Proveniencia de la Formación Ciénaga de Oro: revelando la evolución tectónica del margen Caribe colombiano durante el Oligoceno - Mioceno Temprano

Resumen

Se realizó el estudio de una sección estratigráfica en el Cinturón Plegado y de Cabalgamiento de San Jacinto, localizado en el noroccidente de Colombia. En esta sección aflora parte de la Formación Ciénaga de Oro del Oligoceno-Mioceno temprano. Este trabajo analiza la procedencia de los sedimentos, utilizando un enfoque de múltiples herramientas que incluye: (I) conteo de clastos de areniscas y conglomerados con malla, (II) minerales pesados, y (III) paleocorrientes y (IV) edades U-Pb de circones detríticos. La secuencia sedimentaria fue depositada en un ambiente deltaico a transicional, con reducción del efecto del oleaje y la marea junto con el incremento de la dominancia de los procesos transicionales de río hacia el tope de la sección. Se identificó dos áreas fuentes de una provincia de arco disectado: principalmente un área fuente de composición granítica a pegmatítica y un área fuente secundaria de composición ígnea a básica, localizadas al este y suroeste de la posición actual de la secuencia. El análisis geocronológico de circones detríticos muestra cuatro poblaciones de edades: (I) Devónico-Pérmico, (II) Pérmico-Triásico, (III) Jurásico y (IV) Cretácico. Las edades máximas de depositación corresponden a 75,2±0,9 Ma en la parte más baja de la sección, 68,9±0,6 Ma en el medio y 74,5±0,7 Ma para la parte superior de la sección. Se propone que el material depositado en COF fue suministrado desde sistemas fluviales del sur hacia el norte, que erosionaron bloques de basamento expuesto y su cobertura sedimentaria (Cretácico tardío a Paleógena) durante el Oligoceno. Este sistema fluvial transportó sedimentos desde plutones tipo Batolito Antioqueño del Cretácico Tardío y rocas máficas/ultramáficas, como las encontradas en las Cordillera Central y Occidental.

Palabras clave: Formación Ciénaga de Oro, Cinturón Plegado San Jacinto, Proveniencia, Minerales pesados, Paleocorrientes, Norte de la placa suramericana

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Biografía del autor

Alejandra Manco-Garcés, Universidad EAFIT

Grupo de Investigación en Geología Ambiental, Escuela de Ciencias, Medellín, Colombia.

Maria Isabel Marín-Cerón, Universidad EAFIT

Grupo de Investigación en Geología Ambiental, Escuela de Ciencias, Medellín, Colombia

Luis Carlos Escobar-Arenas, Universidad EAFIT

Grupo de Investigación en Geología Ambiental, Escuela de Ciencias, Medellín, Colombia

Alejandro Beltrán-Triviño, Universidad EAFIT

Grupo de Investigación en Geología Ambiental, Escuela de Ciencias, Medellín, Colombia

Referencias

Aguilera, R. (2011). Petroleum geology of Colombia. Sinú and San Jacinto Basins. Vol. 12. Universidad Eafit - ANH.

Alfaro, E.; Holz, M. (2014a). Review of the chronostratigraphic charts in the Sinú-San Jacinto basin based on new seismic stratigraphic interpretations. Journal of South American Earth Sciences, 56, 139-169. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2014.09.004

Alfaro, E.; Holz, M. (2014b). Stratigraphic relationships between the Colombian, Sinú Offhore and Sinú-San Jacinto basins based on seismic stratigraphy. Brazilian Journal of Geology, 44(4), 607-625.

Allmendinger, R.W.; Cardozo, N.C.; Fisher, D. (2013). Structural geology algorithms: vectors & tensors. Cambridge, England: Cambridge University Press.

Arminio, J.F.; Yoris, F.; Porras, L.; García, E.; Diluca, M. (2011). Petroleum geology of Colombia. Lower Magdalena Basin. Vol. 10. Universidad Eafit - ANH.

Barrero, D.; Pardo, A.; Vargas, C.A.; Martínez, J.F. (2007). Colombian sedimentary basins: Nomenclature, boundaries and petroleum geology, a new proposal. ANH and B&M Exploration Ltda.

Bermúdez, H.D.; Alvarán, M.; Grajales, J.A.; Restrepo, L.; Rosero, J.S.; Guzmán, C.; Ruiz, E.; Navarrete, R.; Jaramillo, C.; Osorno, F. (2009). Estratigrafía y evolución geológica de la secuencia sedimentaria del Cinturón Plegado de San Jacinto. XII Congreso Colombiano de Geología. Paipa, Colombia.

Beltrán-Triviño, A.; Winkler, W.; von Quadt, A. (2013). Tracing Alpine sediment sources through laser ablation U-Pb dating and Hf-isotopes of detrital zircons. Sedimentology, 60(1), 197-224. https://doi.org/10.1111/sed.12006

Beltrán-Triviño, A.; Winkler,W.; von Quadt, A.; Gallhofer, D. (2016). Triassic magmatism on the transition from Variscan to Alpine cycles: evidence from U–Pb, Hf, and geochemistry of detrital minerals. Swiss Journal of Geosciences, 109(3), 309-328. https://doi.org/10.1007/s00015-016-0234-3

Bernal-Olaya, R.; Mann, P.; Escalona, A. (2015). Cenozoic tectonostratigraphic evolution of the Lower Magdalena Basin, Colombia: An example of an Under-to Overfiled Forearc Basin. In: C. Bartolini, P. Mann (eds.). Petroleum geology and potential of the Colombian Caribbean Margin (pp. 345-398). The American Association of Petroleum Geologists.

Boggs, S.J. (2009). Petrology of sedimentary rocks. 2nd edition. Cambridge University Press.

Bustamante, A.; Juliani, C.; Hall, C.M.; Essene, E.J. (2011). 40Ar/39Ar ages from blueschists of the Jambaló region, Central Cordillera of Colombia: implications on the styles of accretion in the Northern Andes. Geologica Acta, 9(3-4), 351-362. http://dx.doi.org/10.1344/105.000001697

Caballero, J.H.; Rendón, A.; Gallego, J.J.; Uasapud, N.V. (2016). Inter-Andean Cauca River Canyon. In: M. Hermelin (ed.). Landscapes and Landforms of Colombia (pp. 155-166). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-11800-0_13

Cardona, A.; Montes, C.; Ayala, C.; Bustamante, C.; Hoyos, N.; Montenegro, O.; Ojecla, C.; Niño, H.; Ramirez, V.; Valencia, V.; Rincón, D.; Vervoort, J.; Zapata, S. (2012). From arc-continent collision to continuous convergence, clues from Paleogene conglomerates along the southern Caribbean-South America plate boundary. Tectonophysics, 580, 58-87. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2012.08.039

Castillo-Guerra, S.; Soto-López, L. (2017). Reconstrucción paleoambiental de la Formación El Floral - Ciénaga de Oro a partir de una sección estratigráfica entre los municipios de Montería y Planeta Rica. Tesis, Universidad Eafit, Colombia.

Cawood, P.A.; Hawkesworth, C.J.; Dhuime, B. (2012). Detrital zircon record and tectonic
setting. Geology, 40(10), 875-878. https://doi.org/10.1130/G32945.1

Cediel, F.; Shaw, R.P.; Cáceres, C. (2003). Tectonic assembly of the Northern Andean Block. In: C. Bartolini; R. Bufflr; J. Blickwede (eds.). The Circum-Gulf of México and Caribbean: Hydrocarbon Habitats, Basin Formation and Plate Tectonics (pp. 815-848). vol. 79. AAPG.

Cediel, F.; Leal-Mejía, H.; Shaw, R.P.; Melgarejo, J.C.; Restrepo-Pace, P.A. (2011). Petroleum geology of Colombia. Regional Geology of Colombia. Vol. 1. Universidad Eafit - ANH.

Correa, A.M.; Pimentel, M.; Restrepo, J.J.; Nilson, A.; Ordoñez, O.; Martens, U.; Laux, J.E.; Junges, S. (2006). U-Pb zircon ages and Nd-Sr isotopes of the Altavista Stock and the San Diego Gabbro – new insights on Cretaceous arc magmatism in the Colombian Andes. V Simposio Sudamericano de Geología Isotópica, Punta del Este, Uruguay.

Cortés, M.; Angelier, J. (2005). Current states of stress in the northern Andes as indicated by focal mechanisms of earthquakes. Tectonophysics, 403(1-4), 29-58. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2005.03.020

DeCelles, P.G.; Langford, R.P.; Schwartz, R.K. (1983). Two new methods of paleocurrent determination from trough cross-stratification. Journal of Sedimentary Research, 53(2), 629-642. https://doi.org/10.1306/212F824C-2B24-11D7-8648000102C1865D

Dickinson, W.R. (1985). Interpreting provenance relations from detrital modes of sandstones. In: G.G. Zuff (ed.). Provenance of Arenites (pp. 333-361). Springer Netherlands. https://doi.org/10.1007/978-94-017-2809-6_15

Dueñas, H.; Duque-Caro, H. (1981). Geología del cuadrángulo F-8, Planeta Rica. Boletín Geológico, 24(1), 1-35.

Escalona, A.; Mann, P. (2011). Tectonics, basin subsidence mechanisms, and paleogeography of the Caribbean-South American plate boundary zone. Marine and Petroleum Geology, 28(1), 8-39. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2010.01.016

Flinch, J.F. (2003). Structural evolution of the Sinu-Lower Magdalena Area (Northern Colombia). In: C. Bartolini, R. Buffl, J. Blickwede (eds.). The Circum-Gulf of Mexico and the Caribbean: Hydrocarbon habitats, Basin Formation, and Plate Tectonics (pp. 776-796). Vol. 79. AAPG.

Folk, R.L. (1980). Petrology of sedimentary rocks. Hemphill Publishing Company.

Garzanti, E.; Andò, S. (2019). Heavy minerals for junior woodchucks. Minerals, 9(3). https://doi.org/10.3390/min9030148

Guzmán, W.; García, A.M.; Ramiréz, C. (2009). Estudio petrográfico y diagenético de la secuencia cenozoica del Cinturón Plegado de San Jacinto y su aplicación en la determinación de la calidad de reservorios. XII Congreso Colombiano de Geología. Paipa, Colombia.

INGEOMINAS. (2003). Geología de los Cinturones Sinú - San Jacinto-Memoria Explicativa. INGEOMINAS.

Ingersoll, R.V.; Bullard, T.F.; Ford, R.L.; Grimm, J.P.; Pickle, J.D.; Sares, S.W. (1984). The effect of grain size on detrital modes: A test of the Gazzi-Dickinson point countaing method. Journal of Sedimentology Research, 54(1), 103-116. https://doi.org/10.1306/212F83B9-2B24-11D7-8648000102C1865D

James, K.H. (2009a). Evolution of Middle America and the in situ Caribbean Plate model. Geological Society, London, Special Publications, 328(1), 127-138. https://doi.org/10.1144/SP328.4

James, K.H. (2009b). In situ origin of the Caribbean: discussion of data. Geological Society, London, Special Publications, 328(1), 77-125. https://doi.org/10.1144/SP328.3

Jaramillo, C.A.; Machado, A.; D’Apolito, C.; Paez, M. (2011). Micropaleontología y Palinología de la Formación Cansona. Cretácico Superior, Cuenca Sinu-San Jacinto, Colombia. Ecopetrol.

Kellogg, J.; Toto, E.; Ceron, J. (2005). Structure and Tectonics of the Sinu-San Jacinto Accretionary Prism in Northern Colombia. X Congreso Colombiano de Geología, Bogotá, Colombia.

Kerr, A.C.; Tarney, J. (2005). Tectonic evolution of the Caribbean and northwestern South America: The case for accretion of two late cretaceous oceanic plateaus. Geology, 33(4), 269-272. https://doi.org/10.1130/G21109.1

Lara, M.; Salazar-Franco, A.M.; Silva-Tamayo, J.C. (2018). Provenance of the Cenozoic siliciclastic intramontane Amagá Formation: Implications for the early Miocene collision between Central and South America. Sedimentary Geology, 373, 147-162. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2018.06.003

Leal-Mejia, I. (2011). Phanerozoic gold metallogeny in the colombian Andes: A tectono-magmatic approach. Ph.D. Thesis. Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain.

Mange, M.A.; Maurer, H.F.W. (1992). Heavy minerals in colour. 1st edit. London: Chapman & Hall.

Mange, M.A.; Wright, D.T. (2007). Heavy minerals in use. 1st edit. Amsterdam: Elsevier.

Mantilla-Pimiento, A.M. (2007). Crustal structure of the Southwestern Colombian Caribbean margin: Geological interpretation of geophysical data. Ph.D. Thesis, Friedrich Schiller University Jena, Germany.

Mantilla-Pimiento, A.M.; Jentzsch, G.; Kley, J.; Alfonso-Pava, C. (2009). Configuration of the Colombian Caribbean Margin: Constraints from 2D seismic reflection data and potential fields interpretation. In: S. Lallemand; F. Funiciello (eds.). Subduction Zone Geodynamics (pp. 247-272). Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Montes, C.; Guzman, G.; Bayona, G.; Cardona, A.; Valencia, V.; Jaramillo, C. (2010). Clockwise rotation of the Santa Marta massif and simultaneous Paleogene to Neogene deformation of the Plato-San Jorge and Cesar-Ranchería basins. Journal of South American Earth Sciences, 29(4), 832-848. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2009.07.010

Mora, J.A.; Ibánez-Mejia, M.; Oncken, O.; de Freitas, M.; Vélez, V.; Mesa, A.; Serna, L. (2017a). Structure and age of the Lower Magdalena Valley basin basement, northern Colombia: New reflection-seismic and U Pb-Hf insights into the termination of the central andes against the Caribbean basin. Journal of South American Earth Sciences, 74, 1-26. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2017.01.001

Mora, J.A.; Oncken, O.; Le Breton, E.; Ibánez-Mejia, M.; Faccenna, C.; Veloza, G.; Vélez, V.; de Freitas, M.; Mesa, A. (2017b). Linking Late Cretaceous to Eocene tectonostratigraphy of the San Jacinto fold belt of NW Colombia with Caribbean Plateau collision and flat subduction. Tectonics, 36(11), 2599-2629. https://doi.org/10.1002/2017TC004612

Mora, J.A.; Oncken, O.; Le Breton, E.; Mora, A.; Veloza, G.; Vélez, V.; de Freitas, M. (2018). Controls on forearc basin formation and evolution: Insights from Oligocene to Recent tectonostratigraphy of the Lower Magdalena Valley basin of northwest Colombia. Marine and Petroleum Geology, 97, 288-310. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2018.06.032

Mora-Bohórquez, J.A. (2018). Upper Cretaceous to recent plate tectonics, basin formation and tectono-stratigraphy of the Lower Magdalena Valley and San Jacinto fold belt of Northwestern Colombia: implications for hydrocarbon systems. Ph.D. Thesis, Free University of Berlin, Germany.

Nichols, G. (2009). Sedimentology and Stratigraphy. (2nd ed.). United Kingdom: Wiley-Blackwell.

Nyobe, J.M.; Sababa, E.; Bayiga, E.C.; Ndjigui, P.D. (2018). Mineralogical and geochemical features of alluvial sediments from the Lobo watershed (Southern Cameroon): Implications for rutile exploration. Comptes Rendus Geoscience, 350(3), 119-129. https://doi.org/10.1016/j.crte.2017.08.003

Ordóñez, O.; Pimentel, M.; Laux, J.H. (2007). Edades U-Pb del batolito Antioqueño. Boletín de Ciencias de la Tierra, 22, 129-130.

Osorio-Granada, E.; Pardo-Trujillo, A.; Restrepo-Moreno, S.A.; Gallego, F.; Muñoz, J.; Plata, A.; Trejos-Tamayo, F.; Vallejo, F.; Barbosa-Espitia, A.; Cardona-Sánches, F.J.; Foster, D.A.; Kamenov, G. (2020). Provenance of Eocene-Oligocene sediments in the San Jacinto Fold Belt: Paleogeographic and geodynamic implications for the northern Andes and the southern Caribbean. Geosphere, 16(1), 210-228. https://doi.org/10.1130/GES02059.1

Osorno, J.; Rangel, A. (2015). Geochemical assessment and petroleum systems in the Sinú-San Jacinto Basin, northwestern Colombia. Marine and Petroleum Geology, 65, 217-231. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2015.03.022

Pindell, J.; Kennan, L.; Maresch, W.V.; Stanek, K.P.; Draper, G.; Higgs, R. (2005). Plate-kinematics and crustal dynamics of circum-Caribbean arc-continent interactions: Tectonic controls on basin development in Proto-Caribbean margins. In: H.G. Lallemant, V.G. Sisson (eds.). Caribbean-South American plate interactions, Venezuela (pp. 7-52). vol. 394. Geological Society of America. https://doi.org/10.1130/0-8137-2394-9.7

Restrepo-Moreno, S.A.; Foster, D.; Stockli, D.F.; Parra-Sánchez, L.N. (2009). Long-term erosion and exhumation of the “Altiplano Antioqueño”, northern Andes (Colombia) from apatite (U–Th)/He thermochronology. Earth and Planetary Science Letters, 278(1-2), 1-12. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2008.09.037

Reyes, H.A.; Montenegro, B.M.; Gómez, P.D. (2004). Tectonoestratigrafía y evolución geológica del Valle Inferior del Magdalena. Boletín de Geología, 26(42), 19-38.

Rosero, S.; Silva, J.C.; Sial, A.N.; Borrero, C.; Pardo, A. (2014). Quimioestratigrafía de isótopos de estroncio de algunas sucesiones del eoceno-mioceno del Cinturón de San Jacinto y el Valle Inferior del Magdalena. Boletín de Geología, 36(1), 15-27.

Silva-Arias, A.; Páez-Acuña, L.A.; Rincón-Martínez, D.; Tamara-Guevara, J.A.; Gomez-Guitierrez, P.D.; López-Ramos, E.; Restrepo-Acevedo, S.M.; Mantilla-Figueroa, L.C.; Valencia, V. (2016). Basement characteristics in the Lower Magdalena Valley and the Sinú and San Jacinto Fold Belts: Evidence of a Late Cretaceous Magmatic Arc at the South of the Colombian Caribbean. CT&F Ciencia, Tecnología y Futuro, 6(4), 5-36.

Tucker, M.E. (2003). Sedimentary rocks in the field. 3rd edit. England: John Wiley & Sons Ltd.

Vallejo, C.; Spikings, R.A.; Luzieux, L.; Winkler, W.; Chew, D.; Page, L. (2006). The early interaction between the Caribbean Plateau and the NW South American Plate. Terra Nova, 18(4), 264-269. https://doi.org/10.1111/j.1365-3121.2006.00688.x

Van Loon, A.J.; Pisarska-Jamrozy, M. (2017). Changes in the heavy-mineral spectra on their way from various sources to joint sinks: A case study of Pleistocene Sandurs and an ice-marginal valley in Northwest Poland. In: R. Mazumder (ed.). Sediment Provenance: Influences on Compositional Change from Source to Sink (pp. 49-62). Chapter 4. Elsevier Inc.

Villagómez, D.; Spikings, R. (2013). Thermochronology and tectonics of the Central and Western Cordilleras of Colombia: Early Cretaceous – Tertiary evolution of the Northern Andes. Lithos, 160-161, 228-249. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2012.12.008

Villagómez, D.; Spikings, R.; Magna, T.; Kammer, A.; Winkler, W.; Beltrán, A. (2011). Geochronology, geochemistry and tectonic evolution of the Western and Central Cordilleras of Colombia. Lithos, 125(3-4), 875-896. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2011.05.003

Villamil, T. (1999). Campanian-Miocene tectonostratigraphy, depocenter evolution and basin development of Colombia and western Venezuela. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 153(1-4), 239-275. https://doi.org/10.1016/S0031-0182(99)00075-9

Vinasco, C.J.; Cordani, U.G.; González, H.; Weber, M.; Pelaez, C. (2006). Geochronological, isotopic, and geochemical data from Permo-Triassic granitic gneisses and granitoids of the Colombian Central Andes. Journal of South American Earth Sciences, 21(4), 355-371. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2006.07.007

Weber, M.; Gómez-Tapias, J.; Cardona, A.; Duarte, E.; Pardo-Trujillo, A.; Valencia, V. (2015). Geochemistry of the Santa Fé Batholith and Buriticá Tonalite in NW Colombia – evidence of subduction initiation beneath the Colombian Caribbean Plateau. Journal of South American Earth Sciences, 62, 257-274. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2015.04.002

Worden, R.H.; Burley, S.D. (2003). Sandstone diagenesis: The evolution of sand to stone. In: S.D. Burley, R.H. Worden (eds.). Sandstone Diagenesis: Recent and Ancient (pp. 1-44). UK: Wiley-Blackwell. https://doi.org/10.1002/9781444304459.ch

Vinnels, J.S.; Butler, R.W.H.; McCaffey, W.D.; Paton, D.A. (2010). Depositional processes across the Sinú Accretionary Prism, offshore Colombia. Marine and Petroleum Geology, 27(4), 794-809. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2009.12.008

Zapata-Villada, J.P.; Restrepo, J.J.; Cardona-Molina, A.; Martens, U. (2017). Geoquímica y geocronología de las rocas volcánicas básicas y el Gabro de Altamira, Cordillera Occidental (Colombia): registro de ambientes de Plateau y arco oceánico superpuestos durante el cretácico. Boletín de Geología, 39(2), 13-30. https://doi.org/10.18273/revbol.v39n2-2017001
Publicado
2020-09-30
Sección
Artículos científicos