Falla Romeral

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LA ZONA DE FALLAS DE ROMERAL: UNA ZONA DE SUBDUCCIÓN EXTINTA DEFORMADA Y CIZALLADA QUE SIRVE DE CONTACTO ENTRE UNA LITOSFERA OCEÁNICA Y UNA CONTINENTAL EN EL NORTE DE SURAMÉRICA. Germán Chicangana Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Geociencias, Postgrado Geología Bogotá D.C., Colombia. [email protected] , [email protected]. Palabras claves: Sistema de Fallas Romeral; NW de Suramérica; Evolución Geodinámica; Modelo Geológico – Estructural; Placa Caribe, Delaminación Litosférica; Sismotectónica. RESUMEN La zona de sutura de Romeral se extiende en cerca de 1600 km desde el Este de la ciudad de Barranquilla en el norte de Colombia hasta el sureste de la ciudad de Talara al noroeste de Perú. Antes del Plioceno esta se extendía de forma continua hasta la Península de la Guajira en el norte de Suramérica. Definiéndose como el borde noroccidental del continente suramericano hasta el Eoceno Medio, esta zona de sutura se configuró inicialmente de esta forma por ser originada como el resultado de una triple junta rift – rift –rift durante el lapso Jurásico Medio a Superior, cuando este sector de Suramérica se separó de los bloques Chortis, Oaxaca y Yucatán que conformaban en ese entonces el continente norteamericano o una porción de Laurasia. Durante el resto del Mesozoico y hasta el Paleógeno temprano, la Placa paleo - Pacífica convergió bajo este sector del continente presentándose en este borde una zona de subducción la cual existió de forma continua, hasta que durante el transcurso del Paleógeno Temprano una corteza oceánica anómalamente gruesa representada por la Placa Caribe colisionó en esta zona extinguiéndola paulatinamente al norte de Suramérica desde el norte de Perú hasta el norte de Colombia, presentándose como consecuencia de ello hacía el interior del continente un fuerte régimen extensivo derivado de un gran levantamiento de la ancestral Cordillera Central hacía el borde Continental. Como resultado de esta colisión las litologías de la zona de sutura de Romeral sufrieron metamorfismo de bajo grado y algunas de la zona de subducción extinta sufrieron igualmente inversión metamórfica. Durante este ultimo lapso y hasta el Mioceno temprano, la evolución de la convergencia de las placas Suramérica, Farallón y Norteamérica producen rotaciones horarias en la Placa Caribe la cual comienza a trasladarse hacía el NE produciendo un fuerte esfuerzo cortante en esta zona sutura dando como resultado un gran desplazamiento dextral y generando con ello grandes zonas de milonitización en sus litologías más cizalladas. Con la partición de la Placa Farallón en el Mioceno Medio por parte de la junta triple de Galápagos, la Placa Caribe se desplaza fuertemente hacía el NNE colisionando con la parte sur de la placa norteamericana y quedando atrapada entre esta y el norte de Suramérica. Resultado de esto es que comienza el Bloque Costa Rica - Panamá – Choco (BCRPC) a colisionar con el NW de Suramérica, produciendo una fuerte deformación hacía la zona norte de los Andes Septentrionales y un cambio en la convergencia de la Placa Nazca con este sector del continente. El cambio de convergencia de esta ultima, produce la colisión de la dorsal de Carnegie en el sur de esta zona configurando la geometría litosférica actual del NW de Sudamérica y los estilos orogénicos de los Andes del Norte desde el Plioceno Superior hasta el presente. Lo anterior se ha venido verificando a partir de correlaciones petrogéneticas con la interpretación integral de fuentes secundarias en geología, tectónica, petrogénesis y geofísica, que se realizó con el fin de producir un modelo coherente para una caracterización sismotectónica regional de esta zona de cizalla. Esta determinó que la zona de sutura representa geológico estructuralmente a una zona de

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  • LA ZONA DE FALLAS DE ROMERAL: UNA ZONA DE SUBDUCCIN EXTINTA DEFORMADA Y CIZALLADA QUE SIRVE DE CONTACTO ENTRE UNA LITOSFERA OCENICA Y UNA CONTINENTAL EN EL NORTE DE SURAMRICA. Germn Chicangana Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Geociencias, Postgrado Geologa Bogot D.C., Colombia. [email protected], [email protected]. Palabras claves: Sistema de Fallas Romeral; NW de Suramrica; Evolucin Geodinmica; Modelo Geolgico Estructural; Placa Caribe, Delaminacin Litosfrica; Sismotectnica. RESUMEN La zona de sutura de Romeral se extiende en cerca de 1600 km desde el Este de la ciudad de Barranquilla en el norte de Colombia hasta el sureste de la ciudad de Talara al noroeste de Per. Antes del Plioceno esta se extenda de forma continua hasta la Pennsula de la Guajira en el norte de Suramrica. Definindose como el borde noroccidental del continente suramericano hasta el Eoceno Medio, esta zona de sutura se configur inicialmente de esta forma por ser originada como el resultado de una triple junta rift rift rift durante el lapso Jursico Medio a Superior, cuando este sector de Suramrica se separ de los bloques Chortis, Oaxaca y Yucatn que conformaban en ese entonces el continente norteamericano o una porcin de Laurasia. Durante el resto del Mesozoico y hasta el Palegeno temprano, la Placa paleo - Pacfica convergi bajo este sector del continente presentndose en este borde una zona de subduccin la cual existi de forma continua, hasta que durante el transcurso del Palegeno Temprano una corteza ocenica anmalamente gruesa representada por la Placa Caribe colision en esta zona extinguindola paulatinamente al norte de Suramrica desde el norte de Per hasta el norte de Colombia, presentndose como consecuencia de ello haca el interior del continente un fuerte rgimen extensivo derivado de un gran levantamiento de la ancestral Cordillera Central haca el borde Continental. Como resultado de esta colisin las litologas de la zona de sutura de Romeral sufrieron metamorfismo de bajo grado y algunas de la zona de subduccin extinta sufrieron igualmente inversin metamrfica. Durante este ultimo lapso y hasta el Mioceno temprano, la evolucin de la convergencia de las placas Suramrica, Faralln y Norteamrica producen rotaciones horarias en la Placa Caribe la cual comienza a trasladarse haca el NE produciendo un fuerte esfuerzo cortante en esta zona sutura dando como resultado un gran desplazamiento dextral y generando con ello grandes zonas de milonitizacin en sus litologas ms cizalladas. Con la particin de la Placa Faralln en el Mioceno Medio por parte de la junta triple de Galpagos, la Placa Caribe se desplaza fuertemente haca el NNE colisionando con la parte sur de la placa norteamericana y quedando atrapada entre esta y el norte de Suramrica. Resultado de esto es que comienza el Bloque Costa Rica - Panam Choco (BCRPC) a colisionar con el NW de Suramrica, produciendo una fuerte deformacin haca la zona norte de los Andes Septentrionales y un cambio en la convergencia de la Placa Nazca con este sector del continente. El cambio de convergencia de esta ultima, produce la colisin de la dorsal de Carnegie en el sur de esta zona configurando la geometra litosfrica actual del NW de Sudamrica y los estilos orognicos de los Andes del Norte desde el Plioceno Superior hasta el presente. Lo anterior se ha venido verificando a partir de correlaciones petrogneticas con la interpretacin integral de fuentes secundarias en geologa, tectnica, petrognesis y geofsica, que se realiz con el fin de producir un modelo coherente para una caracterizacin sismotectnica regional de esta zona de cizalla. Esta determin que la zona de sutura representa geolgico estructuralmente a una zona de

  • subduccin extinta completamente deformada y cizallada, la cual est mezclada con productos de una cuenca antearco junto a fragmentos de un arco volcnico ambos del Cretceo Inferior y algunos fragmentos antiguos del continente suramericano. Con esta caracterizacin se concluye que esta en la actualidad muestra una zona de debilidad reolgica, que sirve de contraste litosfrico entre una corteza ocenica gruesa y la litosfera continental, la cual presenta una tasa de sismicidad somera alta con eventos de grandes magnitudes en tiempos histricos tanto para Colombia como Ecuador. INTRODUCCIN Y METODOLOGA Como Sistema de Fallas de Romeral (SFR) se conoce a una zona de cizalla de primer orden que discurre entre los 0,5 y los 8 N, ubicndose en el flanco occidental de la Cordillera Central en Colombia. Esta zona de falla esta compuesta casi siempre por tres fallas paralelas o subparalelas que se entrecruzan en varios puntos y que por lo general se disponen en echelon (Barrero et al., 1969). Al SFR se lo ha extendido hasta el golfo de Guayas en Ecuador (Risnes, 1995; Aspden et al., 1992 a; Litherland y Aspden, 1992), como tambin como hasta los 11,5 N al Este de Barranquilla en la plataforma Caribe colombiana (Duque, 1980). La relacin de esta zona de fallas con rocas bsicas y ultrabsicas fue realizada por primera vez por Barrero et al. (1969). Posteriormente Maya y Gonzlez (1995), organizan las litologas circunvecinas a la falla Cauca Almaguer o Romeral. Estos autores definen cuatro megaunidades litodmicas para las rocas que se emplazan a lo largo del entorno del SFR. Son estas por un lado, un basamento continental representado por el Complejo Cajamarca al este de la Falla San Jernimo. Fajas de rocas sedimentarias y volcnicas que en algunos sectores han sufrido metamorfismo de bajo grado y que se definen como Complejo Quebradagrande (Nivia et al., 1996), el cual limita al Este con el complejo Cajamarca y al Oeste con el Complejo Arqua por las fallas Silvia - Pijao. Este ultimo consiste de rocas con origen gneo y sedimentario afectadas por un metamorfismo que oscila entre un grado bajo a medio y que generalmente estn acompaadas de rocas bsicas y ultrabsicas junto con rocas con metamorfismo de alta presin y baja temperatura. Haca el Oeste del Complejo Arqua y limitando por medio de la Falla Cauca Almaguer o Romeral se presentan rocas volcnicas junto con complejos bsicos y ultrabsicos Mesozoicos cubiertos parcialmente o en contacto tectnico con intercalaciones de sedimentitas marinas Meso Cenozoicas, que representan a los denominados por Nivia (1996, 1989), como Provincia Litosferica Ocenica de la Cordillera Occidental (PLOCO) y Complejo Estructural Dagua. Aqu se propone que el SFR se dispone desde la pennsula de La Guajira al norte hasta la baha de Paita al noroeste de Per al sur (Fig. 1). Para demostrar esto se realiza la consulta de informacin secundaria sobre la tectono estratigrafa de la zona de fallas y su entorno, aplicndole a esta fundamentos sobre petrognesis gnea y metamrfica, geologa isotpica junto a regmenes tectnicos regionales y los estilos estructurales que derivan de estos en los modelos de tectnica de placas. Con esta informacin se realiza aqu de forma preliminar un modelo geolgico estructural que indica el significado sismotectnico desde un punto de vista muy regional para la zona de sutura que actualmente representa el SFR (Fig. 1), realizando para esto una reconstruccin de la evolucin geodinmica de las litosferas que dieron origen a este sistema de cizalla, complementando a esta el resultado de observaciones personales y trabajos desarrollados previamente en sismotectnica para varios sectores de este sistema de fallas en Colombia.

  • Figura 1. Mapa tectono estratigrfico simplificado del Sistema de Fallas de Romeral y su ubicacin en el continente suramericano. El SFR se dispone conforme se muestra en el trazo grueso y se muestran igualmente los principales terrenos y unidades geolgicas que jugaron un papel determinante en la evolucin de este sistema de fallas.

  • ASPECTOS PETROLGICOS Y TECTNICOS Para el entorno del SFR a partir del registro de dataciones isotpicas, se han mostrado con cierta definicin al menos 5 eventos trmicos de segundo orden para este sector de Suramrica. Tanto en Colombia (Maya, 2001, 1992; Aspden et al., 1987), como en Ecuador (Noble et al., 1997; Spikings et al., 2002, 2001, 2000; Aspden et al., 1992 a y b). A continuacin se pasa a describir cada uno de estos mostrndose su posible origen, el escenario geodinmico en que se origin y las implicaciones tectnicas que derivaron de este para la esquina noroccidental de Suramrica. Primer evento trmico El origen del primer evento trmico en este sector de la litosfera suramericana durante el lapso Prmico Trisico es la superpluma Pangeana (Maruyama, 1994) (figs. 2 A y B). La verificacin de este evento con registro isotpico en Colombia est constatado por Vinasco et al. (2003), Ordez y Pimentel (2001 a) y Maya (2001, 1992). La presencia de granitoides foliados o no con edad Trisica tanto al norte en la pennsula de La Guajira (Maya, 2001), como en la Sierra Nevada de Santa Marta (Tschanz et al., 1974), coinciden en edad como algunos que se presentan en la Cordillera Central y cuya caracterstica es la foliacin y el metamorfismo dinmico como los descritos por Vinasco et al. (2003), Maya (2001), Orrego y Pars, (1999) y Etayo et al. (1986). En Ecuador estos estn constatados por Noble et al. (1997) para el terreno Amotape y por Aspden et al. (1992 a) para la Cordillera Real. Este magmatismo indica una fase de extensin NE SW en el eje de la Cordillera Central, extendindose o mejor mostrndose igualmente en la Pennsula de La Guajira y en la Sierra Nevada de Santa Marta, sealando con esto que tanto la litosfera de la Cordillera Central como de las otras provincias fisiogrficas sufrieron el mismo evento (Fig. 2 C). En Ecuador, la Cordillera Real como extensin haca el sur de la Cordillera Central, presenta una sincronicidad con los eventos que se muestran en Colombia para la Cordillera Central, sincronicidad que se manifiesta en el Complejo El Oro en el terreno Amotape (Noble et al., 1997). Los valores altos en las relaciones Sr87/Sr86 con un orden de 0,70877 - 0,71065 en la Metatonalita de Puqui (Ordez y Pimentel, 2001a), estiman una fuente primaria cortical ensialica, las cuales coinciden igualmente con el Nes de Puqui confirmando para ambas una fuente cortical homognea. Estos valores igualmente coinciden con lo mostrado por Aspden et al. (1992 a), con los granitoides tipo S en la Cordillera Real. Igualmente se comprueba con los valores negativos mostrados para Nd (248Ma) tanto para la Metatonalita de Puqui (Ordez y Pimentel, 2001 a), como para los intrusivos del Complejo El Oro en el terreno Amotape de Ecuador (Noble et al., 1997). La presencia de intrusivos foliados o no, de carcter intermedio y correspondientes a este lapso est constatada igualmente en el Bloque Chortis (Donnelly et al., 1990) y en los terrenos Oaxaca, el Complejo de Acatln y Macizo de Chiapas del Bloque Maya (Centeno Garca y Keppie, 1999; Molina Garza et al., 1992; Yez et al., 1991; Moran Centeno, 1985). Con respecto al Complejo de Acatln, se observa que intrusivos contemporneos a los de Suramrica presentan una mayor contaminacin cortical con Nd de valores positivos (Yez et al., 1991), indicando un adelgazamiento litosfrico mayor en el bloque Maya que con respecto a la situacin de los Andes Septentrionales en dicho lapso. Lo anterior conlleva a indicar que los valores altos en la relaciones Sr87/Sr86 y los valores negativos de Nd contemporneos, sealan un magmatismo que se extiende por todo este lapso que geoqumica e isotpicamente lo determinan en un ambiente petrogentico correspondiente a una fase pre rifting continental (Wilson, 1989), originado por la influencia de la superpluma Pangeana. La relacin de las cortezas continentales comunes tanto para los bloque Chortis y Maya como para Suramrica

  • presentan afinidades geoqumicas (Noble et al., 1997), con variables paleomagnticas similares (Molina Garza et al., Figura 2. Escenario geodinmico global del hemisferio occidental para el Trisico Superior en A y el Jursico Inferior en B. En C y D. Detalle de estos escenarios para la esquina NW de Sudamrica. Para mayor aclaracin sobre detalles de estos ltimos vase el texto. 1992), indicndose para estos bloques continentales un basamento comn de edad Mesoproterozoica asociado al denominado cinturn Grenvilliano (Kroonenberg, 2000; Yez et al., 1991) (Fig. 2C). Salvo la presencia de la zona de paleosutura de Guaicaramo, para este tiempo no es muy claro definir otras estructuras de primer orden como esta ltima, salvo lo postulado por Aspden et al. (1992 a), con la zona de fallas Las Aradas Baos Romeral que obedecen a un mecanismo de esfuerzos que gener extensin cratnica y origin una zona de cizalla regional de primer orden en este sector de Suramrica. Conforme a estos autores, aqu sealamos que posiblemente como resultado de la triple junta rift rift rift que por efecto de la superpluma Pangeana en esta poca, separ a Laurasia de Gondwana (Figs. 2 A y B). Este fenmeno produjo el magmatismo correspondiente a este evento trmico que dio origen al borde continental que para el Jursico Inferior defini el margen noroccidental de Suramrica o Gondwana, al ser este el lmite de separacin de este sector del continente con los bloques Chortis, Maya y Yucatn que formaban parte de Laurasia. A este borde aqu lo definimos como zona de cizalla de Romeral (Figs. 2 C y D).

  • Segundo evento trmico Este evento se destaca por la presencia de grandes batolitos de edad Jursico Inferior a Superior registrados isotpicamente tanto en Colombia como en Ecuador (Maya, 2001, 1992; Noble et al., 1997; Aspden et al., 1992 b, 1987 b; Etayo et al., 1986; lvarez, 1983; Tschanz et al., 1974). Este arco magmtico se emplaza entre la Sierra Nevada de Santa Marta al norte y culmina en el Batolito Zamora en la Cordillera del Cndor en el sureste ecuatoriano (Fig. 1). Sigue al igual que el magmatismo Permo Trisico una disposicin NE SE, exhibindose al Este del SFR a lo largo de la Cordillera Central en Colombia y la Cordillera Real en Ecuador. El origen de este arco no ha sido definido con claridad. En Colombia Aspden et al. (1987 b) indican que se trata de una zona de subduccin Jursica y lvarez (1983) clasifica varios de estos intrusivos como de tipo I. Para Ecuador, Aspden et al. (1992 a y b), dan una clasificacin similar a la de lvarez para los grandes Batolitos Jursicos de la Cordillera Real. Sin embargo teniendo presente consideraciones geodinmicas para este lapso que comprende el Jursico (Fig. 3 A), no existe claridad frente al origen y la presencia de este gran cinturn magmtico de carcter intermedio al NW de Gondwana. S bien es claro que el escenario para el Jursico en este sector es el de un ambiente extensivo y de rifting (Mojica y Kammer, 1995), la presencia de sedimentacin marina y de plataforma es la constante acompaada de un fuerte volcanismo tanto para Colombia y Ecuador (Kammer y Mojica, 1995; Aspden y Litherland, 1992; Etayo et al., 1986), como para el bloque Maya, aunque en este ltimo el volcanismo no es tan manifiesto como en el noroeste Suramrica, mostrndose por el contrario dos sectores con evoluciones diferentes en este lapso. Al Oeste se manifiesta una zona de subduccin y al Este fases extensivas con fuertes transgresiones marinas donde estas ltimas se destacan en gran parte del bloque Chortis y la totalidad del bloque Yucatn durante esta poca (Donnelly et al., 1990; Servais et al., 1986; Tardy et al., 1986; Moran Centeno, 1985). Figura 3. A Escenario geodinmico global del hemisferio occidental para el Jursico Superior. En B, Detalle de este escenario para la esquina NW de Sudamrica y perfil correspondiente J - J. Para mayor claridad vase el texto. Frente al origen petrogentico de los granitoides tipo I no queda muy claro de acuerdo al escenario geodinmico que se presenta durante este perodo para la esquina NW de Suramrica, si este obedece ms a una fase de rifting que a una zona de subduccin, debido al lapso tan largo de tiempo con que este magmatismo es registrado por las dataciones isotpicas. Es posible que para una fase inicial este

  • magmatismo sea un producto del efecto residual de la fase rifting la cual se viene desarroll desde el Trisico adelgazando progresivamente la litosfera continental y para el que se sugiere aqu que a partir del Jursico Medio obedezca con ms seguridad en su origen a un arco magmtico derivado de una zona de subduccin (Fig. 3B). Esta hiptesis solo puede ser confirmada realizando en futuras investigaciones geoqumicas y paleomagnticas para estos intrusivos y ciertas vulcanitas que comprenden este lapso principalmente para Colombia. El desarrollo de la tectnica regional para este lapso muestra la aparicin de grandes cizallas junto con la fisuracin cortical en tendencia normal u oblicua a la direccin de los esfuerzos de tensin originados durante esta fase de rifting, que posiblemente produjo fallas rumbo deslizantes siguiendo a algunas de estas zonas de cizalla al irse desarrollando una zona de subduccin oblicua durante el transcurso del Jursico Superior. Como ejemplos de estas megacizallas estn la Falla Palestina, los sistemas de falla Perico Mulato Ot, Chusma La Plata y fallas como la Salinas, Sibundoi y Surez al Este del SFR en Colombia junto a sistemas de fallas como Chingual, Cosanga y Mndez que se disponen en el margen oriental de la Cordillera Real en Ecuador.

    Tercer evento trmico

    Este evento se presenta a finales del Jursico Superior y se extiende durante el Cretceo Inferior hasta principios del Cenomaniano en el Cretceo Superior. Se refleja a todo lo largo del SFR y se expresa con arcos volcnicos y terrenos metamrficos junto con cinturones de rocas bsicas y ultrabsicas (Fig. 1). De destacar para este lapso es el magmatismo bsico que se manifiesta de forma clara a finales de este lapso y del cual queda constancia al Este del SFR en la Cordillera Oriental en Colombia y en la Cuenca de Oriente en Ecuador (Moreno et al., 2001; Barragn y Baby, 1999; Barragn et al., 1997). Este ltimo obedece a la actividad de la superpluma Pangeana debido al impulso final que esta present cuando se separaron frica de Suramrica en el Albiano. Por otro lado el escenario tectono estratigrfico que se muestra en el SFR y del cual Maya y Gonzlez (1995) indican con sus litodemas, dejan entrever geodinmicamente el desarrollo de una zona de subduccin durante el lapso Jursico Superior Cretceo Inferior (Fig. 4). Se estima esta edad para esta zona de subduccin debido a la contemporaneidad en las edades de los Complejos Arqua y Quebradagrande, junto con la de los emplazamientos de las rocas bsicas y ultrabsicas que acompaan este contexto tectono estratigrfico (lvarez, 1987 a y b).

    Figura 4. Escenario geodinmico para la esquina NW de Sudamrica y perfil correspondiente C - C, para el Aptiano.

  • Correlacionables con el Complejo Quebradagrande (Nivia et al., 1996; Maya y Gonzlez, 1995), en su edad y caractersticas litoestratigrficas como por la asociacin de rocas volcnicas y sedimentarias con o sin metamorfismo, son la Formacin Paraukrien en la Pennsula de La Guajira, el magmatismo que produce la Riolita Golero e intrusivos granitoides de edad contempornea en la Sierra Nevada de Santa Marta y los metabasaltos, rocas piroclsticas asociadas junto a la Formacin San Pablo en el Terreno Campamento en Colombia (Maya, 2001; Etayo et al., 1986; Tschanz et al., 1974; Hall et al., 1972). Para Ecuador esta correlacin se efecta aqu con la unidad Alao Paute en el terreno Alao en la margen occidental de la Cordillera Real (Aspden y Litherland, 1992), y la Formacin Celica al sur en el terreno Loja y en el terreno Amotape (Jaillard et al., 2002, 1999). Geoqumicamente se ha estimado que el Complejo Quebradagrande representa un ambiente magmtico localizado por encima de una zona de subduccin (Nivia et al., 1996). Para el caso de la pennsula de La Guajira y las rocas de la Sierra Nevada de Santa Marta, este tipo de comprobaciones no se ha efectuado, mientras que la unidad Alao Paute se encuentra muy deformada (Aspden y Litherland, 1992). La Formacin Celica deja entrever el desarrollo de una cuenca ante arco la cual fue controlada por un rgimen de convergencia (Jaillard et al., 2002, 1999). Los araagramas de abundancia de elementos traza mostrados para diversos puntos del Complejo Quebradagrande por Nivia et al. (1996) y por Jaillard et al. (2002) para las rocas volcnicas de la Formacin Celica en Ecuador, indican que petrogneticamente que sus magmas son derivados de una zona de subduccin (Wilson, 1989). El Complejo Arqua tal como ha mostrado su edad y caractersticas petrolgicas descritas en la literatura (Maya, 2001, 1992; Maya y Gonzlez, 1995), deja entrever que se trata de rocas gneas y sedimentarias que han sufrido diversos grados de metamorfismo, lo cual est relacionado por sus caractersticas espaciales y temporales a una zona de subduccin siguiendo para este argumento, los modelos termales y petrolgicos de evolucin metamrfica junto con los de deshidratacin de una corteza ocenica subducida, la cual est acompaada de sedimentos de fosa y que juntos siguen una trayectoria de presin versus temperatura que dan como resultado diagramas de fases que muestran un ambiente metamrfico adecuado a unas condiciones fsicas propias de una zona subduccin (Hacker et al., 2003; Peacock, 1993, 1990). Junto a estas litologas igualmente estn asociados cinturones o fajas de esquistos azules, gabros y rocas ultrabsicas asociadas que cumplen con estos modelos petrogenticos (Fig. 5). Lo anterior

    Figura 5. modelo petrogentico simplista de una zona de subduccin con alto ngulo, indicando la distribucin del metamorfismo y fases de transformacin de un plano subducido conforme a Peacock (1993), y Hacker et al. (2003 a y b). Este modelo hipottico muestra para el plano en cuestin una analoga petrolgica con el Complejo Arqua junto con las rocas mficas, ultramficas y de alta presin y baja temperatura junto a un arco volcnico como el Complejo Quebradagrande.

  • igualmente se observa en el entorno de los Complejos Arqua y Quebradagrande para varios sectores como en Pacora, Pijao, Barragn y Jambal (Maya, 2001; lvarez, 1995). Ocurre igualmente con el terreno Ruma en la Pennsula de La Guajira y con el microterreno Sevilla de la Sierra Nevada de Santa Marta (Maya, 2001; Etayo et al., 1986; Tschanz et al., 1974), en donde sus asociaciones petrolgicas muestran indicios de tratarse de una zona de subduccin. En Ecuador se presentan fajas semejantes como el Complejo Ofioltico Peltetec en el flanco occidental de la Cordillera Real y el Complejo Metamrfico Raspas en el terreno Amotape (Bosch et al., 2002; Gabrielle, 2002; Arculus et al., 1999; Aspden y Litherland, 1992; Litherland y Aspden, 1992 ; Aspden et al., 1987 a). Con respecto a la disposicin tectnica de estas fajas tal como lo muestra la cartografa geolgica (Fig. 1), Ernst (1988), seala que cuando se presenta retrometamorfismo para escenarios de zonas de subduccin como parte de su historia tectnica en rocas de alta presin y baja temperatura como los esquistos azules y eclogitas, se produce el ascenso de material subducido haca la superficie despus de desacoplarse estas del plano o slab descendente, agregando en este ascenso materiales del manto como rocas ultrabsicas. Este fenmeno se debe a los procesos de exhumacin de estas rocas, debido a los cambios en la convergencia entre las placas o a un cese completo de la subduccin. Por otro lado England y Molnar (1993), indican que la tasa de disipacin de calor por unidad de volumen en las regiones cizalladas donde se exhiben rocas con alto grado de metamorfismo yuxtapuestas con rocas de bajo grado de metamorfismo, son el producto del esfuerzo de cizalla y de la tasa de deformacin, por lo que las zonas de alto calentamiento no necesariamente coinciden con las de mayor deformacin. Esto ltimo dificulta o imposibilita determinar como las fuentes de disipacin de calor se distribuyeron en esta zona cuando esta fue activa. Al respecto, Aoya et al. (2002), estiman para estos mecanismos un sentido horario en el camino de la presin versus temperatura durante un cambio en la convergencia en el desarrollo de una zona de subduccin, lo cual est relacionado principalmente a un salto en la subduccin, interpretando para esto que una faja rocosa con metamorfismo previo y un espesor equivalente a la distancia que es perpendicular entre la antigua y la nueva zona de subduccin, deber tener un efecto sobre el calentamiento post acrecentivo, pero esta ultima no requerir una fuente especial de calor o evento tectnico. Lo anterior causa la desviacin de la condiciones pico en la temperatura del metamorfismo a una baja relacin de temperatura y presin en las geotermas contemporneas a lo largo del lmite superior de la zona de la subduccin. Con esto se muestra aqu que las condiciones de los emplazamientos de las diversas litologas que conforman el SFR, por sus caractersticas tectnicas y estratigrficas muestran sin lugar a dudas una zona de subduccin, que luego de conformarse sufri un cambio en la convergencia de esta muy posiblemente por efecto de un salto en la zona de subduccin por cambio en la convergencia o por la colisin con un terreno continental o una corteza ocenica con un espesor muy grueso como en el caso de una meseta ocenica (Aoya et al., 2002; Ernst, 1988). Con respecto a esto ltimo Cloos (1993), estima que al generarse en una zona de subduccin una colisin, se presenta la cesacin del desarrollo de esta y se produce la aparicin de una nueva zona de subduccin con su respectivo salto cambiando de manera drstica el modelo de la convergencia y movimiento de las placas inicial que dio origen a la antigua zona de subduccin. La disposicin tectono estratigrfica y los fenmenos de inversin metamrfica se cumplen tanto con el Complejo Arqua y rocas asociadas a este en lugares como Pijao y Barragn, observndose igualmente en el Complejo Metamrfico Raspas (Maya, 2001; Mojica et al., 2001; Gonzlez, 1997; Bosch et al., 2002, Gabrielle, 2002; Arculus et al., 1999). La causa de esta historia tectnica en esta zona de subduccin es el acrecentamiento y colisin durante el lapso Cretcico Superior Palegeno Temprano de fragmentos continentales y de la Provincia gnea Cretcica Colombo Caribe, terrenos pertenecientes a la placa Caribe en el margen occidental de Suramrica (Aspden y McCourt, 2002; Spikings et al., 2002, 2001; Kerr et al., 2002, 1998; Nivia, 1996; Litherland y Aspden, 1992; Aspden et al., 1987 a).

  • Desde un punto de vista de evolucin tectnica durante este evento trmico, se estima aqu el origen de las fallas de Romeral con la Falla Silvia Pijao la cual pone en lmite los Complejos Arqua y Quebradagrande en la Cordillera Central, la Falla Simarua en la Pennsula de La Guajira y el Lineamiento de Sevilla en La Sierra Nevada de Santa Marta para Colombia, en los terrenos antes anotados de estos ltimos que presentan analogas con el Complejo Arqua y los arcos volcnicos o equivalentes (Maya, 2001; Maya y Gonzlez, 1995; Tschanz et al., 1974). En Ecuador esta cizalla est representada por trazos no diferenciados de la Falla Peltetec, que separan a la Unidad Alao Paute del Complejo Ofioltico Peltetec en la Cordillera Real, la Falla Tahuin Dam entre el terreno Amotape y el Complejo Metamrfico Raspas, y la Falla Celica entre el terreno Amotape y la Formacin Celica (Bosch et al., 2002; Jaillard et al., 1999; Aspden y Litherland, 1992; Aspden et al., 1987 a). La Falla San Jernimo (Maya y Gonzlez, 1995), que en Colombia separa al Complejo Quebradagrande de la litosfera continental, no se puede identificar ni en la Pennsula de La Guajira, ni en la Sierra Nevada de Santa Marta con algn trazo equivalente en estas regiones. En Ecuador est apreciacin se puede confirmar con la Falla Baos (Aspden y Litherland, 1992), y no hay claridad de un trazo semejante para la zona de Amotape, salvo la extensin haca el sur de la Falla Baos con la Falla Las Aradas propuesta por Aspden y Litherland (1992). Es claro que estas cizallas se originaron durante el desarrollo de esta zona de subduccin en este evento trmico, pero su actual disposicin tectono estratigrfica obedece a los cambios antes expuestos durante el transcurso evolutivo de este margen continental en el Cenozoico. Cuarto evento trmico El cuarto evento trmico en la esquina NW de Suramrica se extiende desde Cretceo Superior hasta el Eoceno Superior (Ordez et al., 2001; Aspden et al., 1992 b, 1987 b). Aqu hay que tener en cuenta que los eventos trmicos que se presentan en este lapso para el occidente colombiano, estn relacionados a la actividad trmica de dos litosferas distintas, una propiamente ocenica al Oeste y otra relacionada al margen continental, por lo que estos indican escenarios geodinmicos diferentes. Para la litosfera ocenica ubicada al occidente del SFR durante el perodo comprendido entre el Aptiano Albiano se manifiesta de forma abundante la extrusin de la superpluma del Pacfico en la megacuenca del Ocano Pacfico, dando origen a un aumento exagerado de la corteza ocenica en este sector del planeta (Larson, 1991). Esta corteza conforma parte de la placa paleo - Pacfica o paleo Caribe (Mauffret y Leroy, 1997), la cual comienza a acrecentarse con el margen occidental de Suramrica durante el Campaniano en Ecuador (Aspden y McCourt, 2002; Kerr et al., 2002). Luego del evento del Aptiano Albiano en el Pacfico central, durante el lapso Cenomaniano Turoniano, se observa al parecer una resurgencia del fenmeno indicando como una caracterstica especial la presencia de lavas komatiticas y picritas con un alto porcentaje de MgO. Estas lavas se presentan en varios lugares de la Placa Caribe y en los sitios 803, 1185 y 1187 de la margen oriental de la meseta ocenica de Ontong Java y en el can submarino Kroenke el cual se dispone entre los atolones de Ontong Java y Nukumaru en la cuenca Nauru (Kerr, 2003; Mahoney et al., 2001; Arculus et al., 1999; Mamberti et al., 1999; Alvarado et al., 1997; Orrego y Espinosa, 1989; lvarez, 1987 b). La coincidencia de las edades para ambas provincias gneas, las afinidades fuertes entre las faunas Cretcicas del Caribe con las Islas Line Cuenca de Nauru (Nivia, 1989), y las caractersticas geoqumicas similares que sealan lavas de alta temperatura relacionadas a magmas primitivos o primarios que se presentan tanto en la Placa Caribe como en la Meseta Ontong Java durante el lapso Cenomaniano Turoniano, insinan la correlacin de estas cortezas con una fuente comn en su origen, o tambin a una situacin tectnico - dinmica especial que produjo un adelgazamiento extremo de la litosfera superior para que se presentaran contemporneamente estas lavas en ambas provincias gneas. Tambin hay que recalcar que la aparicin de estas lavas es excepcional para el Fanerozoico, las cuales al parecer nicamente se presentan en estas dos provincias gneas en el planeta (Kerr, 2003).

  • Lo anterior lleva a especular que durante el lapso Aptiano Turoniano ambas conformaban una sola provincia gnea y que luego de este lapso se separaron (Figs. 6 A y B). Tanto la placa Caribe como la Meseta Ontong Java presentan mediante evidencias geofsicas una corteza con alto espesor (Kerr, 2003; Maloney et al., 2001; Mauffrett y Leroy, 1997). Es posible que aqu se tratara de una sola gran provincia gnea Cretcica, y que una junta triple produjo esta extrusin excepcional con lavas que representan un magma primitivo. Esta junta triple estara conformada por la dorsal del Pacfico Oriental y posiblemente con la extensin al Oeste de uno de los ramales que definieron la junta triple rift rift - rift que separ en el transcurso del Trisico al Jursico a las placas Norteamrica y Suramrica. Figura 6. Escenario geodinmico global del hemisferio occidental para el Cretceo Superior A, y para el Paleoceno B. Mostrndose aqu el origen posible de la Placa Caribe. Vase el texto para mejor comprensin. El desplazamiento de la corteza gruesa y boyante que representa en este caso la placa Caribe junto con su posterior acrecentamiento en el margen occidental de la esquina NW de Suramrica a partir del Campaniano es la causa directa en este caso del incremento del metamorfismo dinmico en la zona de cizalla de Romeral debido al efecto de esta colisin (Fig. 7 A). Previo a esto se acrecionan los terrenos Amotape y el Chaucha - Guamote al margen continental ecuatoriano (Jaillard et al., 1999; Aspden y Litherland, 1992 a). Estas acreciones producen disminucin en el magmatismo del arco producto de la subduccin desarrollada desde el Jursico Superior en el margen continental (Ordez et al., 2001; Maya, 1992; Aspden et al., 1992 b, 1987 b). Spikings et al. (2002, 2001 y 2001), muestran mediante el modelamiento con trazas de fisin en apatito, circn y mica blanca para Ecuador, el incremento de las tasas de enfriamiento en la litosfera continental, observndose un perodo de enfriamiento para la Cordillera Real y el terreno Amotape, destacndose un primer evento para el lapso Maastrichtiano Paleoceno, el cual es coincidente con la acrecin del terreno Pallatanga en el extremo sur del margen continental de Suramrica y un segundo evento para el Eoceno Medio con la acrecin en este margen del terreno Macuchi (Aspden y McCourt, 2002; Kerr et al., 2002). Igualmente estos autores muestran para la Cordillera Occidental en Ecuador, una cada en el calentamiento, pero se observa en esta ltima regin que esta cada no es tan constante como en las otras regiones en ambos casos, por lo que se interpreta aqu que lo que ocurre es que se producen saltos en la zona de subduccin ya que el magmatismo se mantiene en esta ltima expresando la aparicin y la presencia de arcos volcnicos en este sector del borde continental (Aspden y McCourt,

  • 2002; Kerr et al., 2002; Reynaud et al., 1999). Se destaca que esta colisin en su primera fase produjo el levantamiento y exhumacin de litologas de la Cordillera Real, produciendo igualmente metamorfismo y cizallamiento en las litologas pre existentes en los terrenos Loja y Salado, por efecto del calentamiento y cizalla del evento metamrfico que se presenta entre el Cretceo Superior y el Palegeno (Spikings et al., 2001). En Colombia se observa que este acrecentamiento se va produciendo paulatinamente haca el norte hasta el Eoceno Medio (Nivia, 1996; Duque, 1984, 1980), Figura 7. Escenario geodinmico para la esquina NW de Sudamrica y perfil correspondiente P - P, para el Paleoceno en A, y para el Eoceno Medio con el perfil E E en B. En estas graficas se observa el desarrollo de la acrecin, colisin y transcurrencia de la placa Caribe durante el Palegeno en este margen continental y las consecuencias que derivaron de este evento sobre el SFR. Vase el texto para mayor comprensin. produciendo una inconformidad de primer orden para este sector de los Andes septentrionales y la plataforma Caribe colombiana al acrecentarse la PLOCO y el Prisma San Jacinto (Fig. 7 B). Como resultado de esta colisin la cual al parecer es oblicua y debido al desplazamiento en sentido dextral de la placa Caribe haca el NE en este margen durante el transcurso del Palegeno (Figs. 7 A y B), se produce a su vez la exhumacin paulatina de las litologas del SFR y en varios sectores el desarrollo de fajas de milonitas en estas litologas para los planos de falla correspondientes a los limites de la zona de subduccin con el arco volcnico del Cretceo Inferior, que en la cordillera Central de Colombia estn representadas por las fallas San Jernimo y Silvia - Pijao. Lo anterior produce inversin metamrfica en varios constituyentes rocosos que se emplazan en esta zona de cizalla y la aparicin de fracturas de primer orden como las Fallas Pallatanga Pujil - Peltetec Calacal en Ecuador (Kerr et al., 2002; Spikings et al., 2001; 2000), y las fallas Cauca Almaguer y Peque en la Cordillera Central en Colombia junto al Lineamiento Romeral en el Caribe colombiano, estructuras lmites de la litosfera ocenica con el margen continental pre existente. La acrecin de los terrenos ocenicos al oeste del SFR definen lineamientos estructurales de primer orden como las fallas Cauca Pata en Colombia y fallas como San Isidro El ngel, Canande, Daule Apuela, Pallatanga y el Lineamiento Toachi entre otros en Ecuador. Tal como lo esboza Cloos (1993), para colisiones en mrgenes activos, en el salto de la zona de subduccin se produce un desplazamiento de los arcos magmticos haca el Oeste y haca la zona de

  • contacto o colisional, que en este caso es el SFR, se presenta un fuerte cizallamiento acompaado de calentamiento que produce metamorfismo dinmico y desplazamiento dextral en esta zona de sutura. En litosfera inferior bajo esta zona de cizalla, estos dos factores resultantes de la colisin en el SFR, son un producto de una serie de fenmenos que conjugan un escenario de delaminacin litosfrica (Schott et al., 2000; Schott y Schmeling, 1998). El desarrollo de este escenario en la litosfera inferior puede presentar decapitacin o desintegracin parcial del plano de subduccin antiguo existente antes de la colisin, indica indirectamente con su desarrollo la distribucin espacio - temporal del magmatismo Negeno bajo este margen continental, el cual se pasa a analizar a continuacin. Quinto evento trmico Este evento comienza a manifestarse desde el Mioceno Inferior en Colombia (Risnes, 1995; Maya, 1992; Aspden et al., 1987 b). Este magmatismo es de carcter intermedio y se manifiesta bajo el margen continental en la depresin Cauca - Pata y en las cordilleras Central y Occidental en Colombia. La larga actividad en el tiempo de este magmatismo el cual obedece indudablemente al desarrollo de la convergencia de la Placa Nazca bajo el margen NW de Sudamrica desde el Mioceno Inferior es resultado del desarrollo de la triple junta de Galpagos en este sector del Pacfico Oriental (Georgen y Lin, 2002; Hey, 1998, 1977). La particin de la Placa Faralln en las placas Cocos y Nazca a partir de esta triple junta, conllev a que la placa Caribe se trasladara al ENE siguiendo el margen noroccidental de Suramrica hasta terminar encajndose entre las placas Norteamrica y Suramrica durante el Negeno (Figs. 8 A C y 9). Consecuencia final de esta convergencia es el acrecentamiento y colisin en el Negeno tardo del Bloque Costa Rica Panam Choco (BCRPC) en la esquina noroccidental de Colombia y del prisma Sin en la plataforma Caribe colombiana (Chicangana y Vargas, 2003; Chicangana et al., 2002; Duque, 1990 a y b, 1984, 1980, Escalante, 1990).

    Figura 8. Escenario geodinmico para la esquina NW de Sudamrica y perfil correspondiente M - M, para el Mioceno Inferior en A; B para el Mioceno Superior con el perfil MS MS y C para el Plioceno Inferior con el perfil P P. Las flechas negras indican la tendencia cinemtica de los principales estructuras tectnicas incluyendo al SFR, y en los perfiles a la derecha en la astenosfera se observa el resultado del salto en la zona de subduccin mostrndose el proceso de delaminacin litosfrica con el plano subducido antiguo. Vase texto para mayor claridad.

  • El desarrollo del magmatismo Negeno muestra variaciones geoqumicas sustanciales presentndose para el occidente colombiano una fuerte afinidad con material de manto durante el desarrollo de este desde el Mioceno Medio (Ordez y Pimentel, 2001 b). En Ecuador se observa que a partir del Mioceno Medio hasta el presente comienza un enfriamiento de la litosfera junto con el levantamiento y exhumacin de litologas (Spikings et al., 2002, 2001, 2000), adicionando a esto ltimo, que igualmente se presenta un cambio en la diferenciacin magmtica para el Negeno Tardo que da como resultado una mayor afinidad petrognetica haca el manto (Chiaradia y Fontbot, 2003). Esta afinidad haca el manto se observa tambin en extrusiones bsicas recientes del sur de Colombia (Rodrguez y Gonzlez, 2003). El fenmeno de un cambio en la diferenciacin magmtica de este evento trmico tanto en Colombia como Ecuador para el Negeno Tardo indica un cambio en las condiciones de la litosfera al final de este lapso. Conforme a Schott et al. (2000) y Schott y Schmeling (1998), durante un proceso de delaminacin litosferica se presenta el fallamiento del medio dctil predominante en la litosfera inferior que produce un destajamiento o decapitacin del plano subducido, dando como resultado que los fragmentos con menor densidad que el medio astenosfrico circundante ascienden y los de mayor densidad presentan boyancia negativa, condicin ltima que va en funcin de la edad del plano destajado. Igualmente el vaco dejado por este fenmeno es rellenado de forma rpida por material ascendente del manto. Al evolucionar esta situacin en la litosfera inferior, la disposicin del nuevo plano subducido haca el Oeste del SFR reconfigura esta cua astenosfrica produciendo en la litosfera adelgazada por este fenmeno, la intromisin de magmas bsicos y ultrabsicos derivados de esta cua en la litosfera superior, lo que ocasiona en muchos casos la extrusin de estos magmas cuando por regmenes extensivos regionales favorecieron la propagacin de grandes cizallas de la litosfera inferior a la superior y ayudaron a que los magmas bsicos ascendieran a la superficie. Desde un punto de vista tectnico se observa que durante la colisin de la placa Caribe en el Palegeno, se presenta un fuerte rgimen extensivo como resultado del incremento deformativo de la litosfera superior por efecto de la orognesis en la zona de colisin, que produjo la activacin de fallas normales al Este del SFR tanto en Colombia como en Ecuador en la zona tras - arco. Entre finales del Palegeno y principios del Negeno se originaron grandes fallas como producto de un rgimen transtensivo entre las que se destacan en Colombia la Falla Santa Marta - Bucaramanga (FSMB), el lineamiento Cesar y la falla Tigre (Etayo et al., 1986) en el noreste mientras que haca el suroeste se presenta la reactivacin de grandes sistemas como los que se presentan en el piedemonte oriental de la Cordillera Central, mientras que en el SFR se desarrollan cuencas de traccin en tendencia dextral como resultado del desplazamiento haca el NE de la placa Caribe (Figs 8 A y B). Con el inicio del encajamiento de la Placa Caribe entre las placas Suramrica y Norteamrica durante el transcurso del Mioceno Superior al Plioceno Temprano (Fig. 8 C), se presenta una conducta rumbo deslizante siniestral en la FSMB que desplaza el extremo norte del SFR que comprende a las regiones de la Sierra Nevada de Santa Marta y la Pennsula de la Guajira haca el NW por una gran distancia (Boinet et al., 1981). Con el acrecentamiento del BCRPC a partir del Plioceno Superior en la esquina noroccidental de Colombia (Figs. 8C y 9), se presenta una inversin en la transcurrencia en el SFR entre los 4 y los 7,5 N en donde predomina el efecto de esta ultima colisin, mientras que de los 4 N hasta los 4 S en el Golfo de Guayaquil, esta conducta se conserva dextral mientras que al sur de esta latitud esta es siniestral lo cual se verifica por la Falla Jubones (Steimann et al., 1999; Ego et al., 1996). Al completarse la colisin y emerger el istmo de Panam durante el Plioceno Superior (Duque, 1990 b), se observa que la placa Nazca en este sector presenta junto con el BCRPC una boyancia positiva por lo cual se presenta una transcurrencia siniestral al SE de Panam (Cowan et al., 1998) y subduce con bajo ngulo entre los 5,5 y los 7,5 N en Colombia (Monsalve, 1998) (Figs 10 A y 11). Resultado de esta acrecin son el emplazamiento de Fallas como Uramita, Garrapatas, y el lineamiento Sin, el cual haca el sur define la Falla Montera. Igualmente como resultado de esta

  • Figura 9. Escenario geodinmico para la esquina NW de Sudamrica y perfil correspondiente H - H, para el Presente. En esta se muestran los diferentes terrenos y unidades aloctonas que se acrecionaran durante el lapso Cretceo Superior - Palegeno al oeste del SFR y las flechas negras indican la tendencia cinemtica de los principales estructuras tectnicas del NW de Suramrica en la actualidad. colisin se presentan estructuras rumbo deslizantes como la Falla de Ibagu y la reactivacin de la Falla Espritu Santo, esta ltima perteneciente al SFR (Figs. 1 y 9). Igualmente, el desarrollo de esta acrecin produce paulatinamente el levantamiento de la Cordillera Oriental en Colombia, estimando que la propagacin del plano de subduccin de bajo ngulo de la placa Nazca al norte de los 5,5 y la convergencia de la placa Caribe, ayudan al levantamiento de este orogeno junto a la Cordillera de Mrida al Oeste de Venezuela, mediante cabalgamientos sobre la Falla Frontal de la Cordillera Oriental o Guaicaramo en Colombia y de la Falla del Piedemonte Oriental en Venezuela. La transcurrencia de la placa Caribe en este ltimo sector produce un sentido de desplazamiento dextral en la Falla Bocon. La tendencia dextral que se observa desde la Falla Cosanga en Ecuador (Eguez et al., 2003) hasta la Falla Bocon en Venezuela (Audemard et al., 2000), indica una rotacin antihoraria de la placa suramericana en este lapso, situacin que se mantiene hasta hoy (Fig. 9). Siguiendo la Fosa Colombo - Ecuatoriana se observa en el Presente que el ngulo de subduccin se incrementa hasta los 3 N (Figs. 10 B - C y 11), y que de nuevo se decrementa (Fig. 10 D) hasta los 4 S por influencia de la colisin de este margen con la Dorsal de Carnegie. Al sur de esta latitud, de nuevo este ngulo se incrementa hasta los 5 S cuando comienza a decrementarse al presentarse la subduccin plana de la placa Nazca bajo el Noroeste de Per (Gutscher et al., 1999). Esta convergencia oblicua de la placa Nazca y la dorsal de Carnegie al sur, produjeron el sucesivo levantamiento de la Cordillera Occidental en Colombia y la emergencia final de las cuencas

  • Figura 10. Perfiles hipocentrales con base en el registro de sismicidad instrumental para perodo 1993 2001 de la Red Sismolgica Nacional de Colombia RSNC (Ingeominas, 2001). Estos perfiles tienen un ancho de corredor de 1 y se basa en una base de datos con 7819 eventos los cuales fueron registrados en ms de 4 estaciones de esta red. Estos perfiles se muestran aqu sin exageracin vertical. En A se observa que a una latitud de 7 54 N, la geometra del plano de subduccin de la placa Nazca presenta un bajo ngulo. En B a los 4 55 N, este ngulo es mayor que en el anterior. En C a 3 30 N, este plano de subduccin presenta un mxima angularidad, y en C a los 2 N el ngulo del plano subducido de nuevo se reduce. SFR indica el lugar aproximado en donde se ubica la zona de cizalla de Romeral para cada perfil. Figura 11. Vista idealizada en 3D de la topografa del plano de subduccin de la placa Nazca en la Esquina NW de Sudamrica, con base en la determinacin de los perfiles hipocentrales del registro instrumental calculados en la figura anterior, la perspectiva de esta vista panormica es haca el noreste .

  • El desarrollo del ajuste de esta convergencia durante el lapso Plioceno Superior Pleistoceno Inferior produjo en varios sectores un efecto tensional para grandes cizallas litosfericas que derivan del efecto de la deliminacin litosferica. Estas grandes cizallas favorecieron la extrusin del magmatismo bsico en el sur de Colombia y la presencia de estos magmas bsicos en cuerpos intrusivos porfirticos del Negeno Tardo en Ecuador. Por el contrario, haca el norte de los 5,5 N, se observa que el magmatismo fue muy restringido y el efecto del adelgazamiento cortical por causa de la delaminacin se traslad haca el Este, situacin que produjo volcanismo ignimbritico y tobaceo en varios sectores de la Cordillera Oriental durante este ltimo lapso (Garzn, 2003). Esta ltima situacin parece que se mantiene en la actualidad con la manifestacin de fuentes termales en el altiplano Cund -boyacense y en el flanco oriental de la Cordillera Oriental (Fig. 9). Igualmente por el efecto de la delaminacin que se present en la litosfera inferior bajo este sector, se produce con esta nueva colisin en este ltimo sector, el ascenso de muchas litologas relativamente profundas de la litosfera superior para este ltimo lapso, como el basamento Mesoproterozoico y grandes intrusiones gneas resultantes del arco Jursico Cretcico como el Batolito Antioqueo entre otros. Haca el norte de los 7,5 a medida que la placa Caribe se encaja entre las placas Norteamrica y Suramrica, y por efecto de la subduccin de la placa Cocos al SW, esta se desplaza a lo largo del margen norte de Suramrica colisionando oblicuamente con la litosfera continental en este sector. Este escenario final produce grandes fallas rumbo deslizantes en sentido E W en este borde continental como las fallas de Oca y Cuisa. El desplazamiento lateral de esta placa en este sector produce el desarrollo en estas ultimas fallas de cuencas de traccin en sentido dextral. Esta conducta se mantiene hasta el presente en el noreste de Colombia y el norte de Venezuela (Audemard, 1996). Igualmente el desarrollo de esta convergencia produce a su vez rotacin en sentido horario de la Sierra Nevada de Santa Marta, produciendo un levantamiento fuerte en esta ltima, teniendo como backstop o respaldo la falla Tigre para producir su actual configuracin orognica. En la pennsula de La Guajira se produjo por este efecto un desplazamiento haca el ESE produciendo una emergencia total del basamento de esta al norte de la falla Cuisa haca el sur de esta falla y la falla de Oca. SISMOTECTONICA La sismicidad que se presenta para los diversos sectores por donde discurre el SFR en Colombia, es el resultado de la convergencia de estas placas desde el Pleistoceno Superior hasta hoy (Figs. 9, 10, 11 y 12). En el sector Caribe entre los 7,5 y los 11,5 N (Fig. 12), el campo de esfuerzos imperante mantiene un 1 predominantemente ESE (Fig. 9). En esta situacin produce una sismicidad somera con sismos con ML 4,0 y una sismicidad intermedia con ML 5,0 (Chicangana y Vargas, 2003). Histricamente se han observado sismos con MS 6,0 para la regin de influencia de la Sierra Nevada de Santa Marta destacndose en febrero de 2004 un evento de estas caractersticas con una profundidad hipocentral de 58,3 km en esta regin, registrado por la Red sismolgica Nacional de Colombia - RSNC (Ingeominas, 2004). Estos eventos se atribuyen posiblemente a la actividad de falla de Oca (Pars et al., 2000). La sismicidad instrumental en esta regin desafortunadamente esta registrada de forma muy pobre debido a la muy baja densidad de estaciones de la RSNC y el registro de los eventos se realiza con estaciones de redes lejanas como el NEIC. Debido a esto no se han podido realizar estudios concretos sobre la actividad ssmica de esta regin, lo que impide parmetros firmes para la ejecucin de estadstica sismolgica que ayude a determinar con confiabilidad la amenaza ssmica de esta regin de Colombia. Entre los 3 y los 7,5 N (Fig. 12), se observa un cambio drstico en la angularidad del plano subducido de la placa Nazca (Monsalve, 1998), con un campo de esfuerzos cuyo 1 (Fig. 9), es predominantemente NW SE (Chicangana et al., 2003, 2002). En esta regin se observa un predominio de alta actividad ssmica con eventos someros con MW 5,0 haca la regin de la Fosa

  • Figura 12. Arriba sismicidad histrica reportada por el proyecto SISRA (NEIC, 2000), para el perodo comprendido entre 1471 1991 en donde se muestran los sismos con MS > 6,5. Abajo se muestra el registro instrumental de la RSNC para el perodo 1993 2001 (Ingeominas, 2001), mostrando lactividad registrada en el SFR prale Caribe colombiano recuadro 1, entre los 3,5 y los 7,5 N recuadro 2 y entre los 0 y los 3,5 N recuadro 3. Vase texto para mayor comprensin Colombo Ecuatoriana, la costa Pacfica y la Cordillera Occidental. Igualmente se observa una gran actividad sismolgica intermedia asociada a la zona de subduccin en donde entre los 3,5 y los 5,5 N se presenta una mayor tasa de eventos con MW 4,0. Muchos de estos sismos en algunos casos

  • han producido destruccin y perdidas humanas a nivel histrico en la regin del Eje Cafetero como los eventos de noviembre de 1979 y febrero de 1995. En la regin en donde discurre el SFR, se han presentado histricamente con seguridad cerca de dos decenas de eventos macrossmicos someros con MS 4,5 para un lapso de tiempo de 450 aos, destacndose recientemente el sismo de enero de 1999 en la ciudad de Armenia con MW = 6,1. Entre los 0 y los 3,5 N (Fig. 12), el campo de esfuerzos mantiene un rgimen de esfuerzos cuyo 1 (Fig. 9), es predominantemente NE SW (Ego et al., 1996). La sismicidad de la zona de subduccin es menor que en comparacin que al norte de los 3 N, pero se destaca que en la Fosa Colombo ecuatoriana como una de las regiones con mayor actividad ssmica del mundo con macrosismos MS 6,5, cuya frecuencia es un macrosismo para menos de 20 aos en esta trinchera tanto en Colombia como Ecuador (Fig. 12). Se destaca adems histricamente la Zona de Fallas de la Cordillera Oriental entre los 1 y 2 N, con varios macrosismos con MS 6,0 que han afectado principalmente a la regin fronteriza colombo ecuatoriana. El SFR presenta aqu mayor actividad somera que al norte de los 3 N, observndose al menos 40 sismos con MS 4,5 en un lapso de 450 aos, destacndose recientemente los sismos de marzo de 1983 en la ciudad de Popayn y el de la cuenca del ro Pez en lmites de los departamentos de Cauca y Huila en junio de 1994. CONCLUSIONES La modelacin realizada aqu a partir de la evolucin petrognetica y geodinmica de las litosferas que constituyen en la actualidad el SFR y en borde occidental de la Esquina NW de Suramrica, muestra que el SFR se origin inicialmente como un borde continental derivado de la separacin de Norte y Suramrica por una junta triple rift rift rift durante el lapso Trisico Jursico Inferior. Tambin indica que se present bajo este margen el desarrollo de una zona de subduccin, la cual fue activa desde el Jursico Medio hasta el Cretceo Superior cuando comenz a ser truncada por la colisin de la placa Caribe con el margen NW de Suramrica. Desde el Palegeno Superior y hasta el presente esta zona de sutura sufri metamorfismo dinmico y exhumacin de sus litologas, mientras que el plano profundo subducido fue destajado por efecto de la delaminacin litosfrica derivada de esta colisin, la cual se produce completamente bajo esta regin de Suramrica durante el lapso Palegeno - Negeno. Se realiza aqu igualmente con fuentes secundarias que contemplan bioestratigrafa y petrognesis, la correlacin de la placa Caribe con la Meseta de Ontong Java, algo que Reynaud et al. (1999), haba realizado con las rocas del terreno Pin en Ecuador, pero que aqu se estima con una nueva modelacin geodinmica que explica un engrosamiento litosfrico anormal en la corteza ocenica del Pacfico, tratando de demostrar un pulso anormal de la Superpluma del Cretceo propuesta por Larson (1991). Esta correlacin muestra aqu la posible procedencia de la placa Caribe y muchos de los fenmenos tectnicos y estratigrficos que se observan en el SFR, los cuales derivaron principalmente de la acrecin y colisin de esta corteza ocenica con un espesor anmalo sobre esta zona de subduccin en el noroccidente de Suramrica. El consumo de la litosfera de este margen continental derivado de la delaminacin y posterior convergencia de la placa Nazca durante el Negeno ha dejado como resultado una zona reologicamente dbil, la cual se encuentra encajada entre dos cortezas rgidas de mayor extensin continental y ocenica. Esta convergencia para el Negeno Superior define los tres diferentes campos de esfuerzos en la zona correspondiente a Colombia. El anlisis de estos campos de esfuerzos y la conducta sismolgica de cada una de estas zonas, muestran una mayor tasa de sismicidad de esta zona de cizalla al sur de los 3 N que al norte donde esta en el sentido histrico es menor. Por ltimo se observa que el cambio de la angularidad del plano subducido de la placa Nazca que se presenta bajo la regin del Eje Cafetero muestra un aumento de la sismicidad intermedia. Esta ultima fuente sismognica, histricamente ha sido la responsable de grandes terremotos que han afectado esta regin de Colombia en particular.

  • AGRADECIMIENTOS Este trabajo forma parte de la tesis de grado para optar a la maestra en Geologa por parte del autor en el Departamento de Geociencias de la Universidad Nacional de Colombia en Bogot D.E. El autor agradece de manera muy especial a los profesores Carlos Alberto Vargas Jimnez y Andreas Kammer. El primero como director del proyecto de investigacin por su impulso en el desarrollo de esta y por su ayuda en la resolucin de muchas dudas en el campo de la sismotectnica, y el segundo por su asesora en el campo de la tectnica y la geologa regional. Tambin el autor agradece a otros profesores y compaeros del postgrado, a varios gelogos y geofsicos del Ingeominas en particular de las regionales de Bogot y Popayn, y por ltimo a muchos gelogos independientes annimos. REFERENCIAS ALVARADO, G. E., DENYER, P. y SINTON, C. W. 1997; The 89 Ma Tortugal komatiitic suite, Costa Rica : Implications for a common geological origin of the Caribbean and Eastern Pacific region from a Mantle Plume : Geology, 25, 5, 439 432. ALVAREZ, A, J. 1983; Geologa de la Cordillera Central y el Occidente Colombiano y Petroqumica de los Intrusivos Granitoides Mesoce- nozoicos : Ingeominas, Bol. Geol. 26, 2, 1 175. ALVAREZ, A, J. 1987a; Tectonitas Dunitas de Medelln, departamento de Antioquia, Colombia : Ingeominas, Bol. Geol. 28, 3, 9 44. ALVAREZ, A, J. 1987b; Serpentinitas y Epidota Anfibolitas de Ituango, Departamento de Antioquia, Colombia. Ingeominas, Bol. Geol. 28, 3, 91 120. ALVAREZ, A, J. 1995; Geologa del Complejo Ofioltico de Pcora y secuencias relacionadas de arco de Islas (Complejo Quebradagrande), Colombia : Ingeominas, Bol. Geol. 35, 1, 3 48. AOYA, M., UCHARA, S. Y WALLIS, S. R. 2002; Thermal consecuences of a subduction boundary jump : a numerical model for generating subduction related clockwise pressure temperature paths : Tectonics, 21, 1, 10.1029/2000TC001276,2002. ARCULUS, R.J., LAPIERRE, H. y JAILLARD, E. 1999; Geochemical window into subduction and accretion processes : Raspas metamorphic complex, Ecuador : Geology, 27, 6, 547 550. ASPDEN, J. A. y LITHERLAND, M. 1992; The Geology and Mesozoic collisional history of the Cordillera Real, Ecuador: Tectonophysics, 205, 187 204. ASPDEN, J. A. y McCOURT, W. J. 2002; Late Cretaceous to Tertiary events in the Western Cordillera of Ecuador : Five ISAG, Tolouse, France, Extended Abstracts, 45 48. ASPDEN, J. A., LITHERLAND, M., DUQUE, P., SALAZAR, E., BERMIDEZ, R. y VITERI, F. 1987 a ; Un nuevo Cinturn Ofioltico en la Cordillera Real, Ecuador, y su posible significacin regional : EPN, Monografa de Geologa, 12, 2, 81 94. ASPDEN, J. A., McCOURT, W. J. y BROOK, M.. 1987 b ; Geometrical Control of Subduction Related Magmatism: The Mesozoic and Cenozoic Plutonic History of Western Colombia; Jour. Geol. Soc. London; 144, 893-905. ASPDEN, J.A., FORTEY, N., LITHERLAND, M., VITERI, F. y HARRISON, S. M. 1992 a ; Regional S Type granites in The Ecuadorian Andes : Possible remnants of the breakup of Western Gondwana: Jour. South American Earth Sci., 6, 3 ,123 132 ASPDEN, J. A. , HARRISON, S. H. y RUNDLE, C. C.. 1992 b ; New geochronological control for the tectono Magmatic evolution of the metamorphic basement, Cordillera Real and El Oro Province of Ecuador : Jour. South American Earth Sci., 6, 1 2, 77 96. AUDEMARD, F. 1996; Paleoseismicity studies on the Oca Ancn fault system, northwestern Venezuela : Tectonophysics, 259, 67 80. AUDEMARD, F., MACHETTE, M., COX, J. W., DART, R. L. y HALLER,K. M. 2000; Database and Map of Quaternary faults and folds of Venezuela and its offshore regions, Open File Report 00 018 : http// pubs.usgs.gov/of/2003/opf-00-018. BARRAGN, R., RAMREZ, F., RODAS, J. y BABY, P. 1997; Evidence of an intra plate Hot Spot under the Ecuadorian Oriente basin during the Cretaceous tectonic evolution : VI Simp. Bol. Exploracin Petrolera en las Cuencas Subandinas, Mem. 1, 288 302. BARRAGAN, R. & BABY, P. 1999; A Cretaceous Hot Spot in the Ecuadorian Oriente Basin: Geochemical, Geochronological, and Tectonic Indicators: Fourth ISAG, Goettingen (Germany), Extended abstracts 77-80 BARRERO, D., ALVAREZ, A, J. y KASSEM, T. 1969; Actividad gnea y Tectnica en la Cordillera Central: Ingeominas, Bol. Geol. 17, 1 3, 145 173.

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