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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 UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA DEPARTAMENTO DE GEOCIENCIAS MASTER EN GEOLOGIA BOGOTA, COLOMBIA JULIO DE 2008 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 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 Figura 37. Proyecciones estereográficas de los ejes principales del elipsoide de susceptibilidad Magnética………………………………….. 43 Figura 38. Proyecciones estereográficas de los ejes principales del elipsoide de susceptibilidad Magnética …………………………………. 44 Figura 39. Proyecciones estereográficas de los ejes principales del 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 Figura 49. Diagrama de proyección de los planos de estrías medidos en la Formación Caballos ………………………………………………………….52 Figura 50. Diagrama de proyección de los planos de estrías medidos en la Formación Villeta …………………………………………………………….53 Figura 51. Diagrama de proyección de los planos de estrías medidos en la 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 Figura 37. 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 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 Figura 38. 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 sur del anticlinal de La Hocha para los sitios LH38, LH39 y LH43. Figura 39. 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 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 Amézquita, F. y Montes, C., (1994). Sección geológica el Maco-Buenavista: Estructura en el sector Occidental del Valle Superior del Magdalena. 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