Vol. 42 No. 3 (2020): Boletín de Geología
Artículos científicos

New evidences of magmatism in the Paipa geothermal system, Boyacá, Colombia

Jesús Bernardo Rueda-Gutiérrez
Servicio Geológico Colombiano
Bio

Published 2020-09-30

Keywords

  • Rhyolitic domes,
  • Paipa’s Volcanism,
  • Paipa’s geothermal system

How to Cite

Rueda-Gutiérrez, J. B. (2020). New evidences of magmatism in the Paipa geothermal system, Boyacá, Colombia. Boletín De Geología, 42(3), 51–79. https://doi.org/10.18273/revbol.v42n3-2020002

Altmetrics

Abstract

The domes of the geothermal area of Paipa were characterized in three sectors. The Alto Los Volcanes is formed by two zones where four elevations are evident that protrude from the surface, with strongly weathered outcrops but with evident volcanic textures demarcated by big potassium feldspar crystals in a white matrix. In Quebrada Honda there is a domic structure dominated by feldspar megacrystals while the Alto Los Godos is formed by five domes with porphyritic texture and feldspar crystals. Petrographically similar characteristics are present in the three sectors, with the presence of potassium feldspar (sanidine/anortoclase) + plagioclase (albite) + amphibole (hornblende) + biotite. Variable amounts of kaolinite are shown especially for some feldspar replacements and as veins. Chemically, the domes are classified as rhyolites/trachidacites, with a chemical signature of subcalcaline magmas of calcoalkaline series rich in potassium typical of volcanic arcs. The REE shows an enrichment of the LREE with averages of (La/Sm)N between 5.944 and 14.726 respect to the HREE with values of (Gd/Yb)N between 0.626 and 2.318 and with an important positive anomaly of EuN/(SmN*GdN)1/2 between 1.321 and 3.84. Data Ar-Ar in amphibole and feldspar, gave as a result for the sector of Alto Los Volcanes and Quebrada Honda ages of 1.76 and 1.8 Ma respectively, on the other hand, for the Alto Los Godos were recorded for three domes ages of 2.8, 2.7 and 2.6 Ma. Evidences of intrusive bodies that have not emerged were identified in the north and south of the work area based on the geomorphology and geophysical results of other authors. The cartography in these sectors did not show volcanic lithology, the geomorphology and some relationships with the geophysics acquired in the area, allow us to suppose that they are intrusions without superficial expressions increasing the possibilities of heat contribution to the geothermal system.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Alfaro, C. (2001). Geoquímica de las fuentes termales del área de Paipa-Iza. Informe Técnico, INGEOMINAS, Bogotá, Colombia.

Alfaro, C. (2002). Geoquímica del sistema geotérmico de Paipa. Informe Técnico, INGEOMINAS, Bogotá, Colombia.

Alfaro, C. (2005). Alteración hidrotermal en el sistema geotérmico de Paipa. Informe Técnico, INGEOMINAS, Bogotá, Colombia.

Alfaro, C.; Matiz, J.C.; Rueda, J.; Rodríguez, G.; González, C.; Beltrán, M.; Rodríguez, G.; Malo, J. (2017). Actualización del modelo conceptual del área geotérmica de Paipa. Informe Técnico, Servicio Geológico Colombiano, Bogotá, Colombia.

Beltrán, M.A. (2015). Interpretación de anomalías magnetométricas y gravimétricas en el área geotérmica de Paipa. Informe Técnico, Servicio Geológico Colombiano, Bogotá, Colombia.

Bernet, M.; Urueña, C.; Amaya, S.; Peña, M. (2016). New thermo and geochronological constraints on the Pliocene-Pleistocene eruption history of the Paipa-Iza volcanic complex, Eastern Cordillera, Colombia. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 327, 299-309. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2016.08.013

Blundy, J.; Holland, T. (1990). Calcic amphibole equilibria and a new amphibole-plagioclase geothermometer. Contributions to Mineralogy and Petrology, 104(2), 208-224. https://doi.org/10.1007/BF00306444

Borrero, C.; Murcia, H.; Agustín-Flores, J.; Arboleda, M.T.; Giraldo, A.M. (2017). Pyroclastic deposits of San Diego maar, central Colombia: an example of a silicic magma-related monogenetic eruption in a hard substrate. Geological Society, London Special Publications, 446, 361-374. https://doi.org/10.1144/SP446.10

Cepeda, H.; Pardo, N. (2004). Vulcanismo en Paipa. Informe Técnico, INGEOMINAS, Bogotá, Colombia.

CHEC. (1983). Investigación Geotérmica Macizo Volcánico del Ruiz. Fase II, etapa A, Vol-III, Parte A, Geovulcanología, Manizales, Central Hidroeléctrica de Caldas.

Defant, M.; Drummond, M. (1990). Derivation of some modern arc magmas by melting of young subducted lithosphere. Nature, 347(6294), 662-665. https://doi.org/10.1038/347662a0

ENUSA-IAN. (1979). Reporte Contrato I. 76 p. Empresa Nacional del Uranio S.A. - Instituto de Asuntos Nucleares, Bogotá, Colombia.

Ferreira, P.; Hernández, R. (1988). Evaluación geotérmica en el área de Paipa basada en técnicas isotópicas, geoquímica y aspectos estructurales. Tesis, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia.

Garzón, T. (2003). Geoquímica y potencial minero asociado a cuerpos volcánicos en la región de Paipa, departamento de Boyacá, Colombia. Tesis, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia.

González, L.; Vásquez, L.; Muñoz, R.; Gomes, H.; Parrado, G.; Vargas, S. (2008). Exploración de Uranio en Paipa, Iza, Pesca, Chivata (Boyacá). Informe técnico, INGEOMINAS, Bogotá, Colombia.

Gutscher, M.A.; Maury, R.; Eissen, J.P.; Bourdon, E. (2000a). Can slab melting be caused by flat subduction? Geology, 28(6), 535-538.
https://doi.org/10.1130/0091-7613(2000)28<535:CSMBCB>2.0.CO;2

Gutscher, M.A.; Spakman, W.; Bijwaard, H.; Engdahl, R. (2000b). Geodynamics of flat subduction: Seismicity and tomographic constraints the Andean margin. Tectonics, 19(5), 814-833. https://doi.org/10.1029/1999TC001152

Hammarstrom, J.; Zen, E. (1986). Aluminium in hornblende: an empirical igneous geobarometer. American Mineralogist, 71(11-12), 1297-1313.

Hernández, G.; Osorio, O. (1990). Geología, análisis petrográfico y químico de las rocas volcánicas del suroriente de Paipa (Boyacá-Colombia). Tesis, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia.

Helz, R. (1973). Phase relations of basalts in their melting range at PH2O = 5 kb as a function of oxygen fugacity: Part I. Mafic phases. Journal of Petrology, 14(2), 249-302. https://doi.org/10.1093/petrology/14.2.249

Hibbard, M.J. (1995). Petrography to petrogenesis. Prentice Hall. Hollister, L.; Grissom, G.; Peters, E.; Stowell, H.; Sisson. V. (1987). Confirmation of the empirical correlation of Al in hornblende with pressure of solidification of calc-alkaline plutons. American Mineralogist, 72(3-4), 231-239.

Johnson, M.; Rutherford. M. (1989). Experimental calibration of the aluminum-in-hornblende geobarometer with application to Long Valley caldera (California) volcanic rocks. Geology, 17(9), 837-841. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1989)017<0837:ECOTAI>2.3.CO;2

Leake, B.; Woolley, A.; Arps, C.; Birch, W.; Gilbert, M.; Grice, J.; Hawthorne, F.; Kato, A.; Kisch, H.; Krivovichev, V.; Linthout, K.; Laird, J.; Mandarino, J.; Maresch, W.; Nickel, E.; Rock, N.; Schumacher, J.; Smith, D.; Stephenson, N.; Ungaretti, L.; Whittaker, E.; Youzhi, G. (1997). Nomenclature of amphiboles: report of the subcommittee on amphiboles of the International Mineralogical Association, commission on new minerals and mineral names. The Canadian Mineralogist, 35(1), 219-246.

Le Bas, M.J.; Le Maitre, R.W.; Streckeisen, A.; Zanettin, B. (1986). A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram. Journal of Petrology, 27(3), 745-750. https://doi.org/10.1093/petrology/27.3.745

Martin, H. (1999). Adakitic magmas: modern analogues of Archean granitoids. Lithos, 46(3), 411-429.https://doi.org/10.1016/S0024-4937(98)00076-0

Martínez, A. (1989). Geologie de la región d’Iza, Boyaca. Cordillere orientale de Colombie. Thèse, Universite de Lausanne, Suisse.

McDonough, W.F.; Sun, S.; Ringwood, A.E.; Jagoutz, E.; Hofmann, A.W. (1992). Potassium, rubidium, and cesium in the Earth and Moon and the evolution of the mantle of the Earth. Geochimica et Cosmochimica Acta, 56(3), 1001-1012. https://doi.org/10.1016/0016-7037(92)90043-I

Monsalve, M. (2015). Informe de avance del volcanismo en el área geotérmica de San Diego (Caldas). Informe de Avance, Servicio Geológico Colombiano, Bogotá, Colombia.

Monsalve, M.L.; Ortiz, I.D.; Norini, G. (2019). El Escondido, a newly identified silicic Quaternary volcano in the NE region of the northern volcanic segment (Central Cordillera of Colombia). Journal of Volcanology and Geothermal Research, 383, 47-62. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2017.12.010

Monsalve, M.L.; Rojas, N.R.; Velandia, F.P.; Pintor, I.; Martínez, L.F. (2011). Caracterización geológica del cuerpo volcánico de Iza, Boyacá, Colombia. Boletín de Geología, 33(1), 117-130.

Murcia, H.; Borrero, C.; Németh, K. (2019). Overview and plumbing system implications of monogenetic volcanism in the northernmost Andes’ volcanic province. Journal Volcanology and Geothermal Research, 383, 77-87. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2018.06.013

Nakamura, N. (1974). Determination of REE, Ba, Mg, Na, and K in carbonaceos and ordinary chondrites. Geochemical et Cosmochimical Acta, 38(5), 757-775.
https://doi.org/10.1016/0016-7037(74)90149-5

Navia, A.; Barriga, A. (1929). Informe sobre las aguas termomedicinales de Paipa, Colombia. Imprenta Nacional. 76 p. Bogotá.

OLADE; GEOTÉRMICA ITALIANA; ICEL; CONTECOL. (1982). Estudio de reconocimiento de los recursos geotérmicos de la república de Colombia. 7 volúmenes. Pisa: Organización Latinoamericana de Energía, Geotérmica Italiana Srl, Instituto Colombiano de Energía Electrica, Contecol ltda.

Ortiz, I.; Monsalve, M. (2012). Nuevos aportes al conocimiento del volcanismo en el área geotérmica de Paipa-Iza. Informe Interno, Servicio Geológico Colombiano, Bogotá, Colombia.

Otten, M. (1984). The origin of brown hornblende in the Artfjället gabbro and dolerites. Contributions to Mineralogy and Petrology, 86(2), 189-199.
https://doi.org/10.1007/BF00381846

Pardo, N. (2004). Estratigrafía de las vulcanitas asociadas al Volcán de Paipa, municipios de Paipa y Tuta. Tesis, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia.

Pearce, J.A.; Harris, N.B.W.; Tindle, A.G. (1984).Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology, 25(4), 956-983.
https://doi.org/10.1093/petrology/25.4.956

Peccerillo, A.; Taylor, S.R. (1976). Geochemistry of eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology, 58(1), 63-81. https://doi.org/10.1007/BF00384745

Peña, Y.; Zuluaga, C. (2016). Evaluación petrológica de las rocas de Paipa, Boyacá. Tesis, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia.

Renzoni, G.; Rosas, H. (1967). Geología de la Plancha 171, Duitama. Mapa Geológico. Escala 1:100.000. INGEOMINAS.

Renzoni, G.; Rosas, H. (1976). Geología de las Planchas 171 Duitama y 211 Tauramena, cuadrángulos K–13 y J–12, escala 1:100.000. Boletín Geológico, 24(2), 1-48.

Rodríguez, G.; Alfaro, C. (2015). Caracterización de núcleos de perforación en las zonas de El Durazno, Paipa y criptodomo de Iza. Informe técnico, Servicio Geológico Colombiano, Bogotá, Colombia.

Rueda-Gutiérrez, J. (2017). Cartografía de los cuerpos dómicos del área geotérmica de Paipa. Informe técnico, Servicio Geológico Colombiano, Bogotá, Colombia.

Rueda-Gutiérrez, J.; Rodríguez, G. (2016). Geología del área geotérmica de San Diego. Informe Técnico, Servicio Geológico Colombiano, Bogotá, Colombia.

Sánchez-Torres, L.; Toro, A.; Murcia, H.; Borrero, C.; Delgado, R.; Gómez-Arango, J. (2019). El Escondido tuff cone (38 ka): a hidden history of monogenetic eruptions in the northernmost volcanic chain in the Colombian Andes. Bulletin of Volcanology, 81(12). https://doi.org/10.1007/s00445-019-1337-2

Sarmiento P. (1941). Geología de la región Paipa-Duitama. Boletín del Servicio Geológico Nacional. Informe Nº 353. Servicio Geológico Nacional. Bogotá, Colombia.

Schmidt, M.W. (1992). Amphibole composition in tonalite as a function of pressure: an experimental calibration of the Al–in–hornblende–barometer. Contributions to Mineralogy and Petrology, 110(2-3), 304-310. https://doi.org/10.1007/BF00310745

Suárez, J. (2016). Mecanismos de transporte y acumulación durante las erupciones piroclásticas más explosivas, registradas al sur de Paipa, en la Cordillera Oriental de Colombia. Tesis, Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia.

Ujueta, G. (1993). Lineamientos Muzo, Tunja y Paipa en los Departamentos de Boyacá y Casanare, Colombia. Geología Colombiana, 18, 65-73.

Vargas, C.; Mann, P. (2013). Tearing and breaking off of subducted slabs as the result of collision of the Panama Arc-Indenter with Northwestern South America. Bulletin of the Seismological Society of America, 103(3), 2025-2046. https://doi.org/10.1785/0120120328

Velandia, F. (2003). Cartografía geológica y estructural sector sur del municipio de Paipa. Informe técnico, INGEOMINAS, Bogotá, Colombia.

Winchester, J.A.; Floyd, P.A. (1977). Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chemical Geology, 20, 325-343. https://doi.org/10.1016/0009-2541(77)90057-2