Boletín de Geología

Resumen Se llevó a cabo un estudio de gravimetría y magnetometría en la zona de influencia del volcán Puracé y la cadena volcánica de Los Coconucos (Colombia), con el fin de obtener dos modelos geofísicos 2D de las principales estructuras geológicas presentes en el área estudiada. En 2017 se midieron 272 puntos con datos de gravimetría, magnetometría y coordenadas con el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS por sus siglas en inglés) en la zona mencionada, condicionada por su topografía montañosa, vegetación densa de bosque alto andino y vías de difícil acceso. A partir de las anomalías gravimétricas y magnéticas obtenidas y con la información geológica disponible, se formularon dos modelos 2D con base en dos perfiles, uno paralelo al trazo del Lineamiento Coconucos y el otro perpendicular al primero, ambos pasando por el cono activo del volcán Puracé. La interpretación de estos modelos, en conjunto con la geología de la zona, permitieron modelar cuerpos que se proponen como las estructuras internas de la caldera de Chagartón, de los volcanes Pre-Puracé y el Puracé Actual y parte de las cámaras magmáticas de los otros centros eruptivos de la cadena volcánica de Los Coconucos. Estas estructuras volcánicas al parecer están separadas por límites o zonas de debilidad que sugieren fallas en profundidad por donde se emplazaron dichos cuerpos de magma. La configuración interna del volcán Puracé y los centros eruptivos cercanos, propuesta en este trabajo, también proporciona información importante para la interpretación de la evolución de la Cadena Volcánica de Los Coconucos.

Abstract A gravimetry and magnetometry study was performed in the Puracé volcano and Los Coconucos volcanic chain (Colombia) influence zone, in order to obtain two 2D geophysical models of the main geological structures beneath of the studied area. During 2017, 272 points were measured, with data of gravimetry, magnetometry and coordinates with the Global Navigation Satellite System (GNSS), the field work was conditioned by the mountainous topography, dense high Andean forest vegetation and difficult access roads. Founded on the gravity and magnetic anomalies and with the available geological information, two 2D models were formulated with two profiles, one parallel to Coconucos Lineament and the other perpendicular to the first, both passing through the active cone of the Puracé volcano. The interpretation of these models, together with the geology of the area, allowed the modeling of bodies that are proposed as the internal structures of the Chagartón caldera, the Pre-Puracé and Actual Puracé volcanoes, and part of the magmatic chambers of the other eruptive centers of the Los Coconucos volcanic chain. These volcanic structures are apparently separated by limits or zones of weakness that suggest faults in depth and where these magma bodies were emplaced. The internal configuration of the Puracé volcano and the nearby eruptive centers, proposed in this work, also provides important information for the interpretation of the evolution of the Los Coconucos Volcanic Chain.

Resumen En el sector Mogotes-San Joaquín (SW del Macizo de Santander) aflora una sucesión de rocas metamórficas, cortadas por rocas ígneas y parcialmente cubiertas por rocas sedimentarias, con edades desde el pre-Cámbrico hasta el Mesozoico. Estas variedades litológicas están afectadas por familias de fallas, entre las cuales destaca la Falla Mogotes con dirección NW-SE. Esta falla define la estructura termal de la sucesión metamórfica presente, ya que pone en contacto dos secuencias metamórficas contrastantes en grado de metamorfismo y edad. Al norte de la Falla aflora una secuencia de rocas metamórficas de mayor grado de metamorfismo (filitas, cuarcitas y esquistos grafitosos), edad pre-Cámbrica, con presencia de biotita neoformada. Al sur de la Falla afloran rocas metamórficas de menor grado, de aspecto filítico, con máxima edad de depositación del Devónico Temprano y que hacen parte de la Formación Floresta metamorfizada. Otras rocas en el área corresponden a metacalizas impuras, metacalizas, metaareniscas, metagrauvacas, con edades desde Devónico Medio al Permo-Carbonífero. Las litologías tanto al norte como al sur de la Falla son cortadas por rocas ígneas de edad Triásico Tardío-Jurásico Temprano, que se extienden por el Macizo de Santander. Tres eventos metamórficos afectaron las rocas al norte de la Falla Mogotes. Evento M1 de carácter regional, con pico metamórfico en facies esquistos verdes, zona de la biotita (458°C en esquisto grafitoso, temperaturas obtenidas mediante el análisis de espectros microraman en grafito). Evento M2 de metamorfismo de contacto, en facies corneana anfibólica con cordierita y biotita como minerales del pico metamórfico. Evento M3, correspondiente a un metamorfismo de dislocación. Las rocas metamórficas al sur de la Falla de Mogotes se caracterizan por la ausencia de biotita y temperaturas de metamorfismo inferiores a 410°C.

Abstract In the Mogotes-San Joaquín sector (SW of the Santander Massif) a succession of metamorphic rocks emerges, cut by igneous rocks and partially covered by sedimentary rocks, with ages from the pre-Cambrian to the Mesozoic. These lithological varieties are affected by families of faults, among which the Mogotes Fault with a NW-SE direction stands out. This fault defines the thermal structure of the present metamorphic succession, since it brings into contact two contrasting metamorphic sequences in degree of metamorphism and age. To the north of the Fault, a sequence of metamorphic rocks with a higher degree of metamorphism (phyllites, quartzites and graphitic schists) outcrops, pre-Cambrian age, with the presence of newly formed biotite. To the south of the Fault, lower grade metamorphic rocks emerge, with a phyllitic appearance, with a maximum depositional age of the Early Devonian and that are part of the metamorphosed Floresta Formation. Other rocks in the area correspond to impure metalimestone, metalimestone, metasandstone, and metagraywacke lithologies, with ages from Middle Devonian to Permo-Carboniferous. The lithologies both north and south of the Fault are cut by igneous rocks of Late Triassic-Early Jurassic age, which extend across the Santander Massif. Three metamorphic events affected the rocks north of the Mogotes Fault. Event M1 of regional character, with metamorphic peak in greenschist facies, biotite zone (458°C in graphite shale, temperatures obtained through the analysis of microraman spectra in graphite). Event M2 of contact metamorphism, in amphibolic corneal facies with cordierite and biotite as minerals of the metamorphic peak. Event M3, corresponding to a dislocation metamorphism. The metamorphic rocks south of the Mogotes Fault are characterized by the absence of biotite and metamorphism temperatures lower than 410°C.

Resumen El estudio de foraminíferos planctónicos usando secciones delgadas es relativamente reciente y en el caso de las especies Clavihedbergella simplex y Clavihedbergella moremani es un método que facilita su observación e identificación, más aún en rocas Cretácicas colombianas donde el método de preparación tradicional con peróxido no es efectivo. Este estudio hace una descripción taxonómica de dichas especies a partir de ejemplares en secciones delgadas e identifica sus respectivas ocurrencias a lo largo de rocas Cretácicas en un pozo ubicado en la parte central del Valle Medio del Magdalena, Colombia. Las directrices presentadas en este estudio validan la utilidad de este método de investigación y facilitan la identificación de estas dos especies en sección delgada.

Abstract The planktonic foraminifera study using thin sections is relatively recent and in the case of Clavihedbergella simplex and Clavihedbergella moremani species is a method that enhances their observation and identification, even more in cretaceous colombian rocks where traditional peroxide preparation method is not effective. This study provides a taxonomic description of these species using thin section fossils and identifies their occurrence along the cretaceous rocks in a well located in the central part of the Middle Magdalena Valley, Colombia. The guidelines presented in this study validates the usefulness of this investigation method and ease the identification of these two species in thin section.

Resumen En la exploración geofísica, el análisis del terreno es fundamental para planificar la adquisición de datos de gravimetría y magnetometría. No obstante, en la actualidad dichos análisis requieren el uso supervisado de información secundaria extensa. Por este motivo, en este estudio se propone una metodología que utiliza el aprendizaje profundo para evaluar el impacto de la cobertura vegetal y la topografía en la adquisición geofísica. Se usó una red neuronal artificial perceptrón multicapa para considerar cinco variables terrestres, y una red neural convolucional para la clasificación automatizada de coberturas vegetales sobre imágenes satelitales. A partir de esto, se obtuvieron puntos para la localización de estaciones de levantamiento geofísico que cumplen con un criterio de favorabilidad por accesibilidad, distancias, restricciones por cuerpos de agua y coberturas boscosas. La geometría obtenida se evaluó en la exploración del Granito de Durania en Colombia, y los resultados se analizaron utilizando transectas de adquisición y modelado computacional de anomalías magnéticas y de gravedad. Finalmente, se aplicaron técnicas de interpolación donde el método Ponderación de Distancia Inversa (IDW) mostró la mejor imagen para interpretar la delimitación del cuerpo intrusivo.

Abstract In geophysical exploration, terrain analysis is fundamental for planning the gravity and magnetic surveys. However, current analyses necessitate supervised use of extensive secondary information. Consequently, this study proposes a methodology that leverages deep learning to assess the impact of vegetation coverage and topography in geophysical acquisition. An artificial neural network multilayer perceptron was used to consider five terrain-related variables, while a convolutional neural network is used for automated classification of vegetation cover on satellite imagery. From this, geophysical acquisition points are obtained, adhering to criteria involving accessibility favourability, distances, restrictions imposed by bodies of water, and forested cover. The obtained geometry was tested in the exploration of the Granito de Durania in Colombia, and the results were analysed using acquisition transects and computational modelling of gravity and magnetic anomalies. Interpolation techniques were applied, with the Inverse Distance Weighting (IDW) method yielding the most informative map for interpreting the delineation of the intrusive body.

Resumen Se desarrolló una metodología heurística, con el propósito de seleccionar un tratamiento pasivo caracterizado por poseer procesos químicos y/o biológicos para tratar los drenajes ácidos de mina, el cual no utiliza equipos externos y pueden cumplir su funcionamiento hasta por 20 años, lo anterior como alternativa para la remediación de un drenaje ácido de mina en la región de Soto Norte, Santander y que, de acuerdo con estudios realizados, presentó niveles de concentración de elementos, compuestos, tales como hierro, plomo, cobre, aluminio y sulfatos elevados, y pH ácido. Con el objetivo de encontrar alternativas exitosas y replicables de otras partes del mundo que presentan problemáticas similares, se realizó una búsqueda bibliográfica, que dio como resultado, 40 plantas industriales ubicadas en los siguientes países: Estados Unidos, Reino Unido, España, Nueva Zelanda y Canadá. Posteriormente, se evaluó cada una de ellas y se definieron las siguientes variables para su selección: la dilución de elementos contaminantes, flujo y el tiempo de funcionamiento, luego se procedió a graficarlas, categorizarlas y priorizarlas según su probabilidad de éxito. En este proceso, se obtuvo como resultado 3 plantas con una categorización de muy alta y 8 plantas con alta probabilidad de éxito, de las cuales, la planta denominada Cadillac Molybdenite de Canadá presentó el mejor desempeño teniendo en cuenta, el costo, número de etapas entre otros indicadores evaluados y la posibilidad que estas tecnologías puedan ser replicadas en Santander.

Abstract Aheuristic methodology was developed, with the purpose of selecting a passive treatment characterized by having chemical and/or biological processes to treat acid mine drainage, which does not use external equipment and can operate for up to 20 years, the above as an alternative to remediation of acid mine drainage in the province of Soto Norte, Santander and that, according to studies carried out, showed high concentration levels of elements, compounds such as iron, lead, copper, aluminum and sulphates, and acid pH. In order to find successful and replicable alternatives from other parts of the world that present similar problems, a bibliographic search was carried out, which resulted in 40 industrial plants located in the following countries: United States, United Kingdom, Spain, New Zealand and Canada. Subsequently, each of them was evaluated and the following variables were defined for their selection: dilution of pollutants, flow and time of operation, then they were graphed, categorized and prioritized according to their probability of success. In this process, we obtained as a result 3 plants with a very high categorization and 8 plants with high probability of success, of which, the plant called Cadillac Molybdenite of Canada presented the best performance taking into account, the cost, number of stages among other indicators evaluated and the possibility that these technologies can be replicated in Santander.

Resumen Las pérdidas de fluido pueden ocurrir a través de formaciones fracturadas o en zonas permeables, especialmente cuando hay bajas presiones. Este evento incrementa los tiempos no productivos en operaciones de perforación, lo que aumenta los costos. Lo anterior genera la necesidad de entender la interacción entre el fluido de perforación y las fracturas presentes en la formación. Para ello, se propone una metodología que tiene dos enfoques, uno numérico basado en modelos reológicos y balance de la ecuación de movimiento, y uno físico basado en la teoría de escalado. Para el modelo numérico se plantean las ecuaciones que permiten calcular el perfil de velocidad en función de las propiedades del fluido y geometría de fractura. Para el modelo físico se toman muestras de roca reales, se construye la fractura con un ancho y geometría controlada, a través del cual se hace circular un lodo, cuyas propiedades fueron escaladas y determinadas en laboratorio. Los resultados del modelo físico y numérico fueron comparados para diferentes reologías y anchos de fractura, concluyendo que el modelo matemático sí representa el fenómeno de pérdidas especialmente para bajas viscosidades. Para altas viscosidades es necesario corregir por rugosidad, aun así, el resultado muestra una tendencia similar, confirmando que reproduce el fenómeno.

Abstract Fluid loss can occur through fractured formations or in permeable zones, especially when low pressures are present. This event increases non-productive times in drilling operations, which increases costs. This generates the need to understand the interaction between the drilling fluid and the fractures present in the formation. For that purpose, a methodology is proposed that has two approaches, a numerical one based on rheological models and balance of the equation of movement, and a physical one based on the theory of scaling. For the numerical model, the equations that allow calculating the velocity profile as a function of the fluid properties and fracture geometry are proposed. For the physical model real rock samples are taken, the fracture is built with a controlled width and geometry, through which a mud is circulated, whose properties were scaled and determined in the laboratory. The results of the physical and numerical model were compared for different rheologies and fracture widths, concluding that the mathematical model does represent the loss phenomenon, especially for low viscosities. The results of the physical and numerical model were compared for different rheologies and fracture widths, concluding that the mathematical model does represent the loss phenomenon, especially for low viscosities. For high viscosities it is necessary to correct for roughness, but still, the result shows a similar trend, confirming that it reproduces the phenomenon.