Gabriel Rodríguez1; Gilberto Zapata1
1 Servicio Geológico Colombiano - GTR, Calle 75 Nº 79a-51, Medellín, teléfono 2644949 ext 8107. grodriguez@sgc.gov.co, gzapata@sgc.gov.co
Forma de citar: Rodríguez, G., y Zapata, G. 2014. Descripción de una nueva unidad de lavas denominada Andesitas basálticas de El Morito - correlación regional con eventos magmáticos de arco. Boletín de Geología, 36(1): 85-102.
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.
Palabras Clave: Formación Combia, Andesitas basálticas de El Morito, lavas shoshoníticas
DESCRIPTION OF A NEW LAVA UNIT NAMED EL MORITO BASALTIC
ANDESITE - REGIONAL CORRELATION WITH ARCH MAGMATIC EVENTS.
ABSTRACT
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.
Keywords: Combia Formation, El Morito Basaltic Andesites unit, shoshonitic lavas
En este trabajo se hace una caracterización petrográfica y geoquímica de una nueva unidad de lavas, la cual se propone separar de la Formación Combia y denominarla Andesitas basálticas de El Morito. Se muestra la distribución de datos geocronológicos publicados y datos geoquímicos nuevos que sugieren que la unidad propuesta corresponde a un evento magmático que podría relacionarse con el magmatismo del Arco de El Botón definido por Zapata y Rodríguez (2011) y Rodríguez y Zapata (2012), además, se comparan la geoquímica y edades de la nueva unidad con los Basaltos de El Botón (Zapata y Rodríguez, 2011), con datos de lavas de la Formación Combia y con cuerpos plutónicos de afinidad shoshonítica que afloran en la Cordillera Occidental, de tal manera que se pueda visualizar las diferencias y similitudes entre unidades de rocas ígneas del Mioceno que afloran en el noroccidente de Los Andes.
La información petrográfica y geoquímica presentada en este trabajo junto con el análisis de los datos geocronológicos publicados, pretende aportar nuevas ideas e información acerca de la evolución magmática del norte de Los Andes de Colombia durante el Mioceno tardío. Además, se plantea un marco geológico regional que muestra los diferentes arcos magmáticos que afloran en el noroccidente de Los Andes y los diferentes bloques geológicos regionales, para poder entender el contexto geológico del magmatismo que generó las Andesitas basálticas de El Morito.
El área de interés en el presente estudio está comprendida entre el flanco occidental de la Cordillera Central y el norte de la Cordillera Occidental en los departamentos de Antioquia, Caldas y Risaralda, donde cada una de las cordilleras presenta características geológicas y estructurales contrastantes. La geología regional muestra en el área un mosaico de bloques, que en la Cordillera Occidental está conformado por rocas oceánicas de naturaleza basáltica toleítica que hacen parte del bloque Cañasgordas y un bloque más occidental conformado por el Arco Chocó - Panamá de afinidad calcoalcalina. La Cordillera Central está conformada por rocas metamórficas de los complejos Arquía y Cajamarca que conforman su basamento (FIGURA 1).
En el sector norte de la Cordillera Occidental y en la zona de sutura entre el basamento continental de la Cordillera Central y el basamento oceánico de la Cordillera Occidental, afloran unidades que hacen parte de los arcos magmáticos de Barroso - Sabanalarga (Rodríguez et al., 2012), Chocó - Panamá y El Botón (Zapata y Rodríguez, 2011; Rodríguez y Zapata, 2012; Rodríguez et al., 2012; Rodríguez y Arango, 2013 y Rodríguez y Zapata, 2013), (FIGURA 1A).
Se compone de un conjunto de bloques litológicos y arcos magmáticos de variada naturaleza y edad; está conformado de este a oeste por los bloques Cañasgordas y Chocó - Panamá ó arco de Chocó - Panamá y sobre estos dos bloques y el basamento metamórfico de la Cordillera Central de Colombia se desarrollaron al menos dos arcos magmáticos: Arco Barroso - Sabanalarga (Rodríguez et al., 2012) durante el Cretácico temprano - Cretácico tardío y el Arco de El Botón durante el Serravaliano - Tortoniano (Zapata y Rodríguez, 2011) (FIGURA 1B).
El Bloque Cañasgordas comprende una variedad de unidades de naturaleza y edad diferentes: presenta un basamento de rocas diabásicas y basálticas almohadilladas de afinidad T-MORB formadas en el límite Jurásico - Cretácico (Diabasas de San José de Urama en el sentido de Rodríguez y Arango, 2013), el cual fue segmentado en bloques que se expresan como franjas de dirección NS, intercaladas con bloques tectónicos de chert, calizas, litoarenitas y lodolitas del Cretácico superior, denominados por Álvarez y González (1978) como miembros Nutibara y Urrao de la Formación Penderisco y renombradas por Rodríguez et al. (2010) como Chert y calizas de Nutibara y Litoarenitas, limolitas y lodolitas de Urrao (FIGURAS 1 y 2).
El Bloque Chocó - Panamá corresponde a un arco de islas de edad Eoceno temprano, constituido por una unidad volcánica de afinidad calcoalcalina (Complejo Santa Cecilia - La Equis (Calle y Salinas, 1986), un cuerpo plutónico central que corresponde a los batolitos de Mandé (Álvarez, 1971) y Acandí (Radelli, 1967) y cuerpos hipoabisales tardíos andesíticos y dacíticos; este bloque aflora al occidente de la Falla Dabeiba- Pueblo Rico (FIGURAS 1 y 2).
El Arco Barroso - Sabanalarga se desarrolló a finales del Cretácico temprano y principios del Cretácico tardío en un lapso de 30 Ma (Rodríguez y Arango, 2013); en su parte más occidental, dentro del Bloque Cañasgordas y específicamente sobre las Diabasas de San José de Urama en el sentido de Rodríguez y Arango (2013), se introdujo a lo largo de la sutura entre el basamento metamórfico de la Cordillera Central y el basamento oceánico de la Cordillera Occidental, que de acuerdo a Maya y González (1995), corresponde a la Falla Cauca - Almaguer y según Villagómez (2011) y Rodríguez y Arango (2013) corresponde a la Falla San Jerónimo. El arco está constituido en el norte de Los Andes por la Formación Barroso en el sentido de Rodríguez y Arango (2013), probablemente el Complejo Quebradagrande (Rodríguez y Zapata, 2013) y un conjunto de plutones que intruyen las dos cortezas, compuestos por una facies temprana básica dioritica-gabroide de afinidad toleítica y una facies posterior intermedia tonalítica de afinidad calcoalcalina media en K, (FIGURAS 1 y 2).
El Arco de El Botón comprende al menos una unidad volcánica denominada Basaltos de El Botón (Zuluaga y Hoyos, 1978; Zapata y Rodríguez, 2011) que se formó a lo largo de la sutura entre el Bloque Cañasgordas y el Bloque Chocó - Panamá (Falla Dabeiba - Pueblo Rico); además, un conjunto de plutones dioríticos, monzodioríticos y monzoníticos que intruyeron los dos bloques y se caracteriza por presentar afinidad shoshonítica alta en K. Este arco tuvo una corta duración durante el límite Mioceno medio - Mioceno tardío (lapso de 3 Ma, entre 9 y 12.5 Ma) (Rodríguez y Zapata, 2012), y posiblemente alcanzó a llegar hasta la zona de sutura entre los basamentos oceánico y metamórfico, en la cuenca del río Cauca, pudiendo ser parte de este arco las Andesitas basálticas de El Morito que son el objeto de este trabajo (FIGURAS 1 y 2).
En este contexto de bloques de naturaleza y edades diferentes y arcos con características geoquímicas, litológicas y geocronólogicas propias, se presenta a finales del Mioceno el vulcanismo de la Formación Combia en la zona de colisión entre el Bloque Cañasgordas y el basamento metamórfico de la Cordillera Central, unidad reconocida por Grosse (1926) con el nombre de «Estratos de Combia», posteriormente renombrada Formación Combia por González (1980), la cual se ha descrito como una unidad compuesta por dos miembros: uno volcánico y el otro sedimentario (González, 2001). El miembro volcánico según González (2001) se compone de derrames basálticos y andesíticos, aglomerados y brechas volcánicas, tobas y tufas; se ha considerado que se formó en el mismo terreno donde hoy aflora, con centros volcánicos que corresponden a cuerpos de pórfidos andesíticos y dacíticos (Grosse, 1926; González, 2001) y que los derrames lávicos se asocian a las rocas piroclásticas, a los cuerpos hipoabisales y a las sedimentitas continentales (Restrepo et al., 1981, González, 2001; Leal, 2011).
Se analizaron nueve secciones delgadas de las Andesitas basálticas de El Morito, las cuales se clasificaron siguiendo las recomendaciones de la Subcommission on the Systematics of igneus Rocks editadas por Le Maitre (2002). Basados en los resultados de los análisis químicos de la Formación Combia y utilizando los diagramas de Le Bas (1986) y Peccerillo and Taylor (1976) se hizo la separación de los basaltos de afinidad alcalina de la serie shoshonítica de los basaltos de afinidad calcoalcalina afines a la serie subalcalina.
Los análisis litogeoquímicos de seis muestras de basaltos y andesitas de la unidad Andesitas basálticas de El Morito se hicieron en el laboratorio ActLabs de Canadá; estas rocas están relacionadas en el trabajo de Geoestudios-INGEOMINAS (2005). Catorce muestras se analizaron en el laboratorio ACME en el marco del proyecto Cauca - Romeral; para el análisis de las muestras se seleccionó el Grupo 4A-4B de laboratorios ACME (Canadá), el cual incluye un total de 55 elementos, distribuidos en 11 elementos mayores y menores (4A) y 44 elementos traza (4B). Para el análisis 4A, 0,2 g de muestra se funden en borato de litio (LiBO2) y son digeridos en una solución de HNO3 al 5%, para su posterior análisis por el método ICP-ES. Se incluyen análisis para carbono y azufre (TOT/C y TOT/S, analizados por la técnica analítica de LECO) y volátiles (LOI, perdida por ignición, referida como la diferencia en peso después de calcinar la muestra a 1000°C), así como también valores para Ni y Sc. Para el análisis de elementos traza (tierras raras, elementos refractarios y metales base-preciosos), el grupo 4B contempla dos procedimientos. Para el análisis de tierras raras (REE) y elementos refractarios, una sub-muestra de 0,2 g se somete a un tratamiento similar al del grupo 4A (fusión con LiBO2 y digestión en una solución de ácido nítrico al 5%), mientras que para metales base y preciosos, una sub-muestra de 0,5 g es digerida en una solución de agua regia (3HCl:1HNO3) y analizada por ICP-MS.
Se hizo una revisión bibliográfica de trabajos relacionados con el magmatismo Mioceno en la Cordillera Occidental y cuenca del Cauca en Antioquia y Caldas. En especial aquellos con información geoquímica y geocronológica.
Las litologías dominantes en la unidad Andesitas basálticas de El Morito son los basaltos augíticos y andesitas augíticas de color gris a verde oscuro con textura porfídica, constituida por fenocristales de tamaños entre 1 y 5 mm de plagioclasa y piroxeno, y amígdalas de color blanco flotantes en una matriz afanítica.
Los análisis petrográficos de nueve muestras de esta unidad, indican que los basaltos y andesitas tienen mayormente textura porfídica y glomero-porfídica, también se observaron algunas muestras con textura poiquilítica. Los fenocristales son de plagioclasa y augita y localmente en algunas muestras se presentan olivino y ortopiroxeno. La matriz es microcristalina con textura fluidal a pilotáxica y representa entre 43,8 y 74,8% de la roca (TABLA 1). Las rocas localmente tienen minerales alterados a epidota y clorita.
La plagioclasa se encuentra en fenocristales (15-52,5%) con tamaños entre 1-4 mm y como microcristales entre 150 y 500 μm en la matriz. Los fenocristales son subhedrales a euhedrales de formas tabulares con maclas de albita y albita-Carlsbad, ocasionalmente se presentan glomerocristales, algunos con inclusiones de vidrio formando una textura en tamiz (sieve) con los bordes corroídos por la matriz. En las rocas basálticas la plagioclasa corresponde a labradorita con rango An64-68 y en las andesitas An48-50. Algunos cristales presentan zonación normal con el núcleo más cálcico que los bordes, presentan inclusiones de piroxeno, opacos y vidrio. Los microcristales de la matriz están entrecruzados con piroxeno intergranular (FIGURA 3D), o muestran orientación fluidal.
La augita ocurre como fenocristales subhedrales a ehuedrales (2-25%) de color verde pálido y clivaje poco marcado formando glomérulos. En la matriz está como microcristal, esporádicamente presenta inclusiones de olivino, apatito y opacos; en general el tamaño varía entre 0,1 mm y 2,0 mm.
El ortopiroxeno sólo se encontró en dos muestras (ER- 135R y ER-334R), en fenocristales euhedrales de menor tamaño que los clinopiroxenos, con un pleocroísmo que varía de verde pálido a rosado pálido, con extinción paralela al clivaje y asociado con óxidos de hierro y titanio.
El olivino (2-3,2%) se presenta en fenocristales de menor tamaño que los de piroxeno y plagioclasa, en algunas rocas como esqueletos de cristales euhedrales alterados y reemplazados por carbonatos, serpentina e iddingsita con magnetita residual en las fracturas. En la matriz ocurre como microcristales alterados a iddingsita de color verde pardo.
Como minerales accesorios se encuentran opacos, como inclusiones en el piroxeno y olivino o dispersos en la matriz (1-8,1%) y apatito en cristales aciculares incluidos en la plagioclasa.
La matriz está constituida por microlitos de plagioclasa, piroxeno, olivino y opacos, localmente presenta vidrio desvitrificado de color marrón. Se observa alteración de los piroxenos a clorita y esmectita, y de la plagioclasa a sericita. Las amígdalas son subesféricas a irregulares rellenas por clorita y calcita. En la pasta de las andesitas se observan, además, trazas de microcristales de cuarzo, hornblenda, biotita y sanidina.
Tejada et al. (2007) hicieron una caracterización petrográfica y química de las rocas de la Formación Combia entre los municipios de Jericó y Pueblo Rico y un sector del municipio de Jardín en el departamento de Antioquia, subdividiendo el cuerpo en ocho (8) sub-unidades con diferencias litológicas, encontrando que las lavas de la Formación Combia corresponden geoquímicamente a andesitas y andesitas basálticas con contenido medio de K2O y tendencia toleítica y calcoalcalina, concordando con los resultados químicos de Leal (2011), López et al. (2006), Marriner and Millward (1984) y Jaramillo (1976). Leal (2011) encuentra en el área de Quebradona, municipio de Jericó, dos muestras con afinidad shoshonítica las cuales interpreta como una posible alteración hidrotermal que subió el contenido de K. En este contexto de lavas y cuerpos porfiríticos de afinidad toleítica - calcoalcalina y shoshonítica, cabe la pregunta: ¿corresponden al mismo evento magmático y tienen la misma edad las rocas de la serie toleítica- calcoalcalina y las de la serie shoshonítica?. La respuesta se discutirá a lo largo de este trabajo, abriendo una nueva interpretación para el magmatismo que agrupa la Formación Combia y permitiendo separar las Andesitas basálticas de El Morito.
La caracterización geoquímica de la unidad Andesitas basálticas de El Morito se hace a partir de seis (6) muestras de lavas; se compara con los resultados de catorce (14) muestras de la Formación Combia (FIGURA 4) y con los datos publicados por Zapata y Rodríguez (2011) de la unidad Basaltos de El Botón; además, se tienen en cuenta los resultados de Leal (2011), Tejada et al. (2007), López et al. (2006), Marriner and Millward (1984) y Jaramillo (1976) para la Formación Combia. Los resultados de óxidos mayores se presentan en la TABLA 2 y los elementos trazas y tierras raras en la TABLA 3. Los datos de óxidos mayores han sido recalculados al 100% corrigiendo la pérdida por ignición (LOI) para los gráficos.
Los contenidos de SiO2 de lavas de la Formación Combia varían entre 50% y 59% correspondientes a basaltos, andesitas basálticas y andesitas, con la muestra AP-1534R de 63.4% de SiO2 que corresponde a una dacita. El contenido de SiO2 en lavas de la unidad Andesitas basálticas de El Morito varía entre 49,96 % y 54,3% y corresponden a basaltos y andesitas basálticas, mientras en los Basaltos de El Botón varía entre 46,9% y 55,6%, ubicándose la mayoría de las muestras dentro del campo de los basaltos y en menor proporción en las andesitas basálticas. Los contenidos de Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, TiO2, MnO, Cr2O3 son similares en todas las muestras, las diferencias se presentan en los contenidos de Na2O, K2O y P2O5, con valores más altos para las rocas alcalinas de series shoshoníticas (muestras ER135R, ER334R, LM113R, LM305R, MR124R, MU125R y muestras del Basalto de El Botón), que para las demás rocas de series calcoalcalinas de la Formación Combia. El Na2O en las rocas de la unidad Andesitas basálticas de El Morito varía entre 3,06% y 3,9%, mientras en muestras de lavas de la Formación Combia varían entre 2,7% y 3,4%; el K2O para las lavas de la unidad Andesitas basálticas de El Morito está entre 3,6% y 4,75%, en la Formación Combia varía entre 0.8% y 3%, el P2O5 en las rocas shoshoníticas varía de 0.46% a 0.68% y en las calcoalcalinas de 0,11% a 0,46%. Al comparar los contenidos de álcalis (Na2O + K2O) y la relación K2O/Na2O, se observa que las lavas de la unidad Andesitas basálticas de El Morito y Basaltos de El Botón presentan Na2O+K2O > 6,6%, mientras las de la Formación Combia presentan valores entre 3,5% y 6,6%. Las lavas de la unidad Andesitas basálticas de El Morito y Basaltos de El Botón presentan relación K2O/Na2O>1% mientaras que para lavas de la Formación Combia esta relación es menor a 1%. Resultados similares fueron obtenidos por Tejada et al. (2007) y Leal (2011) para la Formación Combia.
El diagrama TAS (Le Bas et al., 1986) (FIGURA 5) discrimina las muestras de lavas en dos series: alcalina y subalcalina. Seis (6) muestras de la unidad Andesitas basálticas de El Morito y nueve (9) muestras del Basalto de El Botón corresponden a la serie alcalina que grafica en los campos de traquibasaltos, traquiandesitas basálticas y traquiandesitas. Mientras que catorce (14) muestras de la Formación Combia y cuatro (4) del Basalto de El Botón son subalcalinas y están en los campos de los basaltos, andesitas basálticas, andesitas y dacitas, con el mayor número de muestras en los campos de andesitas basálticas y andesitas, con enriquecimiento de álcalis para las dos series a medida que aumenta el SiO2. Se pueden separar las muestras en dos series: se agrupan en las rocas alcalinas las muestras de las Andesitas basálticas de El Morito y los Basaltos de El Botón cayendo las dos muestras más básicas en la serie subalcalina, explicable dentro de una tendencia normal de diferenciación que pasa de subalcalino en las facies básicas a alcalino en las más diferenciadas y en las rocas subalcalinas las lavas de la Formación Combia, y dos muestras de los Basaltos de El Botón que están por fuera de la tendencia normal de la unidad (FIGURA 5).
En el diagrama de Peccerillo and Taylor (1976) (FIGURA 6), las muestras alcalinas de la unidad Andesitas basálticas de El Morito y el Basalto de El Botón se ubican dentro de la serie shoshonítica y las rocas subalcalinas de la Formación Combia se grafican en el campo de las series calcoalcalinas medias y altas en K. Las lavas subalcalinas de la serie calcoalcalina con contenidos de SiO2<53% y menos diferenciadas, se grafican dentro del campo de rocas calcoalcalinas medias en K, mientras las lavas con contenidos de SiO2> 53% se grafican en su mayoría dentro de la serie calcoalcalina alta en K. Las rocas shoshoníticas muestran un enriquecimiento alto en K2O a medida que aumenta el contenido de SiO2; se representan las dos poblaciones de lavas en el gráfico.
En la TABLA 3 se muestra la composición química de elementos traza y tierras raras. Todas las lavas, en general, se encuentran enriquecidas en tierras raras livianas (LREE) con un patrón homogéneo que se va empobreciendo progresivamente hacia los elementos más pesados (HREE). Las muestras de la unidad Andesitas basálticas de El Morito y los Basaltos de El Botón de afinidad shoshonítica tienen mayor enriquecimiento en LREE (La, Ce, Pr, Sm) y en elementos tales como Nb, Cd, Pr y Eu que las muestras de la Formación Combia de afinidad calcoalcalina. En HREE los contenidos son comparables, siendo ligeramente más empobrecidas las lavas shoshoníticas (FIGURA 7A). Ambas series presentan pendiente negativa con mayor enriquecimiento en LREE para las rocas más ricas en K2O, comportamiento que es normal en rocas generadas en arcos. La muestra AP-1534R clasificada como dacita presenta valores muy altos de La, Ce, Pr y Nd.
En general se presentan mayores concentraciones de tierras raras ligeras (LREE) con respecto a las pesadas (HREE), como se observa en las relaciones La/Sm que varía para las lavas de la Formación Combia entre 2,16 a 4 y para las shoshoníticas de la Andesita basáltica de El Morito entre 3,5 y 5,5; la relación La/Yb para rocas calcoalcalinas de la Formación Combia es del orden de 3,1 a 6,7 y para rocas de la unidad Andesitas basálticas de El Morito de afinidad shoshonítica es de 10,4 a 12,7. La relación Ba/Nb es de 126,1 a 384,14 para rocas calcoalcalinas y para las shoshoníticas de 233 a 301,8; valores que sugieren la participación de un componente de subducción en las génesis magmática. Los valores de la relación LREE /HREE, muestran las diferencias entre las unidades de cada una de las series.
Al comparar la geoquímica de tierras raras de lavas shoshoníticas de la unidad Andesitas basálticas de El Morito con los datos geoquímicos de lavas de la unidad Basaltos de El Botón (Zapata y Rodríguez, 2011), la similitud de los dos patrones podría sugerir una fuente similar para ambos grupos de lavas, el cual indica un fuerte fraccionamiento en tierras raras en rocas basálticas ricas en K (FIGURA 7B).
Al analizar el comportamiento de los elementos traza para las lavas shoshoníticas de las Andesitas basálticas de El Morito y las muestras calcoalcalinas encontradas dentro de la Formación Combia (FIGURA 8A), surge que ambas series tienen anomalías negativas de Rb, Th, Nb, La, Ce, Pr y Zr y positivas de Ba, K, Pb, Sr; con empobrecimiento progresivo hacia los elementos pesados. El Ti muestra mayor anomalía negativa para lavas shoshoníticas de las Andesitas basálticas de El Morito, las anomalías negativas de Ti y Nb están relacionadas al fraccionamiento de óxidos de Fe-Ti (esfena, ilmenita). El Th es menos abundante en las rocas más diferenciadas, presentando mayores contenidos en las Andesitas basálticas de El Morito al igual que el K, en general las lavas shoshoníticas presentan mayores valores de Rb, Ba, Th, U, K, La, Ce, Pr, Sr, P, Nd, Zr, Sm y Eu que las lavas calcoalcalinas de la Formación Combia y valores menores en Ti, Y, Yb y Dy, como se deduce de los diagramas de multielementos (FIGURA 8A, 8B); ambas series presentan anomalías positivas en Ba, Sr, Pb y K, una marcada anomalía negativa de Nb con relación al Th y Ce, valores que caracterizan las rocas que han sido generadas en ambientes de subducción relacionadas a arcos magmáticos.
Los valores de Nb y Zr presentan ligeramente mayores concentraciones con relación al N-MORB, mientras que Ti e Y tienen, en general, una abundancia algo menor que el N-MORB, característica propia de basaltos de arco volcánico calcoalcalinos y calcoalcalinos altos en K (Pearce, 1996), lo que concuerda con los resultados de los óxidos mayores sugieriendo que las lavas son calcoalcalinas y shoshoníticas.
La FIGURA 8B compara los patrones de comportamiento de los elementos traza para las lavas shoshoníticas de la unidad Andesitas basálticas de El Morito y Basaltos de El Botón de Zapata y Rodríguez (2011), con lavas de la Formación Combia. Las rocas de los Basaltos de El Botón y de las Andesitas basálticas de El Morito muestran un patrón de comportamiento similar que sugiere un probable origen a partir del mismo arco, con una leve diferencia en el contenido de Pb. Con relación al tren de lavas de la Formación Combia que tienen menores contenidos de La, K, Ce, Pb, Pr, Sr, Nd, Sm, Zr y valores ligeramente mayores en los elementos más inmóviles Y, Yb y Lu que las lavas de los Basaltos de El Botón y las Andesitas basálticas de El Morito.
El diagrama de discriminación geoquímica y ambiente tectónico de Wood (1980) (FIGURA 9), se basa en la relación de Th, Hf y Ta; las lavas de las tres unidades están en el campo de basaltos de arco volcánico, con mayor contenido de Th y menor contenido de Hf para rocas de la unidad Andesitas basálticas de El Morito. En general las muestras de las tres unidades se localizan dentro de los campos de lavas formados en arcos de margen continental activo; donde las lavas shoshoníticas tienen relaciones de Th/Ta mayores (13 a 20.5) y menores en lavas de la Formación Combia (3,5 a 9).
Con relación a la edad, Ramírez et al. (2006) concluyeron que la Formación Combia tendría dos (2) episodios de vulcanismo explosivo: uno ocurrido a los 10 Ma, al este del río Cauca, generado por los cuerpos intrusivos que afloran en la vía Venecia - Bolombolo (9,2±1,1 Ma), coetáneo con el episodio magmático que produjo el latibasalto del Cangrejo que se localiza dentro de la unidad que se denomina en este trabajo Andesitas basálticas de El Morito y el otro a los 6 Ma representado por los cuerpos intrusivos de Marmato, La Felisa y Támesis entre otros, que daría lugar a los piroclastos depositados al oeste del río Cauca. Si esto es cierto, estaríamos ante el hecho de encontrar productos volcánicos de dos intervalos de edades y con características geoquímicas separables dentro de lo que se ha cartografiado como Formación Combia, posibilidad que introduce nuevas ideas en una zona de interés exploratorio de mineralizaciones de Au de tipo pórfido.
Para entender el contexto regional del magmatismo Mioceno, se agrupan las edades publicadas de cuerpos que afloran en el noroccidente de Los Andes considerando su afinidad química: se separan los cuerpos de afinidad shoshonítica y los cuerpos de afinidad toleítica-calcoalcalina, como se muestra en la TABLA 4 y la FIGURA 2, con el objeto de mostrar las diferencias en edad y distribución entre cuerpos de diferente afinidad y determinar si las Andesitas basálticas de El Morito pueden hacer parte del magmatismo del Arco de El Botón o son parte del magmatismo que generó las rocas volcánicas y subvolcánicas que conforman la Formación Combia. La afinidad geoquímica se establece a partir de los trabajos de Leal (2011), Rodríguez y Zapata (2012), Zapata y Rodríguez (2011) y Ramírez et al. (2006), además por correlación con los resultados químicos presentados por Jaramillo (1976) y Tejada et al. (2007).
Al analizar los datos de la TABLA 4, se observa que las edades de los cuerpos volcánicos y plutónicos de series shoshoníticas se encuentran, la mayoría de ellos, en el rango de 9 a 12.5 Ma, incluyendo las Andesitas basálticas de El Morito; mientras lavas de la Formación Combia y cuerpos porfiríticos asociados con afinidad toleítica-calcoalcalina presentan edades que están dentro del rango de 6 a 8,5 Ma. De acuerdo a los datos, el episodio más antiguo corresponde al magmatismo shoshonítico y el más reciente a la serie toleítica - calcoalcalina.
En la FIGURA 2, se muestra la distribución de edades de cuerpos miocenos en el norte de la Cordillera Occidental y Cuenca del río Cauca. Se hace la diferenciación entre edades de cuerpos shoshoníticos (negro) y edades de cuerpos toleíticos-calcoalcalinos (verde); los cuerpos shoshoníticos se distribuyen en el bloque Chocó-Panamá, Bloque Cañasgordas, zona de sutura entre estos dos bloques y si se considera las Andesitas basálticas de El Morito y la Andesita de Buriticá como parte de este magmatismo, alcanza a llegar hasta la zona de afloramiento del Arco Barroso - Sabanalarga, mientras los cuerpos de series toleíticas - calcoalcalinas se restringen a los afloramientos de la Formación Combia en la Cuenca del río Cauca y no se extienden hacia el occidente en los bloques Cañasgordas y Chocó - Panamá.
Al analizar los resultados de la geoquímica de las unidades de edad Mioceno de la Cordillera Occidental y la cuenca del río Cauca, se concluye que hay dos series relacionadas a dos arcos separables en espacio y tiempo, uno shoshonítico que comprende unidades volcánicas como los Basaltos de El Botón y las Andesitas basálticas de El Morito, del cual hacen parte un conjunto de plutones que afloran en la Cordillera Occidental que fueron considerados parte de este arco por Zapata y Rodríguez (2011); este magmatismo tiene una edad entre 9 y 12,5 Ma.
Por otra parte, se presenta una segunda serie toleítica-calcoalcalina que comprende el vulcanismo de la Formación Combia y los cuerpos subvolcánicos porfiríticos con edades entre 6 y 8,5 Ma, con una distribución restringida a la cuenca del río Cauca y la Cordillera Central. Es probable que cuerpos que se han considerado como parte del magmatismo Combia correspondan al magmatismo del Arco de El Botón, como son el cuerpo de Corcovado y un pequeño cuerpo al este de Cerro Tusa considerados más antiguos por Ramírez et al. (2006), con edades entre 10 y 12 Ma, esto podría ser probado con análisis geoquímicos de sus rocas.
La cartografía geológica de la Formación Combia debe ser reevaluada a la luz de la nueva información; la Formación Combia tal como hoy se presenta está agrupando cuerpos de lavas y cuerpos subvolcánicos de diferente edad y afinidad geoquímica, que probablemente pertenecen a arcos diferentes y corresponderían a dos episodios de magmatismo: el primero de ellos a la serie shoshonítica y el segundo a la serie toleítica-calcoalcalina.
El comportamiento de los óxidos mayores y elementos traza para lavas que aparecen cartografiadas como Formación Combia, corresponde a dos series: una de ellas alcalina y de afinidad shoshonítica y la otra subalcalina con afinidad calcoalcalina media a alta en K, con valores más altos en K2O, Na2O, P2O5 para las rocas shoshoníticas, así como valores mayores en los elementos de tierras raras livianas La, Ce, Pr, Nd, Sm, Rb, Ba, Th, U, K, , Sr, P, Zr, y Eu y valores menores en Ti, Y, Yb y Dy, que las lavas calcoalcalinas de la Formación Combia. Al comparar los contenidos de álcalis (Na2O + K2O) y la relación K2O/Na2O, las lavas shoshoníticas presentan Na2O+K2O >6.6%, mientras las calcoalcalinas presentan valores entre 3,5% y 6,6%; las lavas shoshoníticas tienen una relación K2O/ Na2O>1% y las calcoalcalinas menor a 1%.
Las Andesitas basálticas de El Morito presentan afinidad shoshonítica y una edad K/Ar de 9,1±0,7 (Restrepo et al., 1981), en un latibasalto colectado en la quebrada El Cangrejo, edad que permite separar esta unidad de las lavas toleíticas-calcoalcalinas que conforman la Formación Combia y que han dado edades entre 6 a 8,5 Ma. Las lavas shoshoníticas de las Andesitas basálticas de El Morito se restringen a la parte norte de afloramientos de la Formación Combia, en la cuenca del río Cauca en Antioquia, localizadas entre las coordenadas X: 1.169.000 a X:1.180.000 y Y:1.1320.000 a Y:1.1370.000, ocupando un área aproximada de 50 km2. Hacia el sur predominan las lavas y rocas piroclásticas de afinidad calcoalcalina, aunque de acuerdo a los datos de Leal (2011), en los alrededores de Jericó también se presentan lavas shoshoníticas sugiriendo que pueden presentarse otros cuerpos shoshoníticos dentro de lo que ha sido cartografiado como Formación Combia (FIGURA 4).
Las lavas de las unidades Basaltos de El Botón y Andesitas basálticas de El Morito presentan las mismas edades y similar composición geoquímica de óxidos mayores, elementos trazas y tierras raras, resultados que sugieren un desarrollo a partir del mismo arco, el Arco de El Botón, donde los Basaltos de El Botón se derramaron en el límite de colisión entre el bloque conformado por el Arco Chocó-Panamá y el Bloque Cañasgordas, y las Andesitas basálticas de El Morito se derramaron en el límite de colisión entre el Bloque Cañasgordas y el Basamento metamórfico de la Cordillera Central.
El Arco shoshonítico de El Botón se extiende desde el Bloque Chocó - Panamá y dio origen a lavas en la zona de colisión Arco Chocó-Panamá - Bloque Cañasgordas, además, generó plutones que intruyeron los bloques Chocó-Panamá y Cañasgordas y alcanzó la zona de colisión entre el Bloque Cañasgordas y el basamento metamórfico de la Cordillera Central, derramando en esta zona las lavas de El Morito. El arco calcoalcalino que dio origen a la Formación Combia se desarrolló en la zona de colisión entre el Bloque Cañasgordas y el basamento metamórfico de la Cordillera Central y probablemente se extiende hasta el flanco oriental de la Cordillera Central.
Las lavas de la Formación Combia, de afinidad calcoalcalina, son más jóvenes que aquellas generadas por el Arco de El Botón, como muestran las edades obtenidas en los cuerpos hipoabisales andesíticos y dacíticos y en lavas que afloran en la parte norte del río Cauca (Leal, 2011; González, 1980 y 2010; Restrepo et al., 1981; Ramírez et al., 2006; Toro et al., 1999). Los pórfidos y lavas de la Formación Combia representan un evento magmático calcoalcalino posterior al evento de El Arco de El Botón. Los datos sugieren un evento magmático de arco shoshonítico (9 y 12,5 Ma) que antecedió al vulcanismo de arco de afinidad toleítica-calcoalcalina medio a alto en K (6 y 8,5 Ma).
Es poco probable que los cuerpos shoshoníticos que se generan en la parte más distal y profunda de la zona de Benioff, dentro de un ambiente de arco (Ringwood, 1974) tengan relación con las rocas toleíticas-calcoalcalinas de la Formación Combia y cuerpos porfiríticos relacionados, que se habrían generado en un arco más cercano a la fosa; ambas series presentan diferente distribución espacial.
Además, pensar que el arco shoshonítico evolucionó a un arco posterior calcoalcalino-toleítico no está acorde con los modelos de evolución y generación de arcos, donde éstos inician con productos toleíticos más proximales a la fosa, seguidos por calcoalcalinos y finaliza en shoshoníticos más distales, profundos y jóvenes (Ringwood, 1974).
En la FIGURA 10 se muestra el modelo para el arco shoshonítico de El Botón modificado de Rodríguez y Zapata (2012); El modelo para el arco que generó las lavas y cuerpos porfiríticos relacionados de la Formación Combia deberá analizarse en un contexto más regional que determine la distribución de cuerpos relacionados a este último arco.
Se agradece al Servicio Geológico Colombiano por el apoyo prestado para desarrollar el trabajo de campo y laboratorio, así como el suministro de datos analíticos; a los revisores del artículo por las valiosas observaciones y correcciones que permitieron mejorar el texto final.
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Trabajo recibido: diciembre 13 de 2013
Trabajo aceptado: marzo 31 de 2014