Boletín de Geología

QUIMIOESTRATIGRAFIA DE ISÓTOPOS DE ESTRONCIO DE ALGUNAS SUCESIONES DEL EOCENO-MIOCENO DEL CINTURÓN DE SANJACINTO Y EL VALLE INFERIOR DEL MAGDALENA

Las cuencas Cinturón Plegado de San Jacinto (CPSJ) y el Valle Inferior del Magdalena (VIM) en el norte de Colombia se han convertido en los mayores objetivos de recientes campañas de exploración para gas y petróleo, a pesar de que la correlación de las unidades estratigráficas diacrónicas y la génesis de las unidades no está bien entendida en la actualidad, debido principalmente a la tectónica transtensional que afecta el área. A partir del análisis de isótopos de Sr, C, O y multi-elementos en carbonatos de tres sucesiones sedimentarias del Cinturón Plegado de San Jacinto y el Valle Inferior del Magdalena se intenta contribuir al entendimiento de la evolución genética de este registro sedimentario. El segmento estudiado de la Formación Toluviejo (Eoceno-Oligoceno) presenta una composición isotópica de estroncio entre 0.707444-0.707598, valores que son bajos con respecto a sucesiones globales para dicha temporalidad. Composiciones de 143Nd/144Nd expresados como εNd=2,67 sugieren que los valores anómalos de 87Sr/86Sr son el producto de aporte de aguas que drenaban una fuente con esta composición isotópica, probablemente la Cordillera Occidental. Sin embargo, estos valores anómalos de 87Sr/86Sr en conjunto con los valores empobrecidos de δ13C pueden ser usados como marcadores geoquímicos para diferenciar regionalmente e identificar carbonatos que pertenezcan a la Formación Toluviejo en el CPSJ. Las composiciones isotópicas de 87Sr/86Sr de las formaciones Ciénaga de Oro y Porquera, que afloran en ambas cuencas, presentan valores entre 0.708231-0.708423 y 0.708352-0.708474, respectivamente. Estos valores sugieren edades del Aquitaniano-Burdigaliano para ambas unidades, aunque difieren en el ambiente de depósito.

The San Jacinto Folded Belt and Lower Magdalena basins have become major targets on recent exploratory campaigns, for fossil fuels, in northern Colombia. Despite the potential of these sedimentary basins in terms of oil and gas production, although to date the evolution of genetically correlative successions within these basins is still not fully understood. This is mainly due to the occurrence of transtential tectonics affecting this area, which has resulted in potentially diachronic sedimentary records. In this work we use carbonate Sr, C, O isotope stratigraphy and multielemental stratigraphy from three sedimentary successions along the San Jacinto Fold Belt (SJFB) and the Lower Magdalena Valley (LMV), northern Colombia to further contribute to the understanding of the genetic evolution of the sedimentary records in such basins. 87Sr/86Sr values of 0.707444 to 0.707598 characterize the Eocene-Oligocene Toluviejo Formation (SJFB basin). Those values are lower than any value reported for Cenozoic carbonate successions worldwide and, thus could not be used to infer their depositional ages. Preliminar 143Nd/144Nd compositions expressed as εNd = 2.67 suggests that these anomalously 87Sr/86Sr values are the result of continental waters draining Caribbean related undifferentiated rocks displaying these compositions in western Colombia. These anomalous 87Sr/86Sr values along with their depleted δ13C values however can be used as geochemical fingerprints to regionally differentiate and identify carbonates belonging to the Eocene-Oligocene Toluviejo Formation along the SJFB basin. The Cienaga de Oro and Porquera formations, which outcrop along both basins, display 87Sr/86Sr values between 0.708231 to 0.708423 and 0.708352 to 0.708474, respectively. These values suggest an Aquitanian - Burdigalian age for their deposition. They also suggest a coeval depositional age for these Formations, which display important differences in their sedimentary environment.

APLICACIÓN DEL MÉTODO DE DISPERSIÓN DE MATRIZ EN FASE SÓLIDA AL AISLAMIENTO DE HIDROCARBUROS DE ROCAS BITUMINOSAS

Se realizó la comparación de tres técnicas diferentes para el aislamiento de hidrocarburos y biomarcadores de rocas bituminosas. Las técnicas de extracción por dispersión de la matriz en fase sólida (MSPD, por sus siglas en inglés), Soxhlet y extracción sólido-líquido asistida por ultrasonido se usaron para extraer hidrocarburos de cuatro muestras de roca diferentes. La técnica MSPD permitió extraer 25% y 32% más de materia orgánica que las técnicas Soxhlet y de extracción con solvente, respectivamente. El análisis SARA mostró que los extractos obtenidos por las tres técnicas tuvieron la misma composición relativa de estas familias de hidrocarburos (saturados, aromáticos, resinas y asfaltenos). Se empleó la mezcla diclorometano-metanol (90:10 v/v) como solvente, en las tres técnicas. La extracción por MSPD requirió de cuatro a siete horas, mientras que las otras técnicas demandaron hasta 24 horas. En MSPD, utilizando los mismos implementos, se pudo incrementar cuatro veces la masa de la roca a extraer, sin alterar significativamente el rendimiento de la extracción.

Three different techniques for hydrocarbon and biomarker isolation from bituminous rocks were compared in this work. Matrix solid phase dispersion (MSPD), Soxhlet and sonication-assisted solid-liquid extraction, were used to extract hydrocarbons from 4 different rock samples. The MSPD technique enabled the extraction of 25 and 32% more organic matter than Soxhlet and solvent extraction techniques respectively. The SARA analysis showed that the extracts obtained with these techniques had the same relative composition of these hydrocarbon families (saturated, aromatic, resins and asphalthenes). A dichloromethane:methanol (90:10 v/v) mixture was used as solvent in MSPD, which required between 4 and 7 hours, while the other techniques employed up to 24 hours. In MSPD, using the same glassware, the amount of rock can be increased by a factor of 4, without significantly affecting the extraction yield.

CONTROL DE LA ACTIVIDAD TECTÓNICA SOBRE LOS PROCESOS DE EROSIÓN REMONTANTE: EL CASO DE LA CUENCA DEL RÍO COMBEIMA, CORDILLERA CENTRAL, COLOMBIA

En la cuenca del río Combeima, localizada en el departamento del Tolima, sobre la vertiente oriental de la Cordillera Central de Colombia, se evidencian varios eventos de deformación de la corteza asociados a sistemas de fallas mayores, como son el Sistema de Fallas Otú - Pericos y la falla de Ibagué, los cuales controlan las fases deformativas observadas en campo. La cuenca posee un lóbulo alargado en el que se identifican como mínimo cinco etapas hasta su conformación actual, relacionadas a procesos de erosión remontante. Este proceso ha ocasionado la expansión de la cuenca hidrográfica con el progreso gradual hacia su cabecera, mediante la incisión fluvial en la parte alta del río, como una consecuencia directa de la caída del nivel base, relacionado a causas geotectónicas y morfodinámicas presentes en esta zona.

In The Combeima River Basin, located in the department of Tolima, on the eastern slopes of the Cordillera Central of Colombia, several events of crustal deformation associated with major faults systems are evident. System failures such as The Otu - Pericos and Ibagué faults controls the deformational phases observed in the field. The basin has an elongated lobe, in which at least five depositional episodes can be identified and that are related to headward erosion processes. This process has resulted in the expansion of the basin towards its headwater through fluvial incision in the upper river as a direct consequence of the drop of its base level, related to geotectonic and morphodynamic processes present in this area.

APLICACIÓN DE UNA METODOLOGÍA DE PROCESAMIENTO E INTERPRETACIÓN DE INFORMACIÓN MAGNETOTELÚRICA SOBRE VARIOS PERFILES LOCALIZADOS EN LA ZONA OCCIDENTAL DEL VOLCÁN NEVADO DEL RUÍZ - COLOMBIA

Este trabajo está enmarcado dentro de un proyecto de investigación geotérmica cofinanciado por ISAGEN y COLCIENCIAS denominado "Modelación de la Estructura Resistiva del Subsuelo a Partir de Sondeos Magnetotelúricos en Áreas Geotérmicas De Colombia, Caso Nevado Del Ruíz", en el cual a través de un acuerdo de cooperación entre la Universidad Autónoma de México (UNAM), el Servicio Geológico Colombiano (SGC) y el Centro Internacional de Física (CIF), se ha adquirido información magnetotelúrica compuesta de 105 sondeos localizados al occidente del Nevado del Ruiz. En este trabajo se ilustra la aplicación de una metodología de procesamiento y modelamiento con base en 58 sondeos asociados a cinco (5) perfiles. La selección de los perfiles se realizó siguiendo criterios como alta densidad de estaciones, proximidad a un pozo perforado en la zona y la posibilidad de atravesar algunas de las estructuras geológicas de superficie más relevantes. En el procesamiento de la información de campo se han utilizado los software SSMT2000 y MTEDITOR de la casa Phoenix Geophysics, en los cuales están programados los algoritmos básicos de procesamiento tales como la transformación al dominio de las frecuencias, el cálculo de los espectros cruzados y auto espectros y la función de transferencia magnetotelúrica; de esta manera es posible obtener como un primer resultado los sondeos magnetotelúricos (MT) expresados en valores de resistividades aparentes y fases para cada frecuencia. Para la etapa de modelamiento se utilizó el software WinGLink de la casa Geosystem. Como primera aproximación se realizaron inversiones 1D. Se utilizó el invariante del tensor de impedancias con el algoritmo de Bostick (transformada de Bostick), con el algoritmo de Occam y adicionalmente con el modelo discreto de capas de resistividades. Tras un análisis de la dimensionalidad se pasó a la inversión 2D. El procedimiento consistió en rotar el tensor de impedancias a los ejes principales (como primera aproximación) para los perfiles orientados NW (MT 1 y MT 2) y SW (MT 3) y rotar el tensor en dirección E-W para los perfiles orientados N-S (MT 4 y MT 5), selección hecha a partir de la direccionalidad del strike regional encontrado. Para los modelos 2D se usaron los dos modos electromagnéticos (TE y TM) simultáneamente en el proceso de inversión. Finalmente se obtuvieron modelos de resistividad eléctrica a lo largo de los cinco perfiles magnetotelúricos en donde se puede observar que son más precisos los modelos 2D debido a la alta complejidad de la zona (puesto que se aproximan mejor a la información presente en los sondeos).

This work is framed within a geothermal research project cofinanced by ISAGEN and COLCIENCIAS called "Modeling Subsurface Structure Resistive From Surveys Magnetotelluric In Geothermal Areas Of Colombia, Case Nevado Del Ruiz" In which through a cooperative agreement between the Universidad Autónoma de México (UNAM) the Servicio Geológico Colombiano (SGC) and the Centro Internacional de Física (CIF) has been acquired magnetotelluric information composed of 105 soundings located to west of the Nevado del Ruiz. This paper illustrates the application of a methodology for processing and modeling based on 58 soundings associated with five (5) profiles. The selection of the profiles was performed using criteria such as high density of stations, proximity to a well drilled in the area and the possibility of crossing some of the surface geological structures most relevant. In the data field processing, the SSMT2000 and MTEDITOR software were used, both from the Phoenix Geophysics House, which are programmed in the basic processing algorithms such as transformation to the frequency domain programmed, the cross spectra and auto spectra, and magnetotelluric transfer function; thus is possible to obtain as a first result the MT (magnetotelluric) soundings values expressed in apparent resistivities and phases for each frequency. For the modeling state we used the winGlink software from the Geosystem house. As a first approximation 1D inversion were made. The invariant curve of the impedance tensor with Bostick algorithm (Bostick Transform), with Occam algorithm and additionally with the model resistivities discrete layers were used. After an analysis of the dimensionality is passed to the 2D inversion. The procedure consisted of rotating the impedances tensor to the main axes (as a first approximation) for profiles oriented NW (MT 1 and MT 2) and SW (MT 3) and rotate the tensor in EW direction for profiles oriented NS (MT 4 and MT 5), selection made from regional strike directionality found. For the 2 models, two electromagnetic modes (TE and TM) simultaneously in the inversion process were used. Finally, electrical resistivity models were obtained along five magnetotelluric profiles where we can observe that 2D models are more accurated due to the high complexity of the area (as best approach to information present in soundings).

PETROGRAFÍA Y GEOQUIMICA DEL NEIS DE NECHÍ

El Neis de Nechí aflora dentro del terreno Tahami, al occidente de la Falla Otú-Pericos en la Serranía de San Lucas; se extiende como una franja de 35 km de largo por 10 km de ancho, desde El Porvenir (al sur) hasta el corregimiento Méjico (al norte); comprende neises y granofels cuarzo feldespáticos con anfíbol y biotita; presenta sectores donde la roca conserva el aspecto ígneo del protolito y sectores con estructura néisica con bandas granulares intercaladas con bandas néisicas. El metamorfismo regional sobre impuesto alcanzó la facies anfibolita baja, representada por la asociación cuarzo-plagioclasa-biotita-epidota-esfena y los minerales heredados del protolito ígneo son: hornblenda-cuarzo-ortoclasa-plagioclasa. Dentro de la unidad se observan vetas de cuarzo lechoso con mineralización de oro y polisulfuros y diques de pegmatitas de cuarzo y plagioclasa. La geoquímica de óxidos mayores y elementos trazas ubican las rocas dentro de la serie calcoalcalina alta en K, formadas a partir de un protolito ígneo intermedio, localizándolas en el diagrama TAS en los campos de las tonalitas y dioritas. El comportamiento de los elementos traza y las tierras raras indican que el protolito se desarrolló en un ambiente de arco, con enriquecimiento en elementos traza ligeros y empobrecimiento de los trazas pesados, con afinidad hacia los magmas magnesianos. La edad U/Pb obtenida en circones de 277,3 ± 3,0 Ma (Pérmico), fue interpretada como edad de intrusión del granitoide; si se asocia con los resultados geoquímicos, permite sugerir la existencia de un arco plutónico de margen continental relacionado a subducción, que intruyó un basamento más viejo, el cual fue sometido a metamorfismo regional durante el Triásico, afectando todo el conjunto y arrojando una edad de metamorfismo de 236,4 ± 6,6 Ma similar al del Complejo Cajamarca.

The Nechi's Gneiss outcrops within the Tahami terrain to the west of the Otu-Pericos fault, and It's located in the San Lucas range. It extends from El Porvenir, in the southern part, as a band of 35 Km length by 10 Km wide, to the Mejico's town in the northern part. It is composed by quartzfeldespathic gneisses and granofels with amphibole and biotite, in some areas, these rocks present igneous aspect from their protolith and sectors with gneissic structure with granular bands interspersed with gneissic bands. The subsequent regional metamorphic reached low amphibole facies, is represented by quartz-plagioclase-biotite- epidote- titanite association, and the inherited igneous minerals from protolith are: hornblende, quartz, orthoclase, plagioclase. Inside the unit, milky quartz veins with gold and polysulphures mineralizations, and pegmatites dikes of quartz and plagioclase are observed. The majors oxides chemistry and traces elements, place these rocks among of the high in K calc-alkaline series, which are formed from an intermediate igneous protolith, located in the TAS diagram in the tonalities and diorites fields. The traces elements and rare earth elements behaviour suggests that the protolith was developed in an arc environment with enrichment in light traces elements and impoverishment of heavy traces, with affinity to magnesian magmas. The U/Pb zircons age is 277.3± 3.0 Ma (Permian), it was interpreted as the granitoide's intrusion age. This age and the geochemistry analysis allow to suggest the existence of a plutonic arc of continental margin, related to subduction, which intruded the oldest basement that was submitted to regional metamorphism during the Triassic; affecting the whole unit, besides of giving a metamorphism age of 236.4 ± 6.6 Ma, similar to Cajamarca Complex.

DESCRIPCIÓN DE UNA NUEVA UNIDAD DE LAVAS DENOMINADA ANDESITAS BASÁLTICAS DE EL MORITO - CORRELACIÓN REGIONAL CON EVENTOS MAGMÁTICOS DE ARCO

La unidad Andesitas basálticas de El Morito aflora en la zona de convergencia del basamento oceánico de la Cordillera Occidental y el basamento continental de la Cordillera Central, junto a la Formación Combia; está constituida por basaltos y andesitas basálticas con textura porfirítica, tiene fenocristales de plagioclasa y clinopiroxeno principalmente y ocasionalmente olivino y ortopiroxeno que flotan en una matriz microcristalina con textura fluidal a pilotaxítica; corresponden a lavas de series shoshoníticas con valores más altos en K2O, Na2O, P2O5 y valores mayores en los elementos de tierras raras livianas Rb, Ba, Th, U, K, La, Ce, Pr, Sr, P, Nd, Zr, Sm y Eu y menores en Ti, Y, Yb y Dy, que las lavas calcoalcalinas de la Formación Combia. La edad de las unidades del Arco de El Botón de afinidad shoshonítica corresponden al rango entre 9 y 12,5 Ma incluyendo las Andesitas basálticas de El Morito, mientras las edades de unidades que hacen parte de la Formación Combia están en el rango de 6 a 8,5 Ma.

El Morito basaltic Andesite unit outcrops in the converging zone of the oceanic basement of the western cordillera and the continental basement of the central mountain range, beside the Combia Formation. It is formed by basalt and basaltic andesite with porphyritic texture, it has phenocrysts of plagioclase and clinopyroxene mainly, and occasionally olivine and orthopyroxene that float on a microcrystalline matrix with a fluidal texture to phyllotaxis; they correspond to shoshonitic magma series with highest values in K2O, Na2O, P2O5 and major values in the elements Rb, Ba, Th, U, K, La, Ce, Pr, Sr, P, Nd, Zr, Sm and Eu and minor values in Ti, Y, Yb y Dy, than the calc-alkaline magmas of the Combia Formation. The age of the units of the Arco de El Botón which has shoshonitic affinity, corresponds to a range between 9 and 12.5 Ma, including the basaltic andesite of El Morito, while the ages of the units belonging to the Combia Formation are located in the range from 6 to 8.5 Ma.

CONSIDERACIONES PETROGENÉTICAS Y GEOCRONOLOGÍA DE LAS ROCAS ÍGNEAS PORFIRÍTICAS AFLORANTES EN LA QUEBRADA VENTANAS (MUNICIPIO ARBOLEDAS, NORTE DE SANTANDER, COLOMBIA): IMPLICACIONES METALOGENÉTICAS

En el sector de la quebrada Ventanas (sector suroccidental del municipio Arboledas; Norte de Santander), se reconoce la presencia de rocas ígneas porfiríticas de composición riodacítica, las cuales fueron datadas por U-Pb en circones mediante el método de LA-ICP-MS (Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma -Mass Spectrometry), arrojando una edad de 13.9±0.2 Ma (Langhian; Mioceno, Neógeno). Los datos petrográficos y geoquímicos de éstas rocas, indican que éstas se formaron en un contexto de subducción, en ambientes de arco magmático de margen continental. Las altas relaciones Sr/Y (entre ~44.0 y 94.3) y la ausencia de anomalía negativa en Eu en éstas rocas, apuntan a que éstos magmas debieron tener un alto contenido de volátiles y por lo tanto pueden tener un alto potencial para formar mineralizaciones de tipo pórfido de Cu-Au-Mo. Considerando que el magmatismo del Neógeno se manifiesta igualmente en el Distrito Minero de Vetas y California (unos 40 km al SW del área de estudio); en donde ha sido relacionado con procesos de interés metalogénico; es posible suponer que el emplazamiento de estos magmas debió haber sido facilitado por la alta permeabilidad cortical generada por algunas fallas de dirección NE que afectan al Macizo de Santander (por ejemplo: Suratá-Arboledas y Cucutilla). Por consiguiente, las áreas localizadas a lo largo de estas estructuras pueden tener un gran interés para la exploración de depósitos minerales relacionados con procesos magmático-hidrotermales.

Around the Ventanas creek (southwestern sector of the Arboledas town, North Santander), porphyritic igneous rocks of rhyodacitic composition have been recognized and dated by zircon U-Pb methods using LA-ICP-MS (Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry) yielding an age of 13.9 ± 0.2 Ma (Langhian; Miocene, Neogene). Petrographic and geochemical data obtained from these rocks indicate that their origin is likely subduction-related, and that they were emplaced in a continental magmatic arc context. The high Sr/Y values (between ~ 44.0 and 94.3) and the absence of marked negative Eu anomalies suggest that the related magmas had high volatile contents, and therefore may have a high potential to form Cu-Au-Mo porphyry mineralization. Considering that the Neogene magmatism has been also reported in the California-Vetas Mining District (located ~40 km to SW of the studied area), where it is known to be related to metallogenic processes, we infer that the magma emplacement could have been facilitated by the high crust permeability generated by NE-trending faults affecting the Santander Massif (e.g. Arboledas-Suratá and Cucutilla faults). Therefore, other areas located along these structures can be considered of great interest for mineral exploration because of the related magmatic-hydrothermal processes.