Boletín de Geología

Flattening factor estimation of the magnetic inclination and its implications in the Jurassic tectonic models in the NW margin of South America

Resumen Las reconstrucciones paleogeográficas y los modelos tectónicos se complementan con el paleomagnetismo, ya que las rotaciones son calculadas con base en la declinación magnética y las paleolatitudes se derivan de la inclinación magnética. Los procesos de enterramiento y compactación en rocas siliciclásticas pueden causar aplanamiento de la inclinación y por tanto una subestimación de la paleolatitud. Aunque diferentes técnicas se han propuesto para calcular el factor del aplanamiento, estas requieren conjuntos de datos significativamente altos y procesos de laboratorio tediosos o sofisticados. Este trabajo propone calcular el factor de aplanamiento de la inclinación magnética mediante la combinación de técnicas rutinarias como la Anisotropía de la Susceptibilidad Magnética (ASM) y el paleomagnetismo. Se reportan resultados de ASM en 63 muestras del Grupo Girón, como complemento para el cálculo de la corrección de la inclinación magnética para un total de 103 sitios en rocas del Triásico al Cenozoico distribuidos en la Cordillera Oriental, Macizo de Santander y Catatumbo. Se aplicaron 4 filtros a los datos disponibles y se elaboraron 4 modelos curve fit. El valor medio del factor de aplanamiento calculado muestra un factor de 1,04 ± 0,6, sugiriendo que la inclinación magnética no ha sido afectada por aplanamiento y los valores de las paleolatitudes no varían significativamente. Un error tan alto se debe a que hay una mezcla de 2 grupos de datos, uno con inclinaciones someras y latitudes cercanas a su posición actual y otro con inclinaciones mayores y latitudes en el hemisferio sur. Por esto, se aplicó un filtro de inclinaciones muy altas y bajas, dejando las intermedias, obteniendo un nuevo factor de aplanamiento de 0,93 ± 0,22. El método de corrección usando el filtro de inclinaciones muy altas y bajas en datos de la Cordillera Oriental es efectivo para corregir inclinaciones intermedias-altas en rocas del Jurásico Inferior.

Abstract Paleogeographic reconstructions and tectonic models are complemented by paleomagnetism, since vertical axis rotations are calculated using magnetic declination, and paleolatitudes are derived from magnetic inclination. In siliciclastic rocks, the flattening process may cause inclination shallowing and, therefore, an underestimation of paleolatitudes. Different techniques have been proposed to calculate the flattening factor, however, some require massive databases and demanding or specialized laboratory processes. A less-used method that combines the Anisotropy of Magnetic Susceptibility and Paleomagnetism allows us to calculate the flattening factor. Results of Anisotropy of Magnetic Susceptibility in samples of the Girón Group and the results of inclination shallowing are reported for a total of 103 sites in rocks from the Triassic to the Cenozoic distributed in the Eastern Cordillera, Santander Massif and Catatumbo. Four filters were applied to the data set and four curve fit models were run, the mean flattening value calculated is 1.04 ± 0.6, suggesting that the magnetic inclination has not been affected by inclination shallowing, therefore, the paleolatitude values do not vary significantly. However, such a high error is due to a mixture of two groups of data, one with shallow inclinations and latitudes close to its current position and another group with greater inclinations and latitudes in the southern hemisphere. Based on this premise, we applied a new filter of very high and shallow inclinations, leaving the intermediate ones, to obtain a flattening factor of 0.93 ± 0.22. The correction method using the new filter in the Eastern Cordillera data set is effective in correcting medium to high inclinations in Lower Jurassic rocks.

Anomalous apparent resistivity events from 2018 to 2021 and their possible association with the seismic activity of the Bucaramanga Seismic Nest, Colombia

Resumen Tres estaciones magnetotelúricas, ubicadas sobre la Cordillera Oriental de Colombia y pertenecientes a la Red Geofísica de la Universidad Nacional de Colombia (TUNJ, USME y VCIO), han sido utilizadas para detectar anomalías espaciales y temporales de la resistividad aparente a una profundidad superior a 200 km, en el período abril de 2018 hasta junio de 2021. A partir de este monitoreo se observó que existen anomalías transitorias horas antes de la crisis sísmica del 23 de abril de 2018 en el Nido Sísmico de Bucaramanga (NSB). Dentro de los principales hallazgos de este trabajo, se pudo identificar una posible asociación entre anomalías de resistividad aparente previas o durante cuatro eventos sísmicos con 3,3 ≤ Mw < 4,3 a una profundidad de 115 ≤ H < 154 km el 23 de abril de 2018. La asociación entre anomalías de resistividad y eventos sísmicos se explica por otros autores como un proceso de migración de fluidos, el cual genera presión de poro que supera el esfuerzo efectivo y provoca el fracturamiento dentro del NSB.

Abstract Three magnetotelluric stations located on the Eastern Cordillera of Colombia and belonging to the Geophysical Network of the National University of Colombia (TUNJ, USME, and VCIO) have been used to detect spatial and temporal anomalies in apparent resistivity to depths exceeding 200 km, in the period from April 2018 to June 2021. From this monitoring, it was observed that transient anomalies took place hours before the seismic crisis of April 23, 2018, in the Bucaramanga Seismic Nest (BSN). Among the main findings of this work, it was possible to identify a potential association between apparent resistivity anomalies prior to or during four seismic events with 3,3 ≤ Mw < 4,3 at a depth of 115 ≤ H < 154 km on April 23, 2018. The association between resistivity anomalies and seismic events is explained by other authors as a fluid migration process, which generates pore pressure that exceeds effective stress and causes fracturing within the BSN.

Petrophysical characterization of the reservoir in the Santa Cruz oilfield in Cuba

Resumen En la Franja Norte Petrolera Cubana aparece un grupo de yacimientos con reservorios carbonatados, pertenecientes a las formaciones del Grupo Veloz, dentro de la Unidad Tectono Estratigráfica Placetas. Tienen una historia común, donde su composición es similar. Sin embargo, las propiedades varían de un yacimiento a otro y dentro de un mismo yacimiento, para diferente posición de los pozos. A partir de esta realidad, se han realizado diferentes estudios, que han descubierto los factores que pueden mejorar o impedir las producciones. La geología compleja de pliegues y escamas juega un papel importante en las diferencias, donde una fracturación estructurada mejora la permeabilidad de las rocas. El presente trabajo se desarrolla en el yacimiento Santa Cruz, en los pozos ubicados en los tres bloques que lo constituyen, luego de seleccionar un grupo de pozos claves, representativos de cada bloque, que cuentan con un set de registros convencionales completo en el reservorio, el registro de imágenes eléctricas de pared de pozo (FMI) y la litología descrita en los pozos mediante los ripios de la perforación. El objetivo principal fue caracterizar el reservorio del yacimiento por petrofísica. Como resultado se calcularon las propiedades de reservorio: volumen de arcilla, porosidad efectiva, saturación de agua y espesores efectivos luego de establecer los valores límites o cut off en cada sector o bloque. Por último, se evaluaron las propiedades geomecánicas en un pozo clave.

Abstract In the Cuban Northern Oil Belt there is a group of oilfields with carbonate reservoirs, belonging to the Veloz Group formations, within the Placetas Tectonic Stratigraphic Unit. These oilfields have a common history, where their composition is similar. However, the reservoir properties vary from one to another and within the same reservoir due to different wells locations. Based on this reality, several studies have been executed, which have discovered factors that can enhance or hinder production. The complex geology of folds and sheets plays an important role in the differences, where a structured fracturing improves the permeability of the rocks. The present paper is developed in the Santa Cruz oil field, where key wells were selected to represent each of the three blocks that constitute it. The wells selected for the analysis have a complete set of conventional logs in the reservoir, the electrical borehole imaging (FMI) log and the lithology described in the wells with the borehole cuttings. The principal objective was to characterize the oilfield reservoir by petrophysic. As a result, reservoir properties were calculated: clay volume, effective porosity, water saturation and effective thicknesses, after establishing cut off values for each sector or block. Additionally, geomechanical properties were evaluated in a key well.

Process mineralogy of monazite concentrate from gold mining (El Bagre, Colombia)

Resumen En el beneficio del oro aluvial se dan procesos de concentración de minerales pesados, muchos de ellos de gran interés económico. Dentro de estos, la monacita es uno de los más preciados, ya que se trata de un ortofosfato anhidro de elementos de las tierras raras (ETRs), conocidos por poseer extraordinarias propiedades catalíticas, eléctricas, magnéticas y ópticas. Para este trabajo fueron utilizadas muestras de concentrado procedentes de las colas de proceso de una operación aluvial de oro en Cambiar por: El Bagre-Antioquia (Colombia). A la muestra se le practicaron procesos de concentración gravimétrica, separación magnética y electrostática, con el fin de obtener un concentrado de monacita lo más puro posible. Para optimizar la caracterización mineralógica, el concentrado fue separado en varias fracciones granulométricas, de las cuales fueron seleccionados los granos de las fracciones más gruesas mediante lupa binocular, para ser posteriormente analizados por FTIR y SEM, como soporte, para la interpretación de resultados de DRX. Se encontraron seis fases minerales principales: monacita, clinocloro, almandino, clinozoisita, zircón y ferroactinolita. También, se identificaron otros minerales en cantidades menores como la calcita, flogopita, siderita, dolomita, cuarzo, ferrosilita y cromita, lo que muestra que el proceso de concentración no fue eficiente y podría tener efectos negativos en los procesos de extracción de ETRs, lo cual podría resultar en productos impuros. En este sentido, se proponen mejoras al proceso de concentración de monacita actual, con base en los resultados de la mineralogía del proceso y en las diferencias de sus susceptibilidades gravimétricas, magnéticas y electrostáticas.

Abstract In alluvial gold beneficiation, processes of heavy mineral concentration take place, many of which are of great economic interest. Among these, monazite is one of the most valuable, since it is an anhydrous orthophosphate of rare earth elements (ETRs), known for possessing extraordinary catalytic, electrical, magnetic, and optical properties. For this study, concentrate samples from the process tails of an alluvial gold operation, in El Bagre-Antioquia (Colombia) were used. The sample was subjected to gravimetric concentration, magnetic and electrostatic separation, in order to obtain monazite concentrate as pure as possible. To optimize the mineralogical characterization, the concentrate was separated into several granulometric fractions, from which grains from the coarsest fractions were selected using a binocular loupe, to be subsequently analyzed by FTIR and SEM, as support, for interpreting XRD results. Six main mineral phases were found: monazite, clinochlore, almandine, clinozoisite, zircon and ferroactinolite. Additionally, other minerals were identified in smaller quantities such as calcite, phlogopite, siderite, dolomite, quartz, ferrosilite and chromite, indicating that the concentration process was not efficient and could have negative effects on the extraction processes of ETRs, which could result in impure products. In this regard, improvements to the current monazite concentration process are proposed, based on the results of process mineralogy and the differences in their gravimetric, magnetic, and electrostatic susceptibilities.

Metallographic and microthermometric characterization of the Estrella-Diamantina project, Remedios-Segovia-Zaragoza Mining District, Antioquia-Colombia

Resumen El proyecto de exploración Estrella-Diamantina se encuentra localizado en el flanco oriental de la Cordillera Central, en el sector norte del distrito minero Remedios-Segovia-Zaragoza (DMRSZ), al oeste del sistema de fallas Otú-Pericos, y hospedado en rocas metamórficas del Complejo Cajamarca. Las características de los fluidos mineralizantes fueron analizadas usando petrografía de minerales de mena y alteración, complementado con un análisis de ICP-MS. La evolución composicional y termal de los fluidos mineralizantes fue interpretada con base en la petrografía de inclusiones fluidas y en un análisis microtermométrico. Los análisis de geoquímica multielemental permitieron identificar las asociaciones Au-Ag, Au-Pb, Au-Zn y Au±Cu. Se definieron cuatro etapas mineralizantes: la primera etapa está caracterizada por Qz1+Py1+Ccp1+Po+Cbn con temperaturas de homogenización entre 188,6° y 225°C y salinidades entre 3,14% y 12,05% (%wt NaCl equiv.). La segunda y principal etapa mineralizante está caracterizada por Qz2+Cal1+Py1+Ccp2+Po+Gn1+Sp+Au1, con temperaturas entre 159,2° y 210°C y salinidades menores a 9,86% (%wt NaCl equiv.). La tercera etapa mineralizante está representada por Qz3+Qz4+Gn2+Au2±Mk con temperaturas que oscilan entre 157° y 204°C y salinidades de 0,88% y 8,8% (%wt NaCl equiv.). La cuarta etapa mineralizante y el cierre del sistema está caracterizado por vetillas de Cal2+Py3, con temperaturas desde 103,8° hasta 140°C y salinidades entre 0,18% y 3,71% (%wt NaCl equiv.). La asociación mineralógica indica que el fluido mineralizante era neutro a ligeramente alcalino y relativamente reducido con base en la ausencia de hematita y la coexistencia de pirita y clorita. Bajo estas condiciones, los iones HS2 o HS- fueron las especies de sulfuro dominantes en el fluido hidrotermal y, consecuentemente, los iones complejos Au (HS)2- o Au (HS) fueron probablemente los iones complejos para el transporte del oro. Con base en los resultados presentados aquí, el sistema vetiforme mineralizado Estrella-Diamantina muestra características similares a los depósitos de oro orogénico.

Abstract The Estrella-Diamantina exploration project is located on the Eastern flank of the Central Cordillera, in the northern zone of the Remedios-Segovia-Zaragoza Mining District (DMRSZ), to the west of the Otú-Pericos fault system and hosted in metamorphic rocks of the Cajamarca Complex. The characteristics of ore-forming fluids were analyzed using alteration and ore-minerals petrography which were complemented by ICP-MS analyses. The thermal and compositional evolution of the ore-forming fluids were accessed using petrography of fluid inclusion and microthermometry analysis. The multi-element chemical analysis allowed the identification of Au-Ag, Au-Pb, Au-Zn, and Au±Cu as the principal associations within the veins. Four mineralizing stages were defined within the system: the first stage is characterized by Qz1+Py1+Ccp1+Po+Cbn with homogenization temperatures between 188.6° and 225°C and salinities between 3.14% and 12.05% (%wt NaCl equiv.). The second and main mineralized stage is characterized by Qz2+Cal1+Py1+Ccp2+Po+Gn1+Sp+Au1, with temperatures between 159.2° and 210°C and salinities less than 9.86% (%wt NaCl equiv.). Qz3+Qz4+Gn2+Au2±Mk represent the third mineralizing stage, with temperatures ranging between 157° and 204°C and salinities ranging from 0.88% to 8.8% (%wt NaCl equiv.). The fourth mineralizing stage and the closure of the system are characterized by Cal2+Py3 veins, with temperatures ranging from 103.8° to 140°C and salinities between 0.18% and 3.71% (%wt NaCl equiv.). The mineralogical association indicates that the ore-forming fluids was neutral to slightly alkaline and relatively reduced based on the absence of hematite and the coexistence of pyrite and chlorite. Under these conditions, HS2 or HS- ions were the dominant sulfide species in the hydrothermal fluid and, consequently, Au (HS)2- or Au (HS) complex ions were probably the complex ions for gold transport. Based on the results presented here, the Estrella-Diamantina mineralized vein system shows characteristics of orogenic gold deposits.

Carl Degenhardt and some of the first fossil reported from Colombia (South America)

Resumen La formación en geología de Carl Degenhardt (1805?-1849) le ayudó a llegar a Colombia de la mano de una compañía minera inglesa a mediados del siglo XIX. Sus recorridos desde la costa norte hasta Marmato (centro de Colombia) y desde este sector hacia otras regiones le permitieron reconocer, describir y recolectar numerosas muestras minerales, rocas y fósiles. Eventualmente estas observaciones fueron compartidas con Alexander von Humboldt, las cuales fueron publicadas por el mismo y por diferentes autores, proporcionando información valiosa para el inicio del conocimiento en geología de nuestro país. Carl Deganhardt colectó Buchotrigonia abrupta (=Trigonia abrupta), Stoyanowiceras aequatorialis (=Ammonites aequatorialis) y Toxancyloceras degenhardtii (=Hamites degenhardtii), que son algunos de los primeros fósiles reportados para Colombia por Leopold von Buch.

Abstract Carl Degenhardt's geological knowledge helped him to arrive to Colombia with an English mining company in mid-19th century. His travels from the north coast to Marmato (central Colombia) and from there to other regions, allowed him to recognize, describe, and collect numerous sample minerals, rocks, and fossils. Eventually, these observations were shared with Alexander von Humboldt, published by himself and by different authors, providing valuable information for the advancement of geological knowledge in our country. Carl Degenhardt colected Buchotrigonia abrupta (=Trigonia abrupta), Stoyanowiceras aequatorialis (=Ammonites aequatorialis) y Toxancyloceras degenhardtii (=Hamites degenhardtii), that are some of the first fossils reported to Colombia by Leopold von Buch.

Comentario al artículo "Nuevas edades, correlación y ciclo magmático de plutones de arco insular en el norte de la Cordillera Occidental de Colombia" por Rodríguez-García et al. (2023)