PDF (Parte 7) - Universidad Nacional de Colombia

MODELAMIENTO ESTRUCTURAL DE LA ZONA LIMITE ENTRE LA MICROPLACA DE PANAMA Y EL BLOQUE
NORANDINO A PARTIR DE LA INTERPRETACION DE IMÁGENES DE RADAR, CARTOGRAFIA GEOLOGICA,
ANOMALIAS DE CAMPOS POTENCIALES Y LINEAS SISMICAS
8
INTEGRACIÓN DE MODELOS
Con base en la integración de la información presentada en los capítulos anteriores se
establece un modelo estructural para la zona límite de la microplaca de Panamá y el
bloque Andes Norte (Norandino). En la formulación de este modelo se aplica el principio
de “Economía de Hipótesis” que indica que no se debe recurrir a estructuras ocultas o
más complejas de las mínimas necesarias para explicar los datos.
8.1
INTRODUCCIÓN
Con base en los resultados obtenidos a partir de información satelital, aérea y terrestre, se
plantea un modelo estructural de la zona límite entre la microplaca de Panamá y el bloque
Andes Norte. Los modelos estructurales conceptuales mejoran nuestro entendimiento
sobre la forma y distribución de las estructuras en el subsuelo; ellos están basados en
datos geofísicos, cartografía geológica, imágenes de sensores remotos, líneas sísmicas,
pozos exploratorios y cualquier otro tipo de información útil. Estos modelos se presentan
como mapas geológicos y secciones transversales verticales.
8.2
ASPECTOS TECTÓNICOS GENERALES
El modelo tectónico de Meschedé y Frisch (1998) planteado para explicar la historia de la
placa Caribe durante el Mesozoico y el Cenozoico, muestra para el Hauteriviano una fosa
tectónica que bordea el flanco occidental de la Cordillera Central, en el extremo
noroccidental de Suramérica. Para el Albiano la fosa se ha desplazado hacia el occidente
y el remanente de la fosa que bordeaba la Cordillera Central se ha transformado en una
falla de cabalgamiento (thrust). Para este mismo tiempo, se da inicio a la formación del
arco de Panamá (o de Costa Rica-Panamá). En el Paleoceno, el arco de Panamá y la
Cordillera Occidental ya se han formado, estando el flanco occidental de esta última
bordeada por una falla de cabalgamiento. Para el Mioceno temprano, el modelo indica
que la parte sur del arco de Costa Rica-Panamá está muy cerca de colisionar con la
Cordillera Occidental. Aunque el modelo no lo muestra, es de suponer que la falla que
bordeaba la Cordillera Occidental, permitió los movimientos relativos del arco de Panamá
y de Suramérica, que posteriormente conllevaron a su colisión.
La colisión del arco de islas de Centroamérica y Suramérica, permite inferir la existencia
de una zona de subducción, para el tiempo en que dicho suceso ocurrió, en lugar de una
falla de cabalgamiento como se desprende del modelo de Meschedé y Frisch (1998). Se
interpreta que esta zona de subducción era de bajo ángulo, inclinada hacia el este y se
localizaba sobre la margen occidental de la Cordillera Occidental y por tanto sobre el
flanco occidental cinturón plegado del Sinú. Como indica Hernández (2009), este
planteamiento se apoya en la presencia de anomalías gravimétricas positivas sobre el
arco magmático de Mandé y anomalías gravimétricas negativas en la zona ocupada por el
8-2
cinturón plegado del Sinú. Esta zona de subducción debió ser un ramal de la actual zona
de subducción que bordea a Suramérica.
La formación de dicha zona de subducción implicó la partición de la placa oceánica, la
formación de una trinchera y el doblamiento de la placa subducente. De acuerdo a
Turcotte & Schubert (1982) la partición de una placa, no altera su rigidez flexural, pero si
aumenta su capacidad de deflexión máxima, a pesar de que el peso estático o tectónico
que actúe sobre ella, se conserve igual. La deflexión máxima de una placa partida de la
misma rigidez flexural y bajo la misma carga vertical, es el doble que la de una placa no
partida (Turcotte & Schubert, 1982). Es decir, el peso del borde de la placa de
Suramérica, representado por el extremo noroccidental de la Cordillera Occidental,
deflectó la placa oceánica que infrayace el arco de islas.
Es de anotar que antes de la colisión del arco de Panamá con la Cordillera Occidental,
ocurrió la intrusión de material granítico que dio origen en el Paleoceno-Eoceno al arco
magmático de Mandé, provocando el doblamiento y el ascenso iniciales de la corteza
oceánica. Este doblamiento generó adicionalmente esfuerzos distensivos en la parte
superior de la corteza que permitieron dar inicio a la formación de fallas normales.
La colisión en el Mioceno del arco de islas de Panamá y la esquina noroccidental de
Suramérica conlleva a la conformación de la cuenca de ante-arco de Urabá desde el
Eoceno tardío (Hernández, 2009). Debido a que las masas de tierra tienden generalmente
a acercarse en forma oblicua la una respecto a la otra en el proceso de colisión, porciones
de la vieja cuenca oceánica que las separaba pueden permanecer no cerrados después
de la colisión, como es el caso del golfo de Urabá, que es el remanente actual de la
cuenca oceánica que separaba el arco de islas de Suramérica.
La subducción del arco de islas se paralizó por la alta flotabilidad de la placa oceánica
(Hernández, 2009). Este bloqueo y la convergencia subsiguiente indujeron posiblemente
una flexión pronunciada de la placa, cuya parte central empezó a exhumarse por una
combinación de levantamiento y erosión, como lo evidencia la pronunciada inclinación de
las piroclástitas de la Formación Santa Cecilia - La Equis en la costa occidental del golfo
de Urabá (Hernández, 2009).
8.3
MODELO
En la zona límite de la microplaca de Panamá y el bloque Andes Norte se diferencian dos
ambientes o zonas geológicas de características particulares. La zona oriental
conformada por una secuencia de rocas sedimentarias plegadas y falladas, apoyadas
sobre corteza oceánica, localizada en el extremo noroccidental de la Cordillera Occidental
y correspondiente al cinturón deformado del Sinú, y la zona occidental, conformada por
rocas ígneas, que hace parte del arco de islas de Panamá. El límite de estas dos zonas
geológicas se encuentra cubierto por depósitos cuaternarios de la llanura aluvial del río
Atrato y una espesa secuencia siliclástica del Neógeno. Adicionalmente se establece que
la zona límite de la microplaca de Panamá y el bloque Andes Norte hace parte de un
escenario definido por la colisión de un continente y un arco de islas, intercalado entre dos
zonas relacionadas a subducción: la de la placa Caribe bajo el bloque Andes Norte al
norte y la de la placa de Nazca (Pacifica) igualmente bajo el bloque Andes Norte, al sur.
El cinturón deformado del Sinú hace parte de un prisma de acreción conformado por una
secuencia sedimentaria imbricada del Eoceno y el Oligoceno de más de 12 km de
8-3
espesor, suprayacida por cuencas piggyback, fusionado a la esquina noroccidental de
Suramérica durante el Cenozoico. El cinturón del Sinú representa un cinturón plegado y
fallado de un borde continental, formado por anticlinales estrechos con limbos fuertemente
empinados, separados por sinclinales amplios y suaves, caracterizado por la presencia de
volcanes, domos y diapiros de lodo, producto de la movilización de shales de alta presión
del Oligoceno-Mioceno. El patrón de deformación del cinturón deformado del Sinú
muestra pliegues fallados con vergencia al W, desarrollados sobre un basamento
suavemente inclinado, que se interpreta como generado por la subducción de bajo ángulo
de la placa Caribe bajo el bloque Andes Norte.
El arco de Panamá es un arco doble formado por los arcos del Baudó y de Mandé (este
último integrado por los arcos de Sautatá y Dabeiba). El arco del Baudó está compuesto
por secuencias del Cretáceo superior al Paleógeno de basaltos toleíticos con
interestratficaciones menores de estratos piroclásticos y siliclásticos. El arco de Mandé
está similarmente conformado por basaltos y secuencias vulcano-sedimentarias del
Cretáceo tardío. La formación del arco de islas de Panamá ocurrió en un tiempo no
posterior al Albiano (Cretáceo medio) y colisionó contra Sur América en el Mioceno
siguiendo una dirección E a ESE. La falla de Uramita es considerada la sutura entre estas
dos unidades tectónicas. Debido a su flotabilidad el arco no subduce bajo Suramérica y es
considerado en cambio como un “indentador” rígido que induce deformación al norte de
los 5° de latitud norte, incluso en las tierras de la Cordillera Oriental. La falla de Uramita
parece ser la prolongación sur del lineamiento de Colombia (Duque-Caro, 1980) o Falla
Marginal del Caribe Sur (Taboada et. al, 2000), extendiéndose hasta la Zona de
Deformación de Istmina.
El arco magmático de Mandé, orientado en dirección NS a NW, corresponde a un pilar
tectónico limitado por fallas normales, que separa las cuencas de Urabá y del Atrato. En la
parte media sur de la zona cubierta con las líneas de gravimetría y magnetometría, la
traza de la falla que limita el arco de Mande por el flanco oriental, coincide con la
prolongación norte de la falla de Murindó de la cartografía geológica de INGEOMINAS.
El basamento de las cuencas de Urabá y del Atrato está conformado por corteza oceánica
intruída por rocas graníticas del batolito de Mandé y se encuentra afectado por fallas
normales que limitan bloques que definen altos y bajos estructurales (Figuras 8.2 y 8.3).
La similitud de características litológicas entre la Serranía del Darién y los denominados
arcos magmáticos de Dabeiba y Mande, así como entre la Serranía del Baudó (Colombia)
y la Serranía de Maje (Panamá), aunado a la generación por parte de estas unidades de
fuertes anomalías magnéticas y gravimétricas positivas, indica en cada caso que
constituyen arcos magmáticos continuos. La continuidad de estas estructuras permite
inferir que el bloque Chocó-Panamá constituye una sola unidad tectónica, también
denominada microplaca de Panamá, cuyo limite oriental esta dado por la Falla de Uramita
o Sistema de Fallas de Uramita, la cual lo separa del bloque Andes Norte. La Falla de
Uramita por tanto corresponde actualmente al remanente de una zona de subducción
“congelada” de bajo ángulo, con buzamiento hacia el oriente (Figura 8.4). La zona de
deformación difusa localizada al oriente de Panamá, cerca de la frontera con Colombia,
debe corresponder tan solo a una zona de disipación de esfuerzos, más no al límite de
una microplaca tectónica.
La cuenca de Urabá es una cuenca antearco, asimétrica, flexural, que presenta una
mayor profundidad hacia el oriente y contiene una secuencia sedimentaria que alcanza
los 10 km de espesor máximo, dividida en una Unidad de Aguas Profundas y una Unidad
8-4
de Aguas Someras. Se encuentra limitada al occidente por la falla de cabalgamiento que
la pone en contacto con el Cinturón Plegado del Sinú. La secuencia de Aguas Profundas
se encuentra suavemente plegada, tanto por la flexura del basamento como por la posible
presencia de niveles de shale de alta presión, mostrando terminaciones tipo onlap sobre
el basamento. La Unidad de Aguas Someras también muestra terminaciones tipo onlap,
tanto sobre las capas de la Unidad de Aguas Profundas como sobre el basamento.
El flanco oriental de la cuenca del Atrato también muestra bloques hundidos y levantados,
limitados por fallas normales. El límite occidental de la cuenca del Atrato debe
corresponder a una falla inversa o de cabalgamiento, con componente de rumbo, que
bordea el extremo suroriental de la Serranía del Darién y atraviesa la Serranía del Baudó
hasta alcanzar el Océano Pacifico, en inmediaciones de Juradó. Este lineamiento es casi
paralelo a la frontera de Colombia y Panamá y es denominado por algunos autores como
Falla de Unguía.
8-5
Figura 8.1: Mapa geológico generalizado de la zona de estudio (recuadro), mostrando la
localización de las secciones geológicas esquemáticas. Modificado del mapa geológico
general elaborado con base en las planchas 58, 59, 60, 68, 69, 70, 79-Bis, 79, 80, 89, 90, 91,
101, 102 y 103 a escala 1:100.000 de INGEOMINAS (1999 y 2005).
8-6
Figura 8.2 Sección geológica esquemática del sector sur de la zona cubierta por las líneas de gravimetría y magnetometría
8-7
Figura 8.3. Sección geológica esquemática del sector norte de la zona cubierta por las líneas de gravimetría y magnetometría
8-8
Figura 8.4. Esquema tectónico en la región de Urabá donde se muestra el límite entre la
microplaca de Panamá y el bloque Norandino, definido por el Sistema de Fallas de Uramita
MODELAMIENTO ESTRUCTURAL DE LA ZONA LIMITE ENTRE LA MICROPLACA DE PANAMA Y EL BLOQUE
NORANDINO A PARTIR DE LA INTERPRETACION DE IMÁGENES DE RADAR, CARTOGRAFIA GEOLOGICA,
ANOMALIAS DE CAMPOS POTENCIALES Y LINEAS SISMICAS
9
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Del presente estudio se derivan las siguientes conclusiones y recomendaciones:
•
La zona de estudio se caracteriza por presentar un relieve montañoso de poca
altura, que no sobrepasa los 700 msnm y un relieve bajo y plano, en gran parte
pantanoso, situado por debajo de los 100 msnm. El relieve montañoso
corresponde a las estribaciones noroccidentales de la Cordillera Occidental, a la
Serranía del Darién y a las estribaciones nororientales de la Serranía del Baudó. El
relieve bajo y plano corresponde a la llanura aluvial del valle bajo del río Atrato,
donde adicionalmente emerge una serie de cerros aislados de poca altura,
conformados por rocas graníticas, que hacen parte del arco de Mandé o Sautatá.
•
Las estribaciones noroccidentales de la Cordillera Occidental están separadas de
las Serranías del Baudó y del Darien por la extensa llanura aluvial del valle bajo
del río Atrato y el golfo de Urabá.
•
En la zona montañosa que bordea la margen oriental del valle bajo del río Atrato
se encuentran rocas sedimentarias plegadas que hacen parte del Cinturón
Plegado del Sinú, así como rocas volcánicas básicas e intrusivas graníticas que
hacen parte del arco de Dabeiba, en tanto que en la zona montañosa que bordea
la margen occidental del valle del río Atrato se encuentran principalmente rocas
volcánicas básicas intruídas por rocas graníticas, cubiertas parcialmente por rocas
sedimentarias, que hacen parte de la Serranías del Darién y del Baudó.
•
En la zona límite de la microplaca de Panamá y el bloque Andes Norte (Norandino)
se presentan dos ambientes geológicos completamente diferentes, uno
fundamentalmente sedimentario al oriente y otro fundamentalmente volcánico al
occidente, cuyo límite se encuentra oculto por una espesa cobertera de depósitos
cuaternarios y rocas del Neógeno que solo puede ser determinado a partir de
información geofísica.
•
Sobre la margen occidental del valle bajo del rio Atrato, se puede definir un
lineamiento de orientación NNE que bordea el extremo suroriental de la Serranía
del Darién y atraviesa la Serranía del Baudó hasta alcanzar el Océano Pacifico, en
inmediaciones de Juradó. Este lineamiento es casi paralelo a la frontera colombopanameña y es denominado como Falla de Unguía.
•
Al sur de la zona de estudio se infiere un lineamiento de dirección aproximada EW,
que al parecer controla el curso del río Sucio y que limita por el extremo norte el
arco de Dabeiba.
•
La geofísica satelital permite definir anomalías gravimétricas y magnéticas
positivas que se correlacionan con el basamento cristalino de las Cordilleras
Central y Occidental, así como con el arco de islas de Panamá. De igual manera
muestra una discontinuidad correspondiente a la falla de Uramita.
•
La geofísica aerotransportada muestra fuertes anomalías positivas y negativas,
separadas por gradientes fuertes. Las anomalías positivas son correlacionables
9-2
con el extremo noroccidental de la Cordillera Occidental (arco de Dabeiba en el
sector de Dabeiba y Mutatá), el arco de Mandé o Sautatá y las Serranías del
Darién y del Baudó, en tanto que las anomalías negativas son correlacionables
con las cuencas del Sinú, Urabá y Atrato.
•
La similitud de características litológicas entre la Serranía del Darién y los
denominados arcos magmáticos de Dabeiba y Mande, así como entre la Serranía
del Baudó (Colombia) y la Serranía de Maje (Panamá), aunado a la generación por
parte de estas unidades de fuertes anomalías magnéticas y gravimétricas
positivas, indica en cada caso que constituyen arcos magmáticos continuos. La
continuidad de estas estructuras permite inferir que el bloque Chocó-Panamá
constituye una única unidad tectónica, denominada también como microplaca de
Panamá.
•
La interpretación de anomalías gravimétricas y magnéticas permite definir que el
límite entre la microplaca de Panamá y el bloque Norandino lo constituye el
Sistema de Fallas de Uramita, el cual corresponde actualmente al remanente de
una zona de subducción “congelada” de bajo ángulo, inclinada al este.
•
Las cuencas de Urabá y del Atrato son de forma alargada en dirección general NS
y cuentan con secuencias sedimentarias que alcanzan espesores del orden de 10
km.
•
Los límites laterales de las cuencas de Uraba y del Atrato están definidos por
fallas, en virtud de los altos gradientes que se presentan entre las anomalías
positivas y negativas.
•
La cuenca de Urabá contiene una espesa secuencia siliclástica que se divide en
una Unidad de Aguas Profundas y una Unidad de Aguas Someras, apoyada sobre
una unidad vulcanoclástica y un basamento cristalino que en general se profundiza
hacia el oriente a partir del arco de Sautatá o Mandé. El basamento en general se
encuentra afectado por fallas normales que generan bloques levantados y
hundidos, suministrándole una geometría de grabens y semi-grabens, excepto en
el sector oriental, donde se encuentra afectado por fallas inversas.
•
La secuencia siliclástica se encuentra flexionada hacia abajo, indicando
subsidencia de la cuenca. La flexión de las capas se corrobora con las relaciones
tipo onlap de las capas de esta unidad con el basamento.
•
La unidad vulcanoclástica se encuentra afectada por las fallas normales del
basamento, más no así la secuencia siliclástica del Neógeno.
•
El cinturón plegado del Sinú es una cuña sedimentaria de más de 12 km de
espesor, adosada a la margen noroccidental de Suramérica.
•
La cuenca de Urabá es una cuenca de ante-arco, flexural, desarrollada en la
margen convergente de la microplaca de Panamá y el bloque Andes Norte. La
flexura es consecuencia de la intrusión granítica que dio origen al arco magmático
de Mande, la convergencia de microplaca de Panamá y el bloque Norandino y el
peso del cinturón plegado del Sinú. Este último actúa como peso estático o
tectónico, sobre el borde de la placa oceánica que constituye el basamento de las
cuencas de Uraba y del Atrato.
9-3
•
Las densidades y susceptibilidades magnéticas de muestras de roca mediadas en
laboratorio, muestran una amplia gama de valores y por tanto una alta dispersión
con relación a los valores promedio, indicando que es más conveniente y preciso
hacer estas mediciones sobre muestras de rocas frescas, preferiblemente que
correspondan a testigos o núcleos de perforaciones exploratorios.
•
Se recomienda obtener testigos de perforaciones exploratorias que se realicen en
la zona del Urabá, para determinar valores de densidad y susceptibilidad
magnética más precisos, en comparación con los que se obtienen de muestras de
rocas de afloramientos.
•
Se recomienda realizar la adquisición de datos gravimétricos y magneticos sobre
el golfo de Urabá
MODELAMIENTO ESTRUCTURAL DE LA ZONA LIMITE ENTRE LA MICROPLACA DE PANAMA Y EL BLOQUE
NORANDINO A PARTIR DE LA INTERPRETACION DE IMÁGENES DE RADAR, CARTOGRAFIA GEOLOGICA,
ANOMALIAS DE CAMPOS POTENCIALES Y LINEAS SISMICAS
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