig. 27).
Figura 27.GJ260. Valle formado por la Formación Guaduala (Ktg), variando al Oeste a
escarpes más pronunciados de las formaciones Palermo (Tep) y Bache (Teb), Finaliza la
secuencia al Oeste con el escarpe más fuerte de la Formación Tesalia (Tet).
30
4.0 PALEOMAGNETISMO Y ANISOTROPIA
4.1 Paleomagnetismo
4.1.1 Fundamento teórico del paleomagnetismo
La dirección fósil del campo magnético registrada en minerales ferromagnéticos
(e.g., hematita, magnetita) se registra en un vector que tiene una intensidad F y
una dirección que comprende los valores de declinación (D, ángulo con
respecto al norte geográfico en un plano horizontal) e inclinación (I, ángulo con
respecto a la horizontal) (Figura 28).
Figura 28. Elementos principales del campo geomagnético: (D) Declinación – medida con
respecto al norte; (I) Inclinación – es el ángulo con respecto a la horizontal del vector total del
campo magnético F. La inclinación es negativa (positiva) si el vector apunta hacia arriba (abajo)
(McElhinny y McFadden 2000).
El estudio de magnetismo fósil consiste en determinar la secuencia de eventos
de magnetización que una roca ha tenido y los minerales que llevan el registro
de magnetismo fósil. La magnetización medida en una roca (MRN) es definido
por un vector. El proceso de desmagnetización permite descomponer el vector
en varios componentes (o vectores) de magnetización. Pruebas de campo
(e.g., prueba de pliegue, discordancia) establece la edad relativa de los eventos
de magnetización.
Es necesario aislar el componente correspondiente a magnetizaciones
primarias (adquiridas durante la formación de la roca) o secundarias
(adquiridas posterior a la formación de la roca). Con base en este análisis de
componentes se pretende determinar el tiempo relativo de deformación y
asociar los valores de declinación obtenidos para las componentes primarias o
secundarias a dichos eventos de compresión. La relación entre la declinación
magnética y rumbo del eje de la estructura en cada dominio estructural
permitirá definir el mecanismo que da origen a la curvatura de los pliegues. Si
existe una relación directa entre la declinación y el rumbo estaría apoyando una
hipótesis de rotación de bloques. Por el contrario, si no existe ninguna relación
31
entre las declinaciones magnéticas y el rumbo de la estructura estaría
apoyando la hipótesis, de una configuración de la cuenca pre-existente
El análisis paleomagnético se realizó en dos fases de muestreo y análisis. La
primera fase se desarrollo en los laboratorios de Ingeominas-Bogotá y en los
laboratorios de la Universidad de Buenos Aires, enfocado a las unidades
Mesozoicas y Cenozoicas (Fig. 29). La segunda fase se desarrolló en los
laboratorios de la Universidad de Sao Paulo para muestras de la Formación
Saldaña (Fig. 29 y Tabla 1).
32
Figura 29. Mapa geológico con la ubicación de los sitios de muestreo paleomagnético. Los
círculos rojos corresponden al muestreo de la fase 1. Los círculos azules corresponden al
muestreo realizado en la fase 2. Mapa complementado en el sector del Sinclinal de Tesalia con
la información cartográfica de Marquínez et. al (2002). Detalles de convenciones ver figura 4A.
33
Tabla 1. Parámetros estadísticos de los componentes aislados en cada dominio estructural y
en los dos laboratorios de paleomagnetismo. N/n= Especímenes total/especímenes utilizados
para el cálculo de la media, DB/B= dirección de buzamiento/ángulo de buzamiento, Dec=
Declinación, Inc= Inclinación, k= parámetro de precisión de Fisher (1953), a95= ángulo medio
de confidencia al 95% alrededor de la dirección media. Ver texto para explicación de las
correcciones estructurales.
Sitio
LH1&2
Capa
N/n
Componente
(DB/B)
DOMINIO NORTE ANTICLINAL
FLANCO W
7/6
b
Saldaña
75/5
7/5
c
7/1
d
Capas
267/39
Caballos
Unidad
LH3
LH4
Caballos
Caballos
LH5
Caballos
LH6&7
Villeta
6/5
6/2
6/3
6/3
4/4
4/3
7/4
7/5
LH44 Fm. Saldaña
267/39
267/39
267/39
255/27
292/28
292/28
292/28
150/20
150/20
150/20
Cabeceo Norte
50/36
50/36
50/36
50/38
50/38
50/38
LH33 Fm. Saldaña
LH46 Fm. Saldaña
LH47 Fm. Saldaña
LH17
Caballos
6/6
LH18
Saldaña
7/5
FLANCO E
73/32
116/44
DOMINIO SUR ANTICLINAL
FLANCO W
6/4
b
332/42
6/4
c
Capas
Caballos
6/6
LH9
Caballos
LH36 Fm. Saldaña
LH38 Fm. Saldaña
LH39 Fm. Saldaña
LH15
LH31
LH32
Saldaña
Capas
Caballos
Saldaña
Saldaña
8/7
8/8
8/8
Guaduala
Guaduala
Bache
Potrerillo
LH13
Potrerillo
LH14
Baché
3
100
20
120 mT
120 mT
100mT
Dec
SIN CORRECCION
Capa Correccion 2
Correccion 1
Inc
k
a95
Dec
Inc Saldana Dec
Inc
5.6
23
14.3
17.1
47.8
-2
84.45
38.98
7.3
12.4
352.5
335.5
11.8
18.6
49.6
9.2
11.4
92.7
292.5
167.9
52.7
356.7
359.4
300.9
93.4
96.5
100.1
97.4
123
107.9
4.4
-47.8
21.3
4.4
-36.8
-3.1
23.4
37.1
16.9
25
26.7
44.1
17.1
20
113.25
49.56
88.82
371.27
186.56
24.94
49.12
23.13
2.34
18.66
7.66
1.56
1.7
13.25
7.2
5.5
36.3 90.8
13.2 291.5
6.4 172.7
6.7
60.1
25.2
358
13.2 344.2
16.2 290.6
113
87.4
13.2 89.1
29.5 93.7
180 108.6
180 124.3
35.3 110.8
12.5
-9.2
-14.3
9.1
-2.8
-2.6
28.4
15.3
43
51.5
53.8
30.3
-0.8
4.7
22.8
339.4
290.7
204.2
248.1
263.4
11.1
42.4
47.2
-3.1
1.1
9.7
2.98
4.38
285.43
124.89
5.6
7.49
180
67.9
14.8
6
31.1
29.9
21.3
0.5
335.3
199.7
252.9
274.9
-20.9
23.6
52.1
30.7
36.9
39.8
60mT-450ºC9120-660ºC 14.4
-0.2
350ºC
9450
100
580ºC
150
600ºC
600
660ºC
0
2mT - 600º
9
130mT
0-3mT
50ºC-39m
640-25mT 680ºC-9039
0
12mT
15
60 mT
60
9070
0
12.5 mT
12.5
20mT
25
9025
0
15
50
0
20
60
15mT
25mT
9060
20mT
60mT
9070
72.53
7.9
10.3
-16.2
172.3
8.7
80.7
8.6
150
580ºC
136
70mT-540ºC9070-600ºC 16.4
29
25.9
11.72
17.39
28
18.9
125.7
23.9
11.6
6.2
0
9mT
85/44
66/13
111/44
358/21
26/38
OBSERVACIONES
Laboratorio
15
44.3
-4.8
Campo actual
Saldaña-Cretacico
Saldaña- Jurasico
Buenos Aires
Buenos Aires
Buenos Aires
84.1
84.4
87.7
108.8
129.4
110.7
30.8
39.4
42
-13.7
-43.3
-39.3
Pre-pliegue
Posible reverso de b2
Direccion intermedia ?
Reverso pre-pliegue?
Componente viscoso
Pre-pliegue
Campo actual
Dirección intermedia (=b2)
Componente viscoso
intermedias
intermedias
Componente viscoso
intermdias
intermedias
26.8
0.3
341.7
191.3
290
309.8
-39.8
2.6
32.2
68.2
54.1
42.4
Componente viscoso
intermdias
Saldaña-Cretacico
Componente viscoso
intermedias
intermedias
125.5
30.3
-13.3
25.1
Intermedio - muy disperso
Saldaña-Cretacico
10
13.8
-3.1
-27.1
Campo actual
Saldaña- Jurasico
Buenos Aires
121.7
127.2
349.1
314.8
61.8
237.6
230.5
220.3
39.5
-1.8
-29.2
-15.6
-25.1
9.9
33.5
37.9
Campo actual
intermedias
intermedias-indefinidas
componente viscoso
intermedias
intermedias
componente viscoso
intermedias
intermedias-indefinidas
Buenos Aires
Sao Paulo
31.8
32.6
Componente viscoso
Campo actual
Saldaña-Cretacico
Buenos Aires
36.5
19.5
-73.8
20
149
3.9
-50.1
30.2
componente viscoso
Dirección intermedia
Saldaña-Cretácico
Componente viscoso
Dirección intermedia
Saldaña-Cretácico
Buenos Aires
119.5
7.9
2.7
66.5
34.5
Campo actual
Campo actual
Bloque yacente Falla San Jacinto
componente viscoso
intermedias
intermedias
Buenos Aires
Buenos Aires
Buenos Aires
Sao Paulo
Buenos Aires
Buenos Aires
Buenos Aires
Buenos Aires
6.5
26.4
13.5
157/29
Buenos Aires
Buenos Aires
Sao Paulo
Sao Paulo
Sao Paulo
Sao Paulo
Campo actual
Buenos Aires
Componente viscoso
Buenos Aires
9-100
110mT
30mT-200º
9130
16
8.1
29.5
6.3
47.58
61.42
13.5
11.8
13.2
26
-23
-45
600
o
30
0
2.5
30
0
15
30
680ºC
30mT
9060
2.5mT
25mT
9030
15mT
30mT
9100
349.4
87.3
119.6
342.2
313.4
41.6
240
267.2
275.9
10
13.3
-13.1
-1
18.5
-31.9
25.2
26.4
32
103.13
24.07
40.47
3.27
119.43
1.75
11.94
18.21
15.9
6.6
19.1
12.2
180
11.3
107
23.1
18.4
19.8
350.7
78.1
120.1
345
313.6
59.3
243.1
267.5
275.1
-16.7
44.7
21.5
-26.8
-9.4
-31.7
-6.4
-9.5
-3.9
0
12mT
329.6
3-0
20mT-300º 12.2
70mT-450 9120-580 6.1
10.1
0.9
-12.2
10.14
17.13
9.9
19.9
13.8
18.5
68.2
62
23.9
37.3
2mT-250ºC 11.1
20mT-540º 71.2
9120
315.6
5mT-300ºC 348.2
100mT
96.6
9100
304.7
8.7
0.6
9.4
50.2
9.3
7.9
11.38
33.92
115.75
4.21
18.4
55.69
23.7
13.3
8.6
42.4
22
12.4
66.1
314.8
-15.1
50.4
93.5
298.8
-21.8
47.6
400-39mT 346.8
660ºC
349.2
9.2
7.3
34.21
801.28
13.3
3.2
329.5
336.8
-45.6
44.9
233.2
305.1
355.5
51.8
15.1
22.1
0.94
24.5
1.36
180
15.8
126
164.9
319.8
35.5
36.4
75.3
39.9
640ºC
353.3
20mT-200º 346.7
13.9
34.7
25.78
25.85
24.8
24.8
346.8
330.2
11.9
27
Campo actual
Campo actual
341
10.3
35.1
23.3
8.23
92.19
34.1
26.3
334.4
2.8
11.4
9.7
Campo actual
Pre-pliegue
00mT-500º 357.8
3-0
100mT-300ºC9100-620ºC 3.4
500
640ºC
211.1
9.9
-0.4
31.9
16.41
7.7
39.71
19.5
35.4
14.8
14.5
4.5
174.6
7.8
1.6
34.8
Campo actual
Pre-pliegue
Anómala
157/29
334/66
c
b
c
a
b
c
a
b
c
311/34
290/35
290/35
320/28
320/28
320/28
271/36
271/36
271/36
FLANCO E
135/75
135/130
5/5
5/5
5/4
5/5
5/4
5/4
Capas
Caballos
8/5
LH16
Villeta
4/4
LH30
Villeta
6/0
LH19
Bache
LH43 Fm. Saldaña
LH10A
LH10B
LH11
LH12
c
b
c
Hasta
73/32
Capas
Saldaña
a
b
c
a
b
c
a
7/4
7/5
LH8
c
b1
b2
c
a
b
b
b2
a
b
c
a
b
c
Desde
64/76
64/76
a
b
c
Capas Invertidas
a
0-100
b
15-450
c
120mT
a
0
b
15
c
50mT
275/8
315/55
50/68
50/68
Sao Paulo
Sao Paulo
Buenos Aires
137/41
20/69
196/44
102/86
120/61
120/61
120/61
DOMINIO SINCLINAL
FLANCO E
3/3
264/28
3/3
264/28
6/0
302/34
6/4
305/28
6/2
FLANCO W
6/5
95/86
6/4
6/4
100/51
b
c
0-3mT
600
a
b
c
0
5
30
c
a
500
80-0
b
c
100
350ºC
a
c
b
5mT
30mT
9025
580ºC
9540
158.2
128.7
65.6
Buenos Aires
Buenos Aires
34
4.1 Fase 1.
En esta fase de paleomagnetismo se analizaron 22 sitios de muestreo, en los
laboratorios de la Universidad de Buenos Aires (Tabla 1) distribuidos en las
formaciones Saldaña, Caballos, Villeta, Guaduala y Bache. Estos sitios se
encuentran en los dominios norte y sur del Anticlinal de La Hocha, bloque
yacente de la falla San Jacinto y bloque sinclinal de Tesalia (Fig. 29). En esta
fase fue posible aislar 5 componentes.
Un primer componente fue aislado a muy bajas coercividades (<12 mT) o
temperaturas (<250 ºC), con direcciones muy dispersas e inconsistentes entre
sitios. Estas direcciones se consideraron como componentes de magnetización
viscosos. Un componente con direcciones in situ hacia el norte e inclinaciones
positivas fue aislado en un total de 12 sitios que incluyen ambos dominios del
anticlinal en las formaciones Saldaña, Caballos y Villeta; y en el dominio
sinclinal en las formaciones Guaduala y Potrerillos. El rango de
temperaturas/coercividades de desbloqueo es muy variable, y en algunas
muestras alcanza hasta los 130 mT (componente b en Fig. 30A y 30B) o los
660ºC (componente c en Fig. 30C). La dirección media calculada para este
componente es paralela a la dirección del campo actual, lo cual se confirma por
la dispersión de estas direcciones al horizontalizar las capas por el buzamiento
de los estratos del Cretácico (corrección 1) (Tabla 2, Fig. 31A).
Otros tres componentes de magnetización fueron aislados en tres dominios
estructurales y son considerados como los componentes característicos. Un
primer componente se diferenció en cinco sitios y en las formaciones Caballos
y Potrerillo. La temperatura de desbloqueo varia entre 350-660ºC o con
coercividades hasta 130 mT; en algunos casos este componente se identificó
desde el último punto de desmagnetización hasta el origen (componente c en
Fig. 30D). Al realizar la corrección 1 estas direcciones se agrupan mejor y con
una dirección hacia el norte con inclinaciones someras indicando un evento de
magnetización pre-pliegue (Tabla 2, Fig. 31B). En los seis sitios de la
Formación Saldaña se aislaron las otras dos componentes características con
desbloqueo por campos alternos hasta los 120 mT y por temperaturas hasta los
600ºC; en la mayoría de los casos este componente va desde el último punto
de desmagnetización hasta el origen (componente c en Fig. 30B, 30C y 30D)
Después de efectuar las dos correcciones estructurales un componente aislado
en 5 sitios se agrupa en direcciones al NE con inclinaciones positivas (Tabla 2),
mientras la segunda dirección presente inclinaciones negativas y solo se aisló
en el sitio LH8 (Tabla 2), (Fig 31D). El tiempo de magnetización para estos dos
componentes es inferido al comparar estas direcciones con las obtenidas en
estudios paleomagnéticos en el norte del VSM (Bayona et al., 2006). El
componente con dirección noreste e inclinaciones positivas es de posible edad
Cretácica, ya que la inclinación positiva indica una posición al norte del ecuador
magnético.
Esta componente se denomina Saldaña-Cretácico.
Por el
contrario, la dirección con inclinación negativa correspondería a un evento de
magnetización Jurásico, como se ha reportado en otras unidades de edad
Jurásico Inferior-Medio (Bayona et al., 2006). Este otro componente se
denomina Saldaña-Jurásico (Fig. 31D).
35
4.2 Fase 2.
La segunda fase del análisis paleomagnético se realizó en 8 sitios de la
Formación Saldaña, en los Laboratorios de la Universidad de Sao Paulo (Tabla
1) distribuidos en los dominios norte y sur del Anticlinal de La Hocha. En esta
fase se aislaron 3 componentes. El componente “a” corresponde a
coercividades bajas (<15 mT) (Fig. 30E y 30F) el cual en su mayoría presenta
altas dispersiones y estaría relacionado con el componente viscoso y del
campo actual (Fig. 30). El componente “b” con coercividades intermedias (1560 mT) (Fig. 30E y 30F) es un componente con mejor agrupamiento que podría
corresponder a magnetizaciones cretácicas?.
Figura 30. Diagramas ortogonales de Zijderveld (1967) y diagramas de decaimiento del
Magnetismo Remanente Natural (MRN) representativos indicando los componentes aislados
para las unidades analizadas en los diferentes dominios estructurales. El rango de
temperatura/coercividades se indica en ambos gráficos. (A) Formación Saldaña dominio sur
flanco E. (B) Formación Saldaña dominio sur flanco W. (C) Formación Caballos Dominio sur
flanco W. (D) Formación Caballos Dominio sur flanco W, (E) Formación Saldaña Dominio Sur
flanco W y (F) Formación Saldaña Dominio Sur flanco E.
36
El componente “c” con coercividades altas (>60 mT hasta el origen) (Fig. 30E,
30F y 31C) indica direcciones diferentes a las arriba mencionadas. Al realizar
las dos correcciones estructurales con el fin de horizontalizar las capas de la
Formación Saldaña en general se encuentran 3 direcciones. Un componente
presenta una dirección hacia NE con inclinaciones positivas el cual al
integrarlo con los resultados de la Fase 1 nos permite concluir que corresponde
a un componente característico de posible edad Cretácica (Fig. 31C y Tabla 2).
Las otras dos direcciones observadas para este componente después de las 2
correcciones estructurales, en el sitio LH36 se oriental al SE dificultando su
interpretación (Fig. 32). En el sitio LH39 se orientan al SW con inclinaciones
positivas (Fig. 32) el cual podría corresponder a un reverso magnético del
componente Jurasico aislado en la fase 1.
Tabla 2. Parámetros estadísticos de las direcciones medias de los cuatro componentes
identificados en este estudio.
Componente
Unidad
Campo actual
todas, excepto Fm. Bache
Pre-pliegue
Caballos-Potrerillos
Sitios o especimenes (N/n)
sitios= 22/12
sitios=16/5
SIN CORRECCION
Dec
Inc
k
a95
357.9
356.8
16.2 23.96
4
5.3
9.1 sin corrección
20.8 corrección 1
1.8
0.8
3.9 29.63
2.4 62.33
14.3 sin corrección
9.8 corrección 1
OBSERVACIONES
Saldaña-Cretácico
LH1&2-LH18
Dominio Norte
Saldaña
LH46
Saldaña
LH15-31-32
Dominio Sur
Saldaña
Saldaña-Jurásico
LH1&2-LH-8
Saldaña
LH1&2-LH-8
Localización
N=2.5 W=75.6
sitios= 2/2
especimenes=14/10
sitios=1/1
especimenes=2/6
sitios= 4/3
especimenes=24/16
333.6
3.3
30.8
sitios= 6/2
especimenes= 13/5
8.1
26
13.8
Paleopolo (VGP)
Paleolatitud
Fm. Saldaña en
Localización
Olaya Herrera
N=3.84 W=75.41
(Bayona et al., 2006)
9.1 42.9 7.54 16.9 sin corrección
0.6 34.9
6 19.3 corrección 1
20.7 35.6
13 12.5 corrección 2
290.7 47.2 285.4 14.8 sin corrección
335.3 52.1 285.4 14.9 corrección 1
341.7 32.2 285.4 14.10 corrección 2
Paleopolo (VGP)
Paleolatitud
5.3
71.6
50.6
1.71
1.85
1.92
33.2 sin corrección
30.4 corrección 1
29.2 corrección 2
6.3 61.42 11.8 sin corrección
-45 61.42 11.8 corrección 1
-27.1 61.42 11.8 corrección 2
Lat
Long A95
68.3 216.8
9.2
media error norte
error-sur
-14.3 -7.6
-22
Lat
Long A95
82.6 105.4
9.7
media error norte
error-sur
-3.6
3.3
-10.8
37
Figura 31. Diagramas de igual área ilustrando la dirección media y su círculo de confidencia
para las cuatro componentes asiladas y después de cada corrección estructural. (A)
Componente campo actual. (B) Componente pre-pliegue. (C) Componente Saldaña de
probable edad Cretácico y (D) Componente Saldaña de edad Jurasico.
38
Figura 32. Diagramas de igual área ilustrando la dirección media y su círculo de confidencia
para los sitios LH36 en azul que corresponde a una dirección indefinida y LH39 en verde la cual
corresponde a una dirección de un reverso magnético del componente Saldaña Jurasico.
Usando las direcciones del componente “c” aislados en los dominios norte y
sur del Anticlinal de La Hocha se graficó la variación del rumbo respecto a la
variación de la declinación magnética (Fig. 33, Tabla 3 y 4). La grafica obtenida
muestra una alta dispersión de los datos indicando que no hay una relación
directa entre las dos variables.
Por lo tanto el análisis paleomagnético permite sugerir que el mecanismo que
causa la curvatura del Anticlinal de La Hocha corresponde a una geometría o
configuración de la cuenca preexistente.
Tabla 3. Cálculo de rotación relativa entre los dominios estructurales del anticlinal de la Hocha.
El cálculo del error de la declinación y la diferencia de los valores de error entre sitios sigue los
procedimientos especificados en Demarest (1983).
DOMINIO ESTRUCTURAL
Dominio Norte
Dominio Dur
D
Derr
28.5
12
13.9
10.9
ΔD
ΔDerr
I
34.8
28.9
-16.5
Ierr
ΔI
ΔI err
11.4
9.5
17.6
-5.9
14.8
Tabla 4. Prueba de rumbo de Schwartz y Voo (1983). (D`) valor de referencia de la
declinación tomado de la dirección media de la Fm. Yaví en Bayona et al. (2006), (D)
declinación del sitio. El cálculo del error de la declinación y la diferencia de los valores de error
entre sitios sigue los procedimientos especificados en Demarest (1983). (R`) rumbo regional
de referencia es el rumbo del Valle Superior del Magdalena (0º), (R) rumbo de las capas de la
Formación Caballos en el sitio de muestreo (ver Tabla 1).
SITIO
LH1-2
LH18
LH15
LH31
LH32
LH46
D'
5.2
5.2
5.2
5.2
5.2
5.2
D'err
9.7
9.7
9.7
9.7
9.7
9.7
D
26.4
30.3
19.5
7.9
3.9
342
Derr D-D'
17.3 21.2
20.9 25.1
22
14.3
9.2
2.7
14.3 -1.3
14.7 -23.2
Derr-D'err
19.8
23
24
13.3
17.3
17.5
R'(2) R
0º 357
0º 343
0º
45
0º
47
0º
47
0º 320
R-R'
-3
-17
45
47
47
-40
39
Figura 33. Prueba de rumbo de Schwartz y Voo (1983) para el componente Saldaña de
probable edad Cretácico. Ver datos de entrada en la Tabla 4. Este diagrama muestra una
alta dispersión de la declinación para valores similares del rumbo (resultado negativo de la
prueba). Lo anterior sugiere que la causa de la curvatura del pliegue esta probablemente
relacionado a la configuración previa de la cuenca.
4.3 Anisotropía
4.3.1Fundamento teórico de la anisotropía
La susceptibilidad magnética es definida como el grado de magnetización de
un material, en respuesta a un campo magnético. La susceptibilidad magnética
es adimensional y es definida por la formula:
K = H/M
Donde:
M = Magnetización (A/m)
k = Susceptibilidad Magnética
H = Campo Magnético (A/m)
La anisotropía de la susceptibilidad magnética (AMS) está definida como la
variación en el grado de magnetización a los largo de los ejes magnéticos
principales dentro de una muestra de roca. Si la susceptibilidad (k) es
anisotrópica, entonces puede ser espacialmente representada por el elipsoide
de susceptibilidad definido por
los ejes principales k1 (máximo), k2
(intermedio) y k3 (menor) (Tarling y Hrouda. 1993).
40
Las fábricas magnéticas primarias son las adquiridas por las rocas
sedimentarias o volcánicas durante su depositación. Teniendo en cuenta que la
depositación de calizas, lodolitas y rocas volcánicas, presentan un flujo muy
bajo, las fabricas magnéticas se caracterizan por tener un eje menor (K3)
vertical y una foliciación magnética paralela a la estratificación, definida por los
ejes mayor (k1) e intermedio (K2) (Fig. 34). En rocas depositadas en ambientes
fluviales, las fábricas primarias presentan un desarrollo de lineaciones
orientadas con la dirección de las corrientes (Tarling y Hrouda. 1993).
Eventos de deformación sobre las rocas modifican estas fábricas primarias
causando lineaciones o fábricas tectónicas orientadas con las estructuras
(Tarling y Hrouda. 1993). Por esta razón esta técnica permite obtener
elipsoides de susceptibilidad magnética que pueden ser relacionados con
elipsoides de deformación.
Km = (k1+k2+k3)/3. Este parámetro define una susceptibilidad promedio para
cada muestra.
Pj = Exp {2(lnk1-(lnk1*lnk2*lnk3)1/3)2 + (lnk2-(lnk1*lnk2*lnk3)1/3)2 + + (lnk3(lnk1*lnk2*lnk3)1/3)2}1/2. Este parámetro define el grado de anisotropía en la
muestra, teniendo en cuenta su variación a lo largo de los tres ejes principales
(Fig. 34).
T = (2lnk2-lnk1-lnk3)/ (lnk1-lnk3). Este parámetro define la forma de la trama
mineral y varia de -1 a 1. (-1) indica una forma alargada, (0) indica formas
esféricas y (1) con formas de discos (Fig. 34).
Figura 34. (A) ejemplo de una fabrica primaria en una roca sedimentaria y la distribución de los
ejes principales, con K3 vertical, K1 y K2 formando una foliación magnética paralela a la
estratificación (modificado de (Tarling y Hrouda. 1993)). (B) Grafica del parámetro de forma (T)
y el grado de anisotropía (Pj), indicando formas de discos con anisotropía intermedia a alta.
41
Para el análisis e interpretación del elipsoide de susceptibilidad magnética se
integran los gráficos de las orientaciones de los ejes principales K1, k2 y k3 y
el gráfico de T y Pj para cada uno de los sitios analizados (Fig. 35). Para el
Anticlinal de La Hocha se encuentran las siguientes características:
Figura 35. Mapa geológico con la ubicación de los sitios de muestreo para el análisis de
Anisotropía de la susceptibilidad magnética, los cuales corresponden a los círculos azules de la
fase II del muestreo paleomagnético. Detalle de convenciones ver figura 4A.
42
Dominio Norte:
En este dominio estructural se trabajaron siete sitios, en los cuales fue posible
identificar tres formas o tramas minerales usando los gráficos de T y Pj.
Cuatro sitios presentan tramas minerales elongadas en la Formación Saldaña
en los sitios LH47 y LH44 (Fig. 36), en la Formación Caballos en el sitio LH40
(Fig. 37) y en la Formación Villeta en el sitio LH42 (Fig. 37). Tres sitios
presentan forma de esfera-discos, en la Formación Saldaña en los sitios LH36
y LH46 (Fig. 36) y en la Formación Villeta en el sitio LH45 (Fig. 37).
Para este dominio estructural las formas de la trama mineral y la disposición de
los ejes del elipsoide de anisotropía y su relación con su estructura muestran
que uno de los siete sitios muestran una anisotropía relacionada con las
fábricas primarias (LH33) con el eje K3 cercano a la vertical indicando
condiciones de depósito. En los sitios LH46 y LH47 en el cabeceo norte, la
forma del elipsoide muestra una relación con el plano de la Falla Buena Vista
indicando una fábrica tectónica. Tres de los sitios presentan un lineamiento
paralelo a sub-paralelo a la dirección de acortamiento (LH40, LH42, LH44 y
LH45).
Figura 36. Proyecciones estereográficas de los ejes principales del elipsoide de susceptibilidad
Magnética y relación entre los parámetros T y Pj los cuales indican la forma de la trama
mineral. Este diagrama corresponde a muestras de la Formación Saldaña tomadas en el
dominio norte del Anticlinal de La Hocha para los sitios LH46, LH47, LH33 y LH44.
43
mineral. Este diagrama corresponde a muestras de la Formación Villeta en los sitios LH45 y
LH42 y de la Formación Caballos en los sitios LH40. Muestreo realizado en el dominio norte del
Anticlinal de La Hocha.
Dominio Sur.
De los siete sitios analizados dos presentan una trama mineral elongada. El
sitio LH43 en la Formación Saldaña en el flanco E (Fig. 38) y el sitio LH35 de la
Formación Villeta (Fig. 39). Dos sitios presentan una forma esférica en la
Formación Saldaña en los sitios LH38 y LH39 (Fig. 38) y tres sitios presentan
una forma de discos en la Formación Villeta para los sitios LH34 y LH48 (Fig.
39) y Formación Caballos para el sitio LH37 (Fig. 39).
Seis de los siete sitios analizados en este dominio estructural presentan una
forma asociada a la fábrica primaria, foliación paralela a sub-paralela con el
rumbo de las capas con un eje K3 vertical (sitios LH34, LH35, LH38, LH39 y
LH48. El sitio LH43 presenta una forma elongada paralela al plano de la Falla
San Jacinto indicando una fabrica tectónica.
44
mineral. Este diagrama corresponde a muestras de la Formación Saldaña tomadas en el
dominio sur del anticlinal de La Hocha para los sitios LH38, LH39 y LH43.
mineral. Este diagrama corresponde a muestras de la Formación Villeta en los sitios LH35 y
LH48 y a la Formación Caballos en los sitios LH34 y LH37. Muestreo realizado en el dominio
sur del anticlinal de La Hocha.
45
El análisis de la anisotropía de la susceptibilidad magnética muestra tres tipos
de tramas minerales (1) tramas tectónicas, (2) tramas primarias y (3) tramas
secundarias o paralelas a la dirección de transporte tectónico. Los sitios
ubicados en el flanco Este (sitio LH43) y cabeceo norte del anticlinal (sitios
LH46 y LH47) presentan una trama mineral elongada asociado con planos de
falla, indicando que son afectados tectónicamente.
Las fábricas primarias son más evidentes en el dominio sur donde se
identificaron en seis sitios del flanco Oeste, mientras que en el dominio norte se
identificó en un sitio (LH33), el cual se ubica hacia el sur de este dominio. Esta
trama mineral primaria se caracteriza por un eje K3 vertical y una foliación
paralela al rumbo de las capas. La trama mineral primaria indica una pobre
deformación en el flanco Oeste, aun en sitios cercanos a la Falla las Mesitas
del flanco Oeste. En los sitios de muestreo de las formaciones Saldaña,
Caballos y Villeta del dominio norte en el flanco Oeste, se definieron tramas
minerales anómalas que corresponden a elongaciones con el K1 orientado
paralelo a la dirección de transporte tectónico, esta trama mineral puede ser
interpretada teniendo en cuenta que una de las direcciones predominantes de
fracturamiento en estas unidades estudiadas es E-W, con rellenos de óxidos,
los cuales podrían afectar o controlar la trama mineral orientándola en la misma
dirección (ver siguiente sección).
El análisis de (ASM) en las unidades Mesozoicas aflorantes del Anticlinal de La
Hocha permitió definir 3 fabricas magnéticas. (1) fabricas magnéticas primarias,
(2) Fabricas tectónicas asociadas a los planos de las fallas San Jacinto y
Buena Vista y (3) lineaciones magnéticas en flanco Oeste del dominio norte del
Anticlinal de La Hocha, Estas lineaciones presentan un elipsoide de anisotropía
orientado E-W, paralelo a la dirección de acortamiento.
46
5.0 ANALISIS DE FRACTURAS Y ESTRIAS
5.1 Fracturas
Una fractura en una roca es una superficie donde se ha perdido cohesión. Si no
hay un desplazamiento observable en la fractura se llama diaclasa y si el
desplazamiento es observable se llama falla. Las fracturas comúnmente
ocurren en familias compuestas por miembros paralelos a subparalelos. La
información obtenida de las diferentes familias de fracturas ayuda a definir la
historia de deformación que ha ocurrido en una zona, lo cual es sumamente
importante para el análisis tectónico regional (Ramsay y Huber. 1987).
Es común encontrar familias de fracturas relacionadas geométricamente a
pliegues. Una forma de relacionar las fracturas con los pliegues es definir las
fracturas que son paralelas al los ejes de los pliegues y cuales cortan los ejes
axiales. Las mediciones en estas regiones plegadas podrían ayudar a
determinar si las fracturas fueron formadas pre, durante o post plegamiento.
Muchas superficies de fracturas presentan irregularidades en las superficies
que se deben a variaciones locales en el campo de esfuerzos como
consecuencia de la anisotropía de la roca y se asume que las fracturas son
debidas a esfuerzos de tensión (Ramsay y Lisle. 2000). La comparación de
familias de fracturas entre los dominios estructurales del Anticlinal de La Hocha
permitirá definir si las familias de fracturas en cada dominio estructural no
guardan ninguna relación, indicando eventos compresivos con variaciones en
la dirección del transporte tectónico (rotación de bloques). Si hay similitudes en
las orientaciones de las fracturas indicaría, al menos dos eventos de
compresión con una dirección similar en el transporte tectónico (configuración
de la cuenca preexistente).
Con el fin de determinar la relación entre el fracturamiento y las estructuras
cartografiadas, se realizó una subdivisión del anticlinal en 24 zonas. Esta
subdivisión tiene en cuenta los cabeceos de la estructura, la cresta del
anticlinal, fallas de rumbo, flancos de la estructura, pliegues menores, litologías
entre otros.
5.1.1 Dominio Norte del Anticlinal de La Hocha
Este dominio estructural fue dividido en doce zonas distribuidas en los flancos,
la cresta y el cabeceo del anticlinal (Fig. 40). Estas zonas se definieron
teniendo en cuenta estructuras menores como las fallas trasversales presentes
en las formaciones Villeta y Monserrate o cambios en el dominio de
buzamientos. Al analizar el fracturamiento fue posible integrar algunas zonas
del flanco Oeste y del sector sur de este dominio.
47
Figura 40. Mapa del dominio norte del Anticlinal de La Hocha. Este dominio fue subdividido en
doce zonas para el análisis de fracturas de acuerdo a la posición en cada estilo estructural
como los Flancos, la Cresta, y cabeceos del anticlinal, pliegues menores y fallas entre otros.
En esta figura se muestran los diagramas rosa analizados por formación de cada subzona.
Total de planos de fracturas analizados 202 (Anexo 3 en CD).
48
5.1.2 Domino Sur del Anticlinal de La Hocha
Este dominio estructural fue dividido en siete subzonas, de las cuales 5 se
encuentran en el flanco Oeste del anticlinal, dos en el flanco Este y una en el
cabeceo sur (Fig. 41).
Figura 41. Mapa del dominio sur del Anticlinal de La Hocha Este dominio fue subdividido en
ocho zonas para el análisis de fracturas de acuerdo a la posición en cada estilo estructural
como los Flancos, la Cresta, y cabeceos del anticlinal, pliegues menores y fallas entre otros.
En esta figura se muestran los diagramas rosa analizados por formación de cada subsana.
Total de planos analizados 143 (Anexo 3 en CD).
5.1.3 Familias de fracturas
Las fracturas graficadas en los diagramas rosa en cada dominio del Anticlinal
de la Hocha y teniendo en cuenta su relación angular con el eje del anticlinal
pueden ser divididas en las siguientes familias:
Familia 1: Esta familia corresponde a fracturas perpendiculares al eje, con
dirección E-W principalmente (Fig. 42 y 47). Se encuentra en ambos dominios
del Anticlinal de La Hocha. En el flanco Oeste del dominio norte esta familia de
fracturas tiende a orientarse WNW en las formaciones Saldaña, Caballos y
Villeta, mientras en la Formación Monserrate conserva su orientación E-W
49
Figura 42. Diagramas rosa de los planos de fracturas por formación de la zona IX formaciones
Saldaña, Caballos, Villeta y Monserrate. Se observa una dirección WNW en las formaciones
Saldaña y Caballos, variando a E-W en las formaciones Villeta y Monserrate.
Familia 2: Correspondiente a fracturas oblicuas al eje del pliegue, con
dirección principal NE, NW (Fig. 43 y 47), en algunos casos estas fracturas
presentan desplazamientos (familia 4). En el dominio norte se encontraron
desplazamientos en la cresta del anticlinal en las formaciones Saldaña y
Caballos y en el cabeceo norte únicamente están presentes en la Formación
Saldaña. En el dominio Sur, los desplazamientos se encontraron en la
Formación Monserrate.
Figura 43. Diagramas rosa de los planos de fracturas medidos para la zona V en la Formación
Caballos y en la zona III para la Formación Saldaña. Se observan direcciones NS y NE para
las dos formaciones y una dirección NW que predomina para la Formación Saldaña.
Familia 3: Correspondiente a fracturas conjugadas, esta familia de fracturas se
encontró en el dominio sur del anticlinal, en la Formación Saldaña, Caballos,
Villeta y Monserrate (Fig. 44 y 47). En el dominio norte, en el flanco Oeste y
Este, dentro la Formación Villeta. En el cabeceo norte en la Formación
Saldaña, se encontraron dos sistemas conjugados con una bisectriz para el
primer sistema N-S y para el segundo E-W.
Figura 44. Diagramas rosa de los planos de fracturas de la zona XVI, para las formaciones
Saldaña y Caballos. En esta zona se encontraron planos conjugados en estas dos
formaciones. La dirección de su bisectriz varía para cada Formación.
50
Familia 4: Correspondiente a un sistema de fracturas cizalladas. Esta familia
de esta orientada principalmente NE y NW, sin embargo se encuentran otras
direcciones EW, NNE, y NNW en la Formación Saldaña. Estos cizallamientos
predominan en la cresta del anticlinal y en el cabeceo norte (Fig. 45 y 47).
Figura 45. Diagrama rosa de los planos de fracturas de la zona VIII, para la Formación
Saldaña. Dirección NE predominante la cual representa planos con desplazamientos medidos
en campo.
Familia 5: Correspondiente a un sistema de fracturas N-S, esta familia
predomina en las formaciones Monserrate y Villeta, a lo largo del flanco Oeste
y en el cabeceo sur del Anticlinal de la Hocha (Fig. 46 y 47). Esta familia se
origina debido a una rotación del campo de esfuerzos local. Las fracturas E-W
se desarrollan normales al máximo esfuerzo de tensión (φ1) con dirección N-S,
durante la apertura de este sistema de fracturamiento el esfuerzo intermedio
(φ2) crece hasta el punto de sobre pasar el esfuerzo de tensión (φ1)
ocasionando la rotación del campo de esfuerzos local, generando un
fracturamiento ortogonal a la familia sistemática (Ramsay y Huber. 1987), para
este caso orientado N-S.
Figura 46. Diagrama rosa de los planos de fracturas de la zona II, para la Formación Villeta.
Dirección N-S representando la familia de fracturas ortogonales. También presente dirección de
fracturas E-W predominante en el Anticlinal de La Hocha
51
Figura 47. Diagrama idealizado del fracturamiento observado en los dominios del Anticlinal de
La Hocha. Este diagrama se genero con base en los datos medidos en campo (Anexo 3 en
CD) y las direcciones de las familias identificadas (1) familia EW, (2) familia NS, (3) familia NWSE, (4) familia NESW y (5) familia de fracturas cizalladas.
5.1.4 Rellenos de fracturas
Las fracturas medidas en los dominios del Anticlinal de La Hocha se
encontraron abiertas y parcialmente rellenas de oxido. Las fracturas de la
Formación Saldaña, se encontraron en su mayoría cerradas y con óxidos. En
la cresta del anticlinal en el dominio norte, las fracturas de la Formación
Caballos presentan rellenos de óxidos de hasta dos cms. Las fracturas de la
Formación Villeta, se encuentra rellenas de calcita, solo en algunos
afloramientos del cabeceo sur y el flanco E, en el dominio Norte del anticlinal.
La familia de fracturas con desplazamientos permite sugerir edades relativas de
fracturamiento. En las formaciones Caballos y Monserrate se encuentran
fracturas con desplazamientos en dirección NE y NW. Las fracturas con
desplazamiento dentro de la Formación Saldaña se encuentran direcciones NE,
EW, NNE y NNW. Lo anterior permite sugerir que los planos de fracturas EW,
NNE y NNW de la Formación Saldaña son planos reactivados de fracturas precretácicas.
Las fracturas medidas están relacionadas con el rumbo del eje del pliegue para
cada dominio estructural y las fracturas heredadas identificadas dentro de la
Formación Saldaña, no permiten soportar rotaciones de bloques. Las familias
de fracturas medidas en el Anticlinal de la Hocha muestran que se generaron
52
en eventos de deformación con direcciones similares en cada dominio
estructural. El análisis del fracturamiento soporta la hipótesis, de una
configuración previa de la cuenca como mecanismo que da origen a la
geometría del pliegue.
5.2 Estrías
Los datos de estrías de falla fueron colectados en el flanco E del Anticlinal de
La Hocha y bloque yacente de la Falla San Jacinto, en su mayoría asociadas
al trazo de esta falla. Veinte datos de estrías fueron colectados en el Anticlinal
de La Hocha (anexo 4 en CD).
En el flanco Este del domino sur en la Formación Saldaña se midieron planos
estriados que corresponden a fallas de rumbo y normales con componentes de
rumbo (Fig. 48), estos planos estarían relacionados con el sistema de fallas de
La Hocha.
Figura 48. Diagrama de proyección de los planos de estrías medidos en la Formación Saldaña
en los deltas 80 y 83 indicando su movimiento.
Los datos colectados en la Formación Caballos estarían asociados con el
sistema de fallas de La Hocha, los planos medidos corresponden a
movimientos de rumbo y normales. Aunque los datos son escasos para calcular
el tensor de esfuerzos, sugiere que el vector de compresión en este sector
estaría NWW aproximadamente (Fig. 49).
Figura 49. Diagrama de proyección de los planos de estrías medidos en la Formación Caballos
en el delta 153 indicando su movimiento.
53
En la Formación Villeta se colectaron dos datos de planos estriados en el
dominio norte, cercanos a la falla Buena Vista. Los planos indican movimientos
de rumbo dextral. En el dominio sur se colectaron dos datos asociados con la
Falla San Jacinto. En el sector norte de la Falla San Jacinto el plano medido
corresponde a una falla normal y en el sector sur de la Falla San Jacinto el
plano medido corresponde a una falla inversa (Fig. 50). Los datos de estrías
colectados para la Formación Monserrate estrían relacionados con el trazo de
la Falla San Jacinto en dos sectores diferentes de su trazo. En el sector norte
de la Falla San Jacinto se encontraron la mayor cantidad de planos estriados e
indican movimientos de rumbo dextral y movimientos inversos con
componentes de rumbo (Fig. 51). En el sector sur de la Falla San Jacinto en un
pleno medido indica movimientos de rumbo dextral (Fig. 51).
Figura 50. Diagrama de proyección de los planos de estrías medidos en la Formación Villeta en
los deltas 43 y 50 del dominio norte y en los deltas 152 y 181 del dominio sur, indicando su
movimiento.
54
Figura 51. Diagrama de proyección de los planos de estrías medidos en la Formación
Monserrate en los deltas 73 y 151 y 187, indicando su movimiento.
En el bloque yacente de la Falla San Jacinto se colectaron un total de ocho
datos (Fig. 52), en las Formación Guaduala, Palermo, Bache, Tesalia y Doima,
En las cuatro formaciones se encontraron datos que indican movimientos
inversos y de rumbo sinextral. Los planos de la Formación Guaduala y Bache
estarían relacionados con la Falla San Jacinto. El plano medido en la
Formación Palermo estaría relacionado con una falla de rumbo dextral de
dirección NNW, que corta el bloque yacente de la Falla San Jacinto. Los planos
de la Formación Tesalia y Doima podrían corresponder a fallas menores que
afectan el bloque yacente.
Figura 52. Diagrama de las proyecciones de los planos de estrías medidos en el bloque
yacente de la Falla San Jacinto en las formaciones Palermo, Bache, Tesalia y Doima.
55
Los datos colectados en el dominio sur del Anticlinal de La Hocha y en la
Formación Guaduala estarían relacionados con el trazo de la Falla San Jacinto.
En su mayoría corresponden a planos que superan los 55º de buzamiento, sin
embargo se encuentran cinco planos con buzamientos entre 40º y 45º. Las
estrías observadas para estos planos indican tres tipos de movimientos (1)
planos de fallas inversas de alto ángulo con componentes de rumbo dextral,
medida en tres datos; (2) fallas normales de alto ángulo con componentes de
rumbo dextral, medida en ocho datos y (3) fallas de rumbo medido en doce
datos, de los cuales seis son dextrales y seis sinextrales.
Los datos de estrías medidos en el bloque yacente de la Falla San Jacinto
corresponden a fallas menores no cartografiables. Sus planos presentan
buzamientos moderados entre 40º y 50º y sus movimientos corresponden a
fallas inversas, normales y de rumbo.
Fallas menores y zonas de falla fueron definidas en el flanco Este del Anticlinal
de La Hocha, asociadas al trazo de la Falla San Jacinto, principalmente en las
formaciones Cretácicas (Fig. 53). En la Formación Villeta corresponden a fallas
inversas que afectan el cabeceo sur y en las formaciones Caballos y
Monserrate corresponden a fallas normales, afectando el flanco Este del
Anticlinal de La Hocha. En el bloque yacente de la Falla San Jacinto se
encontró un plano de falla normal en las formaciones Bache y Tesalia (Fig. 54).
Figura 53. Diagrama de proyección de los planos de falla para las formaciones Caballos, Villeta
y Monserrate.
Figura 54. Diagrama de proyección de los planos de falla medidos en las formaciones Bache y
Tesalia.
56
Los datos de estrías medidos en el flanco E del Anticlinal de La Hocha están
asociados a las Fallas San Jacinto, Buena Vista y al sistema de Fallas de La
Hocha. En su mayoría los planos estriados medidos muestran buzamientos
altos y movimientos de rumbo asociados.
57
6.0 Secciones estructurales
Las secciones estructurales fueron construidas a partir de los datos de
superficie colectados en campo, contactos reportados en Marquínez et al.
(2002), en el mapa de HOCOL (2005) y de la información sísmica. En total se
construyeron 7 secciones perpendiculares a las estructuras (Fig. 51 y Anexo 2).
Figura 55. Mapa geológico del Anticlinal de la Hocha y ubicación de los puntos de control
estructural y contactos entre unidades observados en campo. Ubicación de los seis cortes
estructurales y tres secciones símicas. Base topográfica 1:25.000. Detalle de convenciones ver
figura 4A.
58
Al norte del Anticlinal se observan 3 sistemas de fallas principales, 2 con
despegue somero dentro de la Formación Saldaña (fallas de Teruel y
Pedernal), variando al Este hacia una falla con despegue profundo y con un
alto ángulo de falla (Falla San Jacinto). En el dominio norte se observa un
cierre simétrico del cabeceo norte, una culminación abrupta al norte de la Falla
Buena Vista y un flanco Oeste con buzamientos intermedios-altos. El
acortamiento calculado en esta sección es de 34%, sección 1-1` (Fig. 56).
Figura 56. Sección estructural (1-1’), restaurada al tope de la Formación Monserrate. Ubicada
al norte del cierre del Anticlinal de La Hocha, en esta sección se observan las fallas de Teruel y
Pedernal con un despegue somero en la Formación Saldaña y la Falla San Jacinto con un
plano de falla vertical y un despegue profundo (Anexo 2). Convenciones ver figura 4A.
En el dominio norte del Anticlinal de La Hocha se observan 2 sistemas de
fallas principales, el sistema de Fallas de La Hocha con un despegue somero y
las fallas Buena Vista y San Jacinto con despegues profundos y altos ángulos
en las rampas. El acortamiento en este sector del dominio norte es de 26%.
(ver sección 3-3` en Fig. 57).
59
Figura 57. Sección estructural(3-3`), restaurada al tope de la Formación Monserrate en el
dominio norte del Anticlinal de La Hocha, donde se observa el sistema de fallas de La Hocha
con despegue en la Formación Saldaña con “splays” que deforman localmente el flanco W del
anticlinal (Anexo 2). Sinclinal formado entre la las fallas de alto ángulo Buena vista y San
Jacinto las cuales presentan un despegue profundo. Bloque yacente de la Falla San Jacinto
deformado. Convenciones ver figura 4A.
En el dominio sur está controlado por tres sistemas de fallas. El sistema de
Fallas de La Hocha con despegue somero en la Formación Saldaña con
vergencia al Este. La Falla las Mesitas es un sistema de fallas inversas con
vergencia al Oeste que afectan el flanco Oeste del Anticlinal de La Hocha. El
otro sistema está asociado a la Falla San Jacinto, el cual presenta movimientos
transpresivos evidenciados por la presencia de estructuras en flor positiva. El
acortamiento en este sector del dominio sur es de 21%, sección 5-5` (Fig. 58).
60
Figura 58. Sección estructural (5-5`), restaurada al tope de la Formación Monserrate en el
dominio sur del Anticlinal de La Hocha. En esta sección se observa el sistema de fallas de La
Hocha con un despegue somero en la Formación Saldaña y la Falla Las mesitas con vergencia
al Oeste deformando el flanco Oeste del Anticlinal de La Hocha. La Falla San Jacinto con alto
ángulo y con “splays” que muestran el carácter transpresivo de esta estructura (Anexo 2). El
bloque yacente deformado con inversión local de capas Cenozoicas. Convenciones ver figura
4A.
La restauración de las secciones estructurales muestra que los espesores de
las unidades Cretácicas y Cenozoicas, cambian a través de la Falla San
Jacinto, siendo más espesas en su bloque colgante (espesores controlados por
la cartografía) y disminuyen su espesor hacia el bloque yacente (espesores
controlados con datos de pozo, suministrados por HOCOL) (Fig. 59). Este
efecto podría indicar que esta falla podría corresponden a una falla con
evidencias de inversión tectónica. Las siete secciones estructurales construidas
muestran un acortamiento que varía de un 32% en el norte del Anticlinal de La
Hocha, entre 20 y 26% en el dominio norte y entre 18y 21% en el dominio sur.
61
Figura 59. Sección estructural (6-6`) restaurada al tope de la Formación Monserrate, en el
dominio sur del Anticlinal de La Hocha. Esta sección muestra el sistema de fallas de La Hocha,
La Falla Las Mesitas y la Falla San Jacinto. El acortamiento calculado en esta sección
estructural es del 18%, se observa un adelgazamiento gradual del espesor de las unidades
Cretácicas hacia el Este, encontrando el menor espesor en el bloque yacente de la Falla San
Jacinto (Anexo 2). Convenciones ver figura 4A.
62
6.0 DISCUSION
Para el desarrollo de este trabajo se integraron varias disciplinas con el fin de
entender la evolución del Anticlinal de La Hocha. La cartografía geológica
realizada permitió controlar variaciones en los estilos estructurales y subdividir
la zona de trabajo en 4 dominios estructurales. Dos tipos de escamación están
presentes en la zona de trabajo, la escamación gruesa con despegue profundo
en la Formación Saldaña y una escamación delgada con despegues someros
en la Formación Saldaña y otros menores en la formación Villeta.
La secciones estructurales en el Anticlinal de La Hocha muestran que al norte
del dominio norte el acortamiento es asumido por tres fallas con vergencia al
Este y no hay un pliegue regional. El dominio norte consiste de pliegues
simétricos amplios y con buzamientos moderados en los flancos del Anticlinal
de La Hocha afectados por fallas con vergencia al Este. En el dominio sur del
Anticlinal de La Hocha el acortamiento es asumido por tres fallas, con
vergencias opuestas que generan un pliegue asimétrico con el flanco Este
localmente invertido y con altos buzamientos. La falla Las Mesitas afecta el
flanco Oeste del dominio sur del Anticlinal de La Hocha, esta falla tiene una
vergencia al Oeste y se interpreta como un retrocabalgamiento asociado al
sistema de fallas de La Hocha.
Estas variaciones en el estilo estructural permiten sugerir zonas transversales
que controlan la deformación. Las zonas transversales controlan la estructura
en el cabeceo norte y sur del Anticlinal de La Hocha, causando los cabeceos
simétricos del anticlinal, cambios en el nivel de despegue a través de zonas de
transferencia, la culminación abrupta de la Falla Buena Vista y el cambio en el
estilo estructural del bloque yacente de la Falla San Jacinto. Las zonas
transversales causan las variaciones en el trazo de la Falla San Jacinto y su
salto estratigráfico y el desarrollo de pliegues como el observado en el dominio
norte entre las fallas San Jacinto y Buena Vista (Fig. 60).
63
Figura 60. Mapa geológico de la zona de estudio donde se muestran cinco zonas trasversales
que causan variaciones en los estilos estructurales, con cierres simétricos en los cabeceos del
anticlinal, cambios en el salto estratigráfico de la Falla San Jacinto. Detalle de convenciones
ver figura 4A.
64
Los sistemas de fracturas observadas en los dominios norte y sur del Anticlinal
de La Hocha muestran un patrón de fracturamiento similar en ambos dominios,
fracturas en dirección NE, EW, fracturas ortogonales NS, cizallamiento en la
cresta del anticlinal. El comportamiento y distribución de las direcciones del
fracturamiento permiten sugerir que los eventos de deformación en la zona no
han variado considerablemente, por tanto se descarta una posible rotación de
bloques como mecanismo para dar origen a la curvatura del Anticlinal de La
Hocha. Las estrías medidas durante la fase de campo aportan datos confiables
sobre la cinemática de la Falla San Jacinto, indicando que corresponde a una
falla de alto ángulo con componentes de rumbo dextral.
Los componentes paelomagnéticos característicos aislados, permitieron definir
el mecanismo que causa la curvatura del pliegue y determinar edades de
eventos de deformación. Los valores de declinación magnética del
componente “c” de la Formación Saldaña con una posible edad de
magnetización Cretácica, fue usado con el fin de determinar el mecanismo que
causa la curvatura del pliegue. Las variaciones del rumbo del eje del pliegue y
las declinaciones magnéticas muestran que no hay una relación directa entre
las dos variables, por lo tanto se descarta una posible rotación de bloques. Un
componente magnético aislado en muestras de la Formación Caballos y
Potrerillos muestra que es un evento de magnetización posterior a la
depositación de la Formación Potrerillos (edad Oligoceno?) y previo al
plegamiento. Este componente se definió al horizontalizar las capas de las
formaciones Caballos y Potrerillos mostrando un mejor agrupamiento en las
direcciones (prueba del pliegue).
La anisotropía de la susceptibilidad magnética permitió definir variaciones en la
fábrica magnéticas en los diferentes sitios de muestreo para análisis de
paleomagnetismo. En general se encontraron tres tipos de fábricas, la primera
corresponde a una fábrica primaria relacionada a muestras en el flanco Oeste
del anticlinal, la segunda a una fábrica tectónica identificada en dos sitios de la
Formación Saldaña cercanos al plano de las fallas San Jacinto (LH43) y Buena
Vista (LH46 y LH47). La tercera fábrica mineral está presente en el dominio
norte flanco Oeste del Anticlinal de La Hocha, en los sitios LH40, LH42 y LH44.
En estos sitios se definió una lineación magnética paralela a la dirección de
acortamiento. Saint- Bezart et al (2001), muestran un comportamiento similar
de los lineamientos respecto a la dirección de acortamiento y proponen una
explicación integrando los datos colectados en campo, con lo cual explican
estas direcciones como tramas magnéticas asociadas a venas. Por lo tanto
esta lineación magnética podría estar asociada a la familia de fracturas en
dirección E-W, las cuales presentan rellenos de óxidos.
Los datos de estrías de falla medidos en el flanco Este del Anticlinal de La
Hocha estarían asociados a la Falla Buena Vista (dos planos en la Formación
Villeta), San Jacinto (planos medidos en las formaciones Monserrate, Guaduala
y Bache) y el sistema de fallas de La Hocha (planos medidos en las
formaciones Saldaña y Caballos). Aunque los datos de estrías son escasos
permiten sugerir que los planos asociados al sistema de fallas de La Hocha
presentan movimientos de rumbo, inverso y normal y la dirección de transporte
tectónico seria ESE aproximadamente. Los planos estriados asociados al trazo
65
de la Falla San Jacinto indican el estilo de rumbo de este sistema de fallas.
Las estrías en su mayoría se encuentran en planos con buzamientos altos
(>55º) y en general los datos medidos presentan una componente de rumbo
en sus movimientos. Estas dos características, la presencia de la cuña de
deformación la cual es interpretada como estructura en flor positiva, y las
variaciones en el salto estratigráfico al sur del anticlinal de La Hocha permiten
sugerir que la Falla San Jacinto corresponde a una falla fuera de secuencia, de
alto ángulo y con movimientos transpresivos.
Con base en los componentes de magnetización pre pliegue, la cartografía
geológica y los estratos deformados de la Formación Honda se sugieren al
menos tres eventos de deformación. El primero asociado al crecimiento del
pliegue con retrocabalgamientos en el dominio sur que afectan el flanco Oeste
del Anticlinal de la Hocha, este pulso correspondería a una edad Eoceno o preEoceno, el cual correspondería al sistema de fallas de La Hocha. El segundo
pulso de deformación asociado a las fallas San Jacinto y Buena Vista y
deformación de la Formación Potrerillos, este pulso corresponde a una edad
Oligoceno?. El tercer pulso corresponde a los estratos deformados de la
Formación Honda en el bloque yacente de la Falla San Jacinto y la presencia
de esta unidad en el núcleo del Sinclinal de Tesalia como lo reporta Marquínez
et. al, (2002), corresponde a un pulso de edad Mioceno medio-superior.
66
7. 0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El control cartográfico realizado en la zona de trabajo permitió definir cuatro
dominios estructurales que corresponden a: (1) Dominio norte del Anticlinal de
La Hocha, (2) Dominio sur del Anticlinal de La Hocha, (3) Bloque yacente de la
Falla San Jacinto y (4) Dominio Sinclinal de Tesalia. El dominio norte
corresponde a un pliegue amplio con dirección N10W, con un flanco Oeste
poco deformado. El dominio sur por se encuentra altamente deformado en sus
dos flancos. Su flanco Este presenta inversión local de capas, zonas de alta
deformación que afectan la Formación Monserrate y una cuña de deformación
que pone en contacto la Formación Saldaña con las Unidades Cenozoicas. En
el flanco Oeste se encuentran “back trust” que afectan las formaciones
Saldaña, Caballos y Villeta. El dominio bloque yacente de la Falla San Jacinto
se encuentra definido por la formaciones Cenozoicas, las cuales presentan
altos buzamientos (>70) y con variaciones en la polaridad de las capas a lo
largo del rumbo.
El análisis del fracturamiento y paleomagnético realizado en este estudio
permite sugerir que el mecanismo que causa la curvatura del pliegue
corresponde a una geometría de la cuenca pre-existente. En el dominio norte y
sur del Anticlinal de la Hocha se identificaron familias de fracturas con
direcciones similares, indicando que los esfuerzos en la zona no han variado
considerablemente. La dirección de la declinación magnética en el componente
“c” de posible edad de magnetización Cretácica, aislado en muestras de la
Formación Saldaña, no guarda una relación directa con rumbo del eje del
Anticlinal de La Hocha.
Los datos de anisotropía de la susceptibilidad magnética indican que los sitios
analizados de la Formación Saldaña, cercanos a las fallas San Jacinto y Buena
Vista presentan una fábrica tectónica relacionada con estas estructuras. Los
sitios analizados en las formaciones Saldaña, Caballos y Villeta en el flanco
Oeste del Anticlinal de La Hocha presentan una trama mineral primaria
mostrando que este flanco presenta una deformación muy leve aun con la
presencia de “back trust” (Falla Las Mesitas). Los rellenos minerales presentes
en los sistemas de fracturas modifican las fábricas primarias originando
lineaciones magnéticas en sitios de las Formaciones Saldaña y Caballos.
Las secciones estructurales construidas a partir de datos de superficie,
información sísmica y datos de pozo, permiten sugerir la presencia de zonas de
transferencia y zonas transversales con dirección aproximada EW a NW-SE,
las cuales controlan los cambios en los estilos estructurales y las terminaciones
simétricas del Anticlinal de La Hocha y las terminaciones abruptas de
estructuras como la Falla Buena Vista.
Se recomienda finalizar la desmagnetización de las muestras colectadas en la
fase 2, usando el método térmico con el fin de definir las direcciones
encontradas en el componente “c”. Además de realizar estudios similares de
paleomagnetismo en bloques adyacentes con el fin de comparar y relacionar
los datos obtenidos en este trabajo.
67
8.0 BIBLIOGRAFIA
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