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ANÁLISIS ESTRATIGRÁFICO YDETERMINACIÓN DE AMBIENTES

DE DEPÓSITO PARA LAFORMACION PALANZ.

INICIO DE LA SEDIMENTACIONCRETACICA EN LA ALTAGUAJIRA, COLOMBIA.

Edward A. Salazar OrtizGeólogo

2010

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ANÁLISIS ESTRATIGRÁFICO Y DETERMINACIÓN DE AMBIENTES DE DEPÓSITO PARA LA FORMACION PALANZ.

INICIO DE LA SEDIMENTACION CRETACICA EN LA ALTA GUAJIRA, COLOMBIA

EDWARD A. SALAZAR ORTIZ

Geólogo

Código 194691

Trabajo de Grado presentado para optar al titulo de Maestría en Geología

DIRIGIDO POR

Ph D. Gustavo Adolfo Sarmiento

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA, SEDE BOGOTA

FACULTAD DE CIENCIAS

DEPARTAMENTO DE GEOCIENCIAS

MAESTRIA EN GEOLOGIA

Bogotá 2010

ANÁLISIS ESTRATIGRÁFICO Y DETERMINACIÓN DE AMBIENTES DE DEPÓSITO PARA LA FORMACION PALANZ.

INICIO DE LA SEDIMENTACION CRETACICA EN LA ALTA GUAJIRA, COLOMBIA

EDWARD A. SALAZAR ORTIZ

Geólogo

Director

Prof. PhD GUSTAVO SARMIENTO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA, SEDE BOGOTA

FACULTAD DE CIENCIAS

DEPARTAMENTO DE GEOCIENCIAS

MAESTRIA EN GEOLOGIA

Bogotá 2010

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Ph.D Gustavo Adolfo Sarmiento

Director De Tesis

Al Conocimiento

Por Supuesto

AGRADECIMIENTOS

El autor de esta investigación quiere agradecer profundamente a todos aquellos que permitieron la feliz culminación de este trabajo.

A Dios y a mi familia, quienes me dieron la fuerza el apoyo necesario en cada momento de mi vida y de esta investigación, siempre incondicionales, siempre presentes.

A mi director de tesis y amigo Profesor Ph.D Gustavo Adolfo Sarmiento, por su valiosa orientación, paciencia y consejo, además de las múltiples correcciones y sugerencias realizadas tanto en la fase de campo como durante la elaboración del texto final de la tesis.

A la Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá, por permitirme participar en el proyecto investigativo de la Alta Guajira del cual nació la idea del tema de tesis.

Al Instituto Colombino de Geología y Minería INGEOMINAS, en las personas de Alberto Ochoa y Elizabeth Cortez por facilitarme diverso material geológico para complementar la investigación, además de permitirme utilizar los equipos del instituto.

Al profesor Ph.D Sergio Gaviria, por su entusiasmo y guía en la temática de la geología de arcillas, los procesos de degradación y transformación de los minerales y la implementación de las técnicas de post-tratamientos.

A las Químicas Ruth Marcela Pachón y Gladys Valderrama del Laboratorio Químico de INGEOMINAS por la enorme ayuda prestada durante la fase de análisis por Difracción de Rayos X, sin su colaboración y generosidad habría sido imposible obtener los resultados de DRX presentados en esta investigación.

Al Geólogo Ph.D Hannes Löser de la UNAM por el apoyo con la clasificación taxonómica y las interpretaciones ambientales de la fauna coralina del Miembro Kesima, además de la revisión, corrección y sugerencias realizadas a partes del texto final.

Al Geólogo Ph.D Hermann Duque, por las interesantes conversaciones que mantuvimos acerca de la evolución del Hauteriviano en la Alta Guajira y por la identificación y clasificación taxonómica de la fauna de foraminíferos bentónicos con la cual se logro determinar la edad del Miembro Kesima.

Al Geólogo Ph.D Armando Salazar, por la identificación taxonómica y los comentarios acerca de los ichnofosiles presentados en este trabajo.

Al Geólogo José Arenas por la revisión y enriquecedores comentarios acerca de las interpretaciones petrográficas, tanto composicionales, texturales y de procedencia.

Al Geólogo candidato a MSc y apreciado amigo Vladimir Zapata, por el constante acompañamiento en las múltiples fases de campo en la Alta Guajira y por sus acertados comentarios y sugerencias respecto a las interpretaciones y descripciones faciales.

A mi eterna amiga y geóloga candidata a MSc Bibiana Paola Rodríguez, por la experta y pronta ayuda en la elaboración de los mapas de ubicación del trabajo, por el acompañamiento en las fases de campo y por su constante consejo y apoyo no solo en los aspectos geológicos e investigativos.

Al Geólogo MSc Germán Bonilla, por la diligente y acertada colaboración en la temática de geología de arcillas e índices de cristalinidad para illitas.

A Laura Ledesma, estudiante de geología, por la colaboración en la edición final del texto, el acompañamiento en algunas de las fases de campo y por su permanente preocupación y ayuda desinteresada durante la consecución de esta investigación.

A la profesora Ana Elena Concha, por la revisión de las muestras con aporte volcánico y sus valiosos comentarios.

A la geóloga MSc Ana María Martínez, por facilitarme diverso material geológico de la Alta Guajira, que permitió la complementación de los análisis y las interpretación ambientales.

A los geólogos Ana María Rojas, Fabio Castellanos y Catalina Sánchez, por las observación y discusiones acerca de diversas temáticas respecto al trabajo investigativo, sus enfoques y aplicaciones, además de estar siempre al tanto de la evolución y el desarrollo del texto final.

Al técnico Armando Casas por la diligente y pronta elaboración de algunas de las secciones delgadas empleadas en el trabajo.

Al diseñador Freddy Avella, por la edición final de algunas de las imágenes plasmadas en el documento.

A las comunidades Wayuu de las rancherías de Punta Espada, Watchuari y Barranca, por el cariño, la hospitalidad y la colaboración constante que me brindaron durante los dos años que permanecí en ese hermoso destino, además el agradecimiento eterno por las enseñanzas y por permitirme hacer parte de la comunidad durante tanto tiempo.

Y por ultimo pero no por eso menos importante, gracias a Carolina Tenjo por la compañía, el apoyo, las palabras de aliento y la fuerza que me dio durante tanto tiempo, aunque ahora no está, sigue siendo una parte vital de mi vida y de este trabajo también, en el cual siempre me animo a seguir adelante y nunca desfallecer, parte de la autoría de esta tesis es de ella.

CONTENIDO

1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 18

1.1 OBJETIVOS .......................................................................................................... 19

1.1.1 Objetivo General ............................................................................................ 19

1.1.2 Objetivos Específicos ..................................................................................... 19

1.2 GENERALIDADES .............................................................................................. 19

1.2.1 Ubicación ....................................................................................................... 19

1.2.2 Vías de Acceso ............................................................................................... 20

1.2.3 Clima y Vegetación ........................................................................................ 24

1.2.4 Morfología ..................................................................................................... 24

1.3 TRABAJOS PREVIOS ......................................................................................... 25

1.3.1 Definiciones y Descripciones Originales de la Formación Palanz y del Miembro Kesima .......................................................................................................... 26

2 MARCO GEOLÓGICO REGIONAL ......................................................................... 28

3 METODOLOGÍA ........................................................................................................ 35

3.1 Trabajo de Campo ................................................................................................. 35

3.2 Fase de Laboratorio ............................................................................................... 35

3.2.1 Rocas Terrígenas ............................................................................................ 36

3.2.2 Rocas Calcáreas ............................................................................................. 36

3.3 Mineralogía de Arcillas ......................................................................................... 39

3.3.1 Definición. ...................................................................................................... 39

3.3.2 Estructura ....................................................................................................... 39

3.3.3 Familias de Arcillas. ...................................................................................... 40

3.3.4 Preparación de las Muestras y Condiciones de Medición .............................. 45

3.3.5 Análisis de Agregado Total Desorientado ..................................................... 45

3.3.6 Análisis de Minerales Arcillosos en Agregado Orientado ............................. 46

3.3.7 Cuantificación y Semicuantificación de Minerales Arcillosos y otras Fases Mineralógicas ............................................................................................................... 47

3.3.8 Determinación y Calibración del Índice de Cristalinidad de la Illita (IC) ..... 48

3.4 Identificación Paleontológica ................................................................................ 49

4 ESTRATIGRAFIA Y FACIES DE LA FORMACION PALANZ Y EL MIEMBRO KESIMA .............................................................................................................................. 50

4.1 Descripción de la Formación Palanz en la Sección de Punta Espada ................... 50

4.1.1 Asociación de Facies 1 - Conglomerados de guijos finos y medios matriz soportados y arenitas de grano muy grueso. ................................................................ 51

4.1.2 Asociación de Facies 2 - Conglomerados de guijos finos y medios imbricados matriz soportados. ........................................................................................................ 53

4.1.3 Asociación de Facies 3- Arenitas de grano muy grueso conglomeráticas y arenitas de grano fino con procesos de pedobioturbación. .......................................... 54

4.1.4 Asociación de Facies 4 - Arenitas de grano grueso, medio y muy fino. ....... 55

4.1.5 Asociación de Facies 5 – Lodolitas, Limolitas y arenitas de grano fino y muy fino con cemento calcáreo ............................................................................................ 56

4.1.6 Asociación de Facies 6 – Conglomerados arenosos y arenitas de grano grueso ligeramente conglomeráticas ........................................................................................ 56

4.2 Caracterización Petrográfica de la Formación Palanz en la Sección de Punta Espada .............................................................................................................................. 61

4.3 Análisis Mineralógico de Fases Principales y Asociaciones de Minerales Arcillosos ......................................................................................................................... 65

4.3.1 Minerales Principales en agregado desorientado ........................................... 65

4.3.2 Minerales Arcillosos en agregado desorientado ............................................ 65


4.4 Sección Estratigráfica de la Formación Palanz en el Cerro Pororopo................... 72

4.4.1 Asociación de Facies I – Arenitas de grano grueso y muy grueso................. 72

4.4.2 Asociación de Facies II – Arenitas de grano fino y muy fino intercaladas con limolitas ........................................................................................................................ 72

4.4.3 Asociación de Facies III – Arenitas de grano grueso y muy grueso intercaladas con arenitas de grano fino y muy fino...................................................... 74

4.4.4 Asociación de Facies IV – Arenitas de grano fino con Thalassinoides, limolitas y conglomerados ........................................................................................... 74

4.4.5 Asociación de Facies V – Limolitas y arenitas de grano fino ........................ 75

4.4.6 Asociación de Facies VI – Arenitas de grano fino y conglomerados ............ 75

4.5 Caracterización Petrográfica de la Formación Palanz en la Sección del Cerro Pororopo ........................................................................................................................... 80

4.6 Análisis Mineralógico de Fases Principales y Asociaciones de Minerales Arcillosos ......................................................................................................................... 85

4.6.1 Minerales Principales en agregado desorientado ........................................... 85

4.6.2 Minerales Arcillosos en agregado desorientado ............................................ 87


4.7 Secciones estratigráficas del Miembro Kesima (Trijajain y Yarrari) .................... 91

4.7.1 Asociación de Facies A – Oopelesparitas ...................................................... 91

4.7.2 Asociación de Facies B – Bafflestone y Biomicritas de foraminíferos, bivalvos y gastrópodos. ................................................................................................ 92

4.7.3 Asociación de Facies C – Oopelesparenitas y ooesparitas............................. 94

4.7.4 Descripción de Fósiles y Edad del Miembro Kesima .................................... 94

5 INTERPRETACION AMBIENTAL ......................................................................... 104

5.1 Ambientes de acumulación de la Formación Palanz en la sección de Punta Espada 104

5.1.1 Asociación de Facies 1 ................................................................................. 104






5.2 Implicaciones Geneticas yAmbientales de los Minerales Arcillosos Presentes en la Seccion de Punta Espada ................................................................................................ 105

5.3 Ambientes de acumulación de la Formación Palanz en la sección del Cerro Pororopo ......................................................................................................................... 106

5.3.1 Asociación de Facies I ................................................................................. 106

5.3.2 Asociación de Facies II y III ........................................................................ 106

5.3.3 Asociación de Facies IV .............................................................................. 107

5.3.4 Asociación de Facies V ................................................................................ 107

5.3.5 Asociación de Facies VI .............................................................................. 107

5.4 Implicaciones Geneticas y Ambientales de los Minerales Arcillosos Presentes en la Seccion del Cerro Pororopo ....................................................................................... 107

5.5 Ambientes de acumulación del Miembro Kesima en las secciones de Trijajain y Yarrari ............................................................................................................................ 108

5.5.1 Asociación de Facies A ................................................................................ 108

5.5.2 Asociación de Facies B ................................................................................ 109

5.5.3 Asociación de Facies C ................................................................................ 109

6 ANALISIS DE AREAS DE PROCEDENCIA .......................................................... 110

6.1 Proveniencia de los materiales constituyentes de la Formación Palanz en la Sección de Punta Espada ................................................................................................ 110

6.2 Proveniencia de los materiales constituyentes de la Formación Palanz en la Sección de Pororopo ...................................................................................................... 112

6.3 Proveniencia de la fracción terrígena presente en el Miembro Kesima .............. 114

7 EVOLUCION E HISTORIA DE LOS AMBIENTES DEPOSITACIONALES ...... 115

7.1 Historia depositacional de la Formación Palanz en la sección de Punta Espada 115

7.2 Historia depositacional de la Formación Palanz en la sección del Cerro Pororopo 119

7.3 Historia depositacional del Miembro Kesima en las secciones de Trijajain y Yarrari ............................................................................................................................ 119

8 CONCLUSIONES ..................................................................................................... 123

9 RECOMENDACIONES ............................................................................................ 125

10 BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................... 127

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Mapa de ubicación general de la Alta Guajira colombiana. ................................ 20 Figura 2. Mapa de ubicación de las secciones estratigráficas de la Formación Palanz en las localidades del Cerro Pororopo y el Cerro Royo. ................................................................ 21 Figura 3. Mapa de ubicación de las secciones estratigráficas del Miembro Kesima en las localidades de Yarrari y Trijajain. ........................................................................................ 22 Figura 4. Mapa de ubicación de la sección estratigráfica de la Formación Palanz en el sector de Punta Espada. .................................................................................................................. 23 Figura 5. Configuración tectónica regional de las placas Caribe y Suramericana en el norte de Colombia ........................................................................................................................ 28 Figura 6. Ubicación de las unidades Neis de Macuira, Neis de Jojoncito, Formacion Rancho Grande, Granodiorita de Ipapure y Riodacita de Ipapure – Cerro la Teta Espada. .............. 30 Figura 7. Sistemas de fallas principales presentes en la Alta Guajira .................................. 33 Figura 8. Geometría, componentes básicos y tipos de microfábricas que se presentan en los ooides .................................................................................................................................. 37 Figura 9. Diversos tipos de ooides específicos, identificados en las muestras del Miembro Kesima . ............................................................................................................................... 38 Figura 10. Estructuras tetraédricas (a) Celda unidad tetraédrica (b) Lámina tetraédrica (c) Arreglo ideal de láminas tetraédricas ................................................................................... 39 Figura 11. Estructuras Octaédricas (a) Celda unidad Octaédrica (b) Láminas Octaédricas (c) Arreglo ideal de láminas octaédricas. .................................................................................. 40 Figura 12. Estructura tridimensional de la Caolinita . ......................................................... 41 Figura 13. Esquema tridimensional de la estructura de la Illita. .......................................... 42 Figura 14. Esquema tridimensional de la estructura de la esmectita. .................................. 43 Figura 15. Esquema de la estructura de la Vermiculita ....................................................... 45 Figura 16. Calculo del FWHM en illita a la mitad de la altura de la reflexión principal en 10Å. ...................................................................................................................................... 49 Figura 17. Convenciones empleadas en las columnas generalizadas de la Formación Palanz y el Miembro Kesima. .......................................................................................................... 50 Figura 18. Columna estratigráfica generalizada de la Formación Palanz en el sector de Punta Espada. Escala 1:1500................................................................................................ 52 Figura 19. Sumatoria de los espesores de acuerdo con la textura, para cada asociación facial. .................................................................................................................................... 53 Figura 20. Asociación de Facies 1. ..................................................................................... 57 Figura 21. Asociación de Facies 2. ...................................................................................... 58 Figura 22. Asociación de Facies 3 y 4. ................................................................................ 59 Figura 23. Asociación de facies 5. ....................................................................................... 60

Figura 24. Asociación de Facies 6.. ..................................................................................... 61 Figura 25. Triangulo composicional QPF para las muestras de la Formación Palanz en la sección de Punta Espada. ..................................................................................................... 62 Figura 26. Microfotografias petrograficas de diversos componentes mineralogicos de la Formación Palanz en la seccion de Punta Espada. ............................................................... 63 Figura 27. Microfotografias petrograficas de fragmentos liticos y de la matriz presente en las rocas de la seccion de Punta Espada ............................................................................... 64 Figura 28. Difractograma en agregado desorientado de la muestra ES-15.. ........................ 67 Figura 29. Difractograma en agregado orientado de la muestra ES -15 .............................. 69 Figura 30. Difractograma en agregado orientado de la muestra ES -75. ............................. 70 Figura 31. Difractograma en agregado orientado de la muestra ES -40. ............................. 71 Figura 32. Columna estratigráfica generalizada de la Formación Palanz en el sector del Cerro Pororopo. Escala 1:900. ............................................................................................. 73 Figura 33. Asociación facial I. ............................................................................................. 76 Figura 34. Asociación facial II y III.. ................................................................................... 77 Figura 35. Asociación facial IV. .......................................................................................... 78 Figura 36. Asociación facial V y VI.. .................................................................................. 79 Figura 37. Triangulo composicional QPF para las muestras de la Formación Palanz en la sección del Cerro Pororopo. ................................................................................................. 81 Figura 38. Microfotografias petrograficas de diversos fragmentos liticos volcanicos provnientes de la seccion del Cerro Pororopo...................................................................... 82 Figura 39. Microfotografias petrograficas de fragmentos volcanicos con texturas, fiamme entre otras. ............................................................................................................................ 83 Figura 40. Microfotografias petrográficas de fragmentos liticos con texturas, traquiticas, y gráficas. ................................................................................................................................ 84 Figura 41. Microfotografias de cemento espar, axiolitas y fragmentos de calcedonia. ....... 85 Figura 42. Difractograma en agregado desorientado de la muestra ES-549. ....................... 87 Figura 43. Difractograma en agregado orientado de la muestra ES -483. ........................... 89 Figura 44. Difractograma en agregado orientado con post-tratamiento de Litio para la muestra ES-483. ................................................................................................................... 90 Figura 45. Columnas estratigráficas generalizadas del Miembro Kesima en los sectores de Trijajain (izquierda) y Yarrari (derecha). Escala 1:900. ...................................................... 93 Figura 46. Microfotografías de ooides con microfábricas concéntricas, peloides y fragmentos biogenicos. ........................................................................................................ 96 Figura 47. Microfotografías de ooides concentricos, poliooides y ooides especificos. ....... 97 Figura 48. Microfotografías de ooides especificos y efectos de compactacion y diagenesis en los ooides. ........................................................................................................................ 98 Figura 49. Microfotografía de algas verdes y poliooides. .................................................... 99 Figura 50. Asociación facial B.. ......................................................................................... 100

Figura 51. Microfotografía de Halimeda sp. y esponjas coralinas ..................................... 101 Figura 52. Asociación de Facies C.. ................................................................................... 102 Figura 53. Microfotografías de cortes transversales realizados a los corales del genero Actinastraeopsis Sikharulidze y foraminiferos. ................................................................. 103 Figura 54. Triangulo de Dickinson, Cuarzo monocristalino, feldespatos y fragmentos líticos, para las muestras de la Formación Palanz en el sector de Punta Espada. .............. 112 Figura 55. Triangulo de Dickinson, Cuarzo monocristalino, feldespatos y fragmentos líticos, para las muestras de la Formación Palanz en el sector del Cerro Pororopo. .......... 113 Figura 56. Reconstrucción paleoambiental de asociaciones faciales de la Formación Palanz en la sección de Punta Espada. (a) Asociación facial 1, (b) asociación facial 2, (c) asociación facial 3. ............................................................................................................. 117 Figura 57. Reconstrucción paleoambiental de las asociaciones faciales de la Formación Palanz en la sección de Punta Espada. (a) Asociación facial 4, (b) asociación facial 5, (c) asociación facial 6. ............................................................................................................. 118 Figura 58. Reconstrucción paleoambiental de la Formación Palanz en el sector de Pororopo. (a) Asociación de facies I (b) asociación de facies II y III, (c) asociación de facies IV y V. ............................................................................................................................................ 121 Figura 59. Reconstrucción paleoambiental del Miembro Kesima. (a) asociación de facies A, (b) asociación de facies B, (c) asociación de Facies C. ..................................................... 122

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Comportamiento de los minerales arcillosos frente a cada una de los tratamientos. .............................................................................................................................................. 47 Tabla 2. Valores de IC para las muestras patrón de Warr & Rice (1994) y las obtenidas para las mismas muestras en el equipo PANalytical X’Pert. ....................................................... 48 Tabla 3. Cuantificación por método Rietveld de los minerales principales y arcillosos de las muestras de la sección Punta Espada, en agregado desorientado. ....................................... 66 Tabla 4. Cuantificación de los minerales arcillosos presentes en las muestras analizadas por DRX de la sección estratigráfica de Punta Espada, Índice de Esquevin y de cristalinidad para las illitas. ...................................................................................................................... 68 Tabla 5. Cuantificación por método Rietveld de los minerales principales y arcillosos de las muestras de la sección del Cerro Porropo, en agregado desorientado. ................................ 86 Tabla 6. Cuantificación de los minerales arcillosos e índice de esquevin y de cristalinidad para las illitas presentes en las muestras analizadas por DRX de la sección estratigráfica del Cerro Pororopo. .............................................................................................................. 88

INDICE DE ANEXOS

ANEXO 1A. Columna Estratigráfica de la Formación Palanz en la Sección de Punta Espada. Escala 1:100.

ANEXO 1B. Columna Estratigráfica de la Formación Palanz en la Sección del Cerro Pororopo. Escala 1:100.

ANEXO 1C. Columna Estratigráfica del Miembro Kesima en la Sección de Trijajain. Escala 1:100.

ANEXO 1D. Columna Estratigráfica del Miembro Kesima en la Sección de Yarrari. Escala 1:100.

ANEXO 2A. Sinopsis de los resultados petrográficos con cálculos de composición modal, para las muestras de la Formación Palanz en el sector de Punta Espada.

ANEXO 2B. Sinopsis de los resultados petrográficos con cálculos de composición modal, para las muestras de la Formación Palanz en el sector del Cerro Pororopo.

RESUMEN

En la Alta Guajira Colombiana, en los sectores de Punta Espada al noreste y al sur de la Serranía de Cosinas, en el Cerrro Pororopo y en cercanías a la Ranchería de Jipi, se describen y caracterizan cuatro secciones estratigráficas correspondientes a la Formación Palanz y al Miembro Kesima de edad Berriasiano – Hauteriviano. En el sector de Punta Espada se reconocen seis asociaciones faciales que corresponden a (1) flujos de detritos generados en medios viscosos, de baja movilidad y fuerte encauzamiento, (2) flujos laminares y turbulentos altamente erosivos y diluidos que presentan disminución paulatina en la energía del medio, (3) flujos laminares selectivos poco encausados, depósitos de desborde y “crevasse splay” sometidos a procesos de meteorización subáereos, (4) flujos canaliformes fuertemente encausados con alta energía que disminuía de manera cíclica, (5) ambientes marinos restringidos de bajo oleaje, con procesos fluviales efímeros y de gran velocidad, (6) flujos turbulentos caóticos, viscosos y encausados que presentan una disminución en la potencia y efectividad del transporte de la carga sedimentaria. El ambiente depositacional corresponde a abanicos aluviales proximales al área de aporte, que van gradando progresivamente a posiciones de abanico intermedio y distal que sufren la transgresión progresiva de un mar somero y restringido que retrocede rápidamente por el incremento en la pendiente de las áreas de aporte. Las rocas de esta sección corresponden a arcosas ricas en microclina procedentes del Neis de Jojoncito, con plagioclasas y biotitas degradadas provenientes del Neis de Macuira y cuarzos deformados de la Granodiorita de Siapana.

Las asociaciones faciales del Cerro Pororopo, corresponden a cinco divisiones integradas por (I) depósitos de alta energía, caóticos y encausados, (II – III) ríos meandriformes con cargas en suspensión y barras transversales, (IV) planicies deltaicas dominadas por tributario meandriformes con procesos puntuales de canales de desembocaduras, (V) planicies deltaicas dominadas por oleaje y (VI) depósitos fluviales de ríos trenzados asociados a una disminución local del nivel del mar. Composicionalmente las rocas aflorantes corresponden a litoarenitas volcánicas procedentes de la Formación Rancho Grande y de la Riodacita de Ipapure – Cerro de la Teta. El análisis mineralógico de arcillas permitió definir condiciones de exposición subáerea constante que afectaron los depósitos volcánicos y facilitaron la generación de montomorillonitas, sumado a la intensa degradación de micas provenientes de las áreas volcánicas aportantes.

El Miembro Kesima, analizado a partir de las secciones estratigráficas de Trijajain y Yarrari, con espesores promedio de 40 m, presenta tres asociaciones faciales integradas por (A) ooesparitas y oopelesparenitas depositadas en ambientes marinos someros de plataforma interna, con altos niveles de oleaje, asociados con barras y “shoals”, (B) framestone coralinos y biomicritas de foraminíferos y equinodermos depositadas en ambientes de “back reef” y arrecifes en parches o pseudocolonias que evidencian un incremento local en el nivel del mar (High system track) y (C) ooesparitas y ooesparenitas con diversos tipos de microfábricas asociadas a incrementos y disminuciones puntuales en

la energía del oleaje, en ambientes marinos someros con “shoals” y la aparición de canales tributarios efímeros.

El análisis de la fauna encontrada en el Miembro Kesima y que corresponde a foraminíferos bentónicos y corales esclerectinidos faceloides permiten inferir una edad preliminar de Hauteriviano para esta parte de la unidad.

Las fases terrígenas predominantemente conglomeráticas de la Formación Palanz en el sector nororiental de la Alta Guajira sugieren una importante actividad tectónica desarrollada de manera local durante el Jurásico tardío – Cretácico temprano asociado con cuerpos de basamento emergido producto del accionar de la Falla de Simarúa. Mientras que los depósitos del sur de la Serranía de Cosinas estarían relacionados con un margen pasivo estable que permitió la ingresión paulatina del mar durante el Hauteriviano.

ABSTRACT

In the Colombian Alta Guajira are described and characterized four stratigraphic sections corresponding to the Palanz Formation and the Kesima Member of Berriasian – Hauterivian age in the sectors of Punta Espada at north and Cosinas Highlands at south, in the Pororopo Hill and near by the Jipi Rancheria. There are six facials associations in the sector of Punta Espada corresponding to (1) debris flows generated in viscous media, low mobility and strong channeling, (2) laminar and turbulent flow highly erosive and diluted showing gradual decrease in the environment energy, (3) selective laminar flows whit some channeling, overflow and crevasse splay deposits subjected to subaerial weathering processes, (4) strongly indicted channelform flows with high energy that decreases in a cyclic way, (5) restricted marine environments, with ephemeral high speed fluvial processes, (6) chaotic turbulent flows, viscous and indicted that present a decrease in power and effectiveness of transport of sediment load. The depositional environment corresponds to alluvial fan proximal to the supply area, these grades progressively to intermediate and distal fan positions that suffer a progressive transgression of a shallow and restricted sea that recedes rapidly due to the increase in the supply areas slope. The rocks of this section correspond to arkoses rich in microcline from the Jojoncito Gneiss, with plagioclases and biotites degraded from the Macuira Gneiss and deformed quartz from the Siapana Granodiorite.

The facial associations of the Pororopo Hill, correspond to five integrated divisions by (I) high energy deposits, chaotic and indicted, (II – III) meandering rivers with suspended load and crossbars, (IV) deltaic plains dominated by meandering tributaries with punctual processes of channel mouths, (V) deltaic plains dominated by surf and (VI) braided rivers fluvial deposits associated with a local decrease of the sea level. Compositionally the exposed rocks correspond to volcanic lithoarenites from the Rancho Grande Formation and the Ipapure rhyodacite – Cerro de la Teta. The clay mineralogical analysis allowed defining constant subaerial exposure conditions that affected the volcanic deposits and ease the generation of montomorillonites, add to the intense degradation of micas from the volcanic areas suppliers.

The Kesima Member, analyzed through the stratigraphic sections of Trijajain and Yarrari, with average thickness of 40m, presents three facial associations integradet by (A) oosparites and and oopelsparites deposited in shallow marine environments from inner shelf, with high surf levels, associated with bars and shoals, (B) coral framestone and foraminifera and echinoderms biomicrites deposited in a back reef environment and reefs in patches or pseudocolonies that evidence a local increase in the sea level (High system track) and (C) ooesparites and ooesparenites with diverse types of microfactories associated to punctual increases and decreases of the surf energy, in shallow marine environments with shoals and the appearance of ephemeral tributary channels.

The analysis of the found fauna on the Kesima Member that corresponds to benthonic foraminifera and screlactinian phaceloid corals support the Hauterivian age for this part of the unit.

The terrigenous phases mainly conglomeratic of the Palanz Formation in the northeast sector of the Alta Guajira suggest an important tectonic activity developed in a local way during the late Jurasic – early Cretacic associated with emerge bodies from the basement product of the action of the Simarúa Fault. While deposits of the South of the Cosinas Highland would be related to a passive stable margin that allowed the gradual ingression of the sea during the Hauterivian.

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1 INTRODUCCIÓN

La presente investigación muestra las descripciones y características litofaciales, mineralógicas y faunísticas de la Formación Palanz y el Miembro Kesima de edad Hauteriviano, en cuatro secciones estratigráficas ubicadas al noreste y sureste de la Alta Guajira Colombiana. El proyecto de investigación se llevo a cabo gracias al acuerdo específico 030/2006 suscrito entre la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá e INGEOMINAS donde se desarrollo el trabajo titulado CARTOGRAFÍA E HISTORIA GEOLÓGICA DE LA ALTA GUAJIRA, IMPLICACIONES EN LA BUSQUEDA DE RECURSOS MINERALES, cuyo objetivo principal consistía en la actualización de la cartografía geológica del sector de la Alta Guajira a escala 1:100000, además de determinar el potencial de recursos minerales y proponer nuevos modelos de la evolución geológica de la región.

El sistema Cretácico Colombiano ha sido extensamente estudiado por múltiples autores y es uno de los intervalos temporales mejor entendidos en el país, sin embargo, los análisis estratigráficos y faciales publicados acerca de la Alta Guajira no ofrecen el suficiente grado de detalle como para desarrollar modelos depositacionales y determinar las aéreas de aporte que permitan comprender las características de la cuenca cretácica en el sector más septentrional del país. Debido a esta problemática se planteo investigar en detalle los ambientes depositacionales de la Formación Palanz y el Miembro Kesima, además de reconocer las áreas y unidades que aportaron el material para la acumulación de esta formación. Los diversos problemas de orden público y socioculturales presentes en el sector de la Serranía de Cosinas, donde se ubican las localidades tipo de la Formación Palanz y el Miembro Kesima, impidieron el acceso a las localidades, lo que conllevo a la búsqueda de los estratotipos reportados, o a buscar nuevos afloramientos con buena exposición y fácil acceso. Es así como se ubicaron y levantaron cuatro secciones estratigráficas a escala 1:100, dos de las secciones denominadas, Punta Espada y Cerro Pororopo, corresponden exclusivamente a la Formación Palanz, y las secciones de Trijajain y Yarrari, hacen parte del Miembro Kesima.

A partir de la información recolectada en las múltiples fases de campo desarrolladas entre los años 2007 y 2008, se realizaron análisis sedimentológicos, cálculos porcentuales de la predominancia litológica, análisis composicionales y mineralógicos por medio de petrografía convencional, microscopia electrónica de barrido y difracción de rayos X, además de la identificación paleontológica de la fauna encontrada y de los ichnofosiles para obtener como resultado final, una serie de asociaciones faciales que permitieron la reconstrucción de los ambientes depositacionales y las condiciones paleoclimáticas reinantes durante la acumulación de la Formación Palanz y el Miembro Kesima y las áreas y unidades de aporte en diversos sectores de la Alta Guajira.

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1.1 OBJETIVOS

1.1.1 Objetivo General Describir y analizar las características litofaciales y los ambientes de depósito durante la fase inicial de la sedimentación Cretácica en la Alta Guajira representada por la Formación Palanz y el Miembro Kesima de edad Hauteriviano.

1.1.2 Objetivos Específicos Definir el tipo de sistema fluvial y las variaciones en la vertical, que dieron lugar a

la depositación de la Formación Palanz.

Determinar las áreas y unidades litológicas que aportaron el material para la acumulación de la Formación Palanz durante el lapso entre el Berriasiano y el Hauteriviano.

Establecer el sistema de paleoarrecifes y las condiciones paleoambientales reinantes

en el momento de la depositación del Miembro Kesima.

Proponer un modelo paleográfico para la cuenca cretácica de la Alta Guajira entre el Berriasiano y el Hauteriviano.

Establecer las condiciones y rangos diagenéticos a las que fueron sometidas las

rocas de la Formación Palanz.

1.2 GENERALIDADES

1.2.1 Ubicación El área de estudio se encuentra ubicada en la Alta Guajira, el sector más septentrional de Colombia enmarcado entre las coordenadas geodésicas 10º 23´ y 12º 28´ latitud norte y 71º 06´ y 73º 39´ de longitud oeste en el departamento de La Guajira (Figura 1).

Las columnas estratigráficas analizadas, se localizan en cuatro sectores principales; al sur de la Serranía de Cosinas 1.1 Km al noreste de la Ranchería Barranca, en el Cerro Pororopo (Figura 2); en la vía que lleva de la Ranchería Watchuari a Yarrari; en el sector de Trijajain, 25 Km al noreste de la ranchería Whatchuari (Figura 3) y en la confluencia de los arroyos Toromana y Taururu a 8 Km hacia el oeste de la Ranchería de Punta Espada (Figura 4).

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Figura 1. Mapa de ubicación general de la Alta Guajira colombiana. Los recuadros rojos indican de manera esquemática la localización de las secciones estratigráficas analizadas (Adaptado de Zuluaga et al., 2009).

1.2.2 Vías de Acceso Para lograr acceder a los diversos sectores donde se levantaron las columnas estratigráficas se deben tomar carreteables desde el municipio de Uribia, por la vía que conduce a las rancherías de Cerro de la Teta, Ipapure y que llega hasta la Ranchería de Barranca donde se

Análisis Estratigráfico y Determinación de Ambientes de Depósito para la Formación Palanz. Inicio de la sedimentación Cretácica en la alta Guajira, Colombia

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Figura 2. Mapa de ubicación de las secciones estratigráficas de la Formación Palanz en las localidades del Cerro Pororopo y el Cerro Royo. (Tomado de Zuluaga et al., 2009).


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Figura 3. Mapa de ubicación de las secciones estratigráficas del Miembro Kesima en las localidades de Yarrari (Triangulo Naranja) y Trijajain (Triangulo Verde). Los puntos rojos indican otros puntos de muestreo sobre el Mb. Kesima (Tomado de Zuluaga et al., 2009).


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Figura 4. Mapa de ubicación de la sección estratigráfica de la Formación Palanz en el sector de Punta Espada (Tomado de Zuluaga et al., 2009


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localiza la primera sección estratigráfica. El recorrido tiene una duración aproximada de 4 horas con clima seco, en temporada invernal los trayectos pueden tomar hasta 10 horas. A partir de este punto se continúa el recorrido hacia el este, pasando por las rancherías, Chirramana, Mapuaquito, Watchuari; desde este punto se puede tomar hacia el norte, 14 Km en dirección a la Ranchería Jipi para llegar a la segunda sección estratigráfica en el sector de Yarrari, o se puede tomar hacia el oriente hasta llegar al sector de Trijajin, donde se ubica la tercer columna levantada. Para llegar hasta la Ranchería de Punta Espada se toma la vía que de Watchuari conduce a Flor del Paraíso, pasando por Puerto López, en un recorrido de 4 horas.

1.2.1 Clima y Vegetación La Península de la Guajira presenta un clima cálido, seco con temperaturas promedio de 27º C y que alcanzan máximos de hasta 41º C en las zonas intramontanas y en los cauces de los arroyos, con ocasionales modificaciones a causa de la brisa marina y los vientos alisios del NE que soplan durante la mayor parte del año (IGAC, 1996). Ocasionales lluvias se presentan entre los meses de abril, mayo, septiembre y noviembre, aunque en los últimos años, se han presentado modificaciones en las épocas de lluvias que se extienden hasta los meses de diciembre y enero. La temporada de lluvias en toda la Alta Guajira afecta de manera notable la movilidad entre las diversas rancherías del sector, incrementando los tiempos de traslado hasta en 7 horas adicionales a las del recorrido normal en época de verano.

La vegetación típica de la Alta Guajira corresponde a cardonales que comúnmente crecen en climas semiáridos, con predominancia de cactáceas y bosques espinosos con altura promedio de 3 m y con poca cobertura sobre el suelo. Esta vegetación se encuentra cerca al litoral, característicamente sobre o entre las dunas del sustrato arenoso. Un caso excepcional lo ofrece la Serranía de Macuira ubicada en el NE del área de estudio; alberga una enorme variedad de flora y fauna, desde bosques secos espinoso hasta bosque de niebla enanos con alta humedad, una vegetación exuberante, gran cantidad de epifitas (bromelias y orquídeas), musgos y hongos lo cual lo convierte en un ecosistema único en Colombia (IGAC, 1996).

1.2.2 Morfología La Alta Guajira presenta algunas serranías que no sobrepasan los 865 msnm, entre las que se cuentan, la Serranía de Macuira que posee las mayores alturas del sector y una orientación preferencial NW – SE, la Serranía de Jarara con alturas promedio de 650 msnm y una orientación NW – SEE y la Serranía de Cosinas con alturas promedio de 500 msnm, una orientación preferencial E – W y una extensión que supera los 70 Km. Además de estos altos topográficamente resaltan las Serranías de Carpintero, Simarúa y el Cerro de la Teta. Dentro de las geoformas bajas se encuentran playas, llanuras costeras, salares, cuerpos de dunas, planicies aluviales y acantilados. El sistema fluvial en el área está compuesto esencialmente por arroyos con corrientes intermitentes que en invierno son colmatados por corrientes violentas de corta duración, que socavan profundamente los cauces y trasportan abundante material desde las serranías (Marín, 1992).


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1.3 TRABAJOS PREVIOS

Los trabajos geológicos desarrollados en el área de la Alta Guajira colombiana fueron desarrollados en su mayoría durante la década de los 50s y 60s por geólogos estadounidenses que dieron las pautas para la identificación y caracterización de las unidades litológicas del área de estudio. El trabajo geológico más antiguo es el de Stutzer (1934) donde referencia la existencia de rocas metamórficas del Pre-cretácico y que forman la mayor parte de las zonas montañosas, además reporta calizas coralinas del Cretácico en Punta Espada y al sureste de la Serranía de Jarara. Los trabajos de Raasveldt (1956), Irving (1971) y Ortiz et al. (1993) muestran de manera general la configuración estructural y tectónica de la Alta Guajira, resaltando los principales trenes estructurales compuestos por las fallas de Simarúa, Cuisa, Macuira entre otras. Por su parte Radelli (1960, 1962), MacDonald (1964), Lockwood (1965) y Álvarez (1967) describen de manera detallada la estratigrafía de las rocas ígneas intrusivas, volcánicas y metamórficas aflorantes en las serranías de Cosinas, Jarara, Macuira, Simarúa y Carpintero; además proponen los términos formales para las unidades, realizan dataciones radiométricas y proponen modelos evolutivos para toda la Alta Guajira.

Publicaciones recopilatorias han sido producidas por Mercado (1999) y Rodríguez y Londoño (2002), donde hacen algunas actualizaciones al mapa geológico general de la Alta Guajira en escala 1:250000. Trabajos más recientes como los de Zapata et al. (2005), Muñoz et al. (2005), Paniagua et al. (2005) centran los esfuerzos en el análisis petrográfico y geoquímico de unidades específicas como el Stock de Parashi, las Serpentinitas del Cabo de la Vela o los esquistos de Jarara.

Si bien, los trabajos anteriormente citados ofrecen valiosa información acerca de la configuración geológica regional de la Alta Guajira, las publicaciones realizadas por Renz (1956, 1960), Bürgl (1960) y Rollins (1960, 1965) son la base para la cartografía de las unidades sedimentarias que van desde el Triásico-Jurásico hasta el reciente.

Renz (1960), es el primero en reconocer y definir de manera formal unidades sedimentarias en la Alta Guajira. Propone el Grupo Cojoro de edad Triásico, integrado por las formaciones Guasasapa, Rancho Grande y Uitpana. Para el Jurásico propone el Grupo Cosinas, que no subsidivide debido a intensos procesos de fallamiento lateral que afectan la secuencia, lo que dificulta la determinación clara de las unidades. En cuanto a las unidades cretácicas, Renz propone una nomenclatura modificada respecto a un trabajo anterior del año 1956, así define la Unidad Lutitas de Cuiza, Formación Kesima, Formación Palanz, Formación Moina, Formación Yuruma, Grupo Cogollo, Formación La Luna y Formación Guaralamai. Para el Cenozoico, Renz (1960) propone las formaciones Guasare, Siamana, Uitpa, Jimol y Tucacas.

Bürgl (1960) realiza una revisión general de las unidades aflorante en toda la Alta Guajira y le da especial énfasis a la bioestratigrafía del Cretácico con base en material paleontológico recolectado por Renz (1956). De esta manera, Bürgl presenta numerosas especies de fósiles que permiten estimar las edades de las formaciones propuestas por Renz (1956), así a la Formación Rio Negro le asigna una edad de Valanginiano, a la Formación Yuruma Inferior,


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Hauteriviano, Formación Yuruma Superior del Barremiano y Aptiano Inferior. Para el Grupo Cogollo determina una edad entre Aptiano Superior y Albiano y una edad Cenomaniano – Coniaciano para la Formación La Luna.

El trabajo más completo y sobre el cual se ha elaborado la mayor parte de la cartografía geológica actual de la Alta Guajira, es el de Rollins (1965). En esta publicación, se redefinen los nombres y limites de las unidades sedimentarias desde el Triásico hasta las unidades actuales, además se hace una redefinición de las litologías descritas por Renz (1960), se presentan columnas estratigráficas generalizadas a escala 1.1000 y aporta más dataciones bioestratigráficas. Propone el abandono del término Grupo Cojoro, para proponer las Formaciones Rancho Grande y Uitpana del Triásico. El Grupo Cocinas de edad Jurásica lo subdivide en cuatro formaciones Cheterlo, Caju, Chinapa y Cuisa Shale.

Para el Cretácico, redefine los límites de la Formación Palanz y degrada al rango de Miembro a la antigua Formación Kesima de Renz (1960), además describe un segmento basal clástico que Renz había considerado como del Jurasico Superior y que realmente se convierte en la base de la Formación Palanz. El termino Yuruma es elevado al rango de grupo y reúne a las formaciones Moina y Yuruma Superior.

1.3.1 Definiciones y Descripciones Originales de la Formación Palanz y del Miembro Kesima

Los primeros trabajos geológicos realizados en la Alta Guajira colombiana y que incluían las unidades sedimentarias del cretácico, empleaban una nomenclatura formacional definida con anterioridad en la cuenca de Perijá de Venezuela. Dicha nomenclatura fue utilizada para denominar las formaciones aflorantes en territorio colombiano ocasionando problemas de sinonimia y falta de correspondencia temporal entre las unidades. Renz (1956) es el primero en proponer de manera formal, una nomenclatura para las unidades de la Alta Guajira, entre ellas las de edad cretácica. De esta manera emplea el término Formación Rionegro y Miembro Kesima para hacer referencia a sedimentos del Cretácico Inferior que afloraban en la Serranía de Cosinas. El término Rionegro originalmente fue empleado por Hedberg y Sass (1937) para designar capas basales conglomeráticas en la Sierra de Perija, estado de Zulia donde se encuentra la localidad tipo de la unidad. En la sección tipo se le asigna una edad de Neocomiense-Barremiense de acuerdo con Kiser (1961) con base en bivalvos y restos vegetales. Renz (1960) retoma las investigaciones en el área y propone una nueva nomenclatura; elimina el término Formación Rionegro y lo reemplaza por Formación Palanz, a su vez modifica el término Kesima y lo eleva al rango de formación. Para Renz la Formación Kesima infrayace a la Formación Palanz y su sección tipo con un espesor de 150 m se localiza al norte de la ranchería Kesima, donde está constituida por calizas neríticas, grises muy fosilíferas que alternan con margas. En algunos sectores Renz (1960) reporta que las calizas neríticas han sido remplazadas por biohermas coralinas y algas que generan colinas conspicuas. Respecto a los contactos, Renz (1960) afirma que el contacto superior con la Formación Palanz se ubica en la base de los primeros sedimentos clásticos, sin embargo no hace referencia al contacto inferior de la unidad. En cuanto a la edad de la Formación Kesima, Renz (1960) afirma que es incierta pero podría corresponder al Valanginiano – Hauteriviano de acuerdo con un fósil de Trigonia lorentii Dana.


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Suprayaciendo de manera conforme a la Formación Kesima, Renz (1960) describe una secuencia clástica rojiza que denomina Formación Palanz, cuya sección tipo se encuentra frente a la Ranchería Palanz, 11 Km al noreste de la triangulación del cerro Guasasapa, con un espesor de 300 m y constituida por grauvacas de color purpura, compuestas por cuarzo, feldespato sericitizado, fragmentos de areniscas cuarzosas, lutitas, micas entre otros. En cuanto a la selección y tamaño de grano Renz (1960) describe fragmentos angulares a redondeados, tamaño fino hasta conglomeráticos pobremente seleccionados, además reporta una matriz arcillosa, micácea y a menudo calcítica. Estos segmentos clásticos presentan intercalaciones frecuentes de lutitas y limos purpurinos. Por último, Renz (1960) reporta capas calcáreas esencialmente oolíticas y con conchas que asocia a una faja arrecifal coralina y de algas.

En trabajos posteriores, Rollins (1965) redefine los límites de la Formación Palanz y propone la modificación del término Formación Kesima y lo incorpora como Miembro dentro de la Formación Palanz. Para Rollins (1965), la unidad definida como Formación Chinapa por Renz (1969) corresponde realmente a una arenisca basal de la Formación Palanz y las calizas y biohermas bien desarrolladas corresponden al Miembro Kesima en un segmento intermedio de la Formación Palanz. De acuerdo a las descripciones de Rollins (1965) la Formación Palanz está constituida por dos segmentos arenosos divididos por una prominente caliza arrecifal que corresponde al Miembro Kesima. El segmento inferior o basal, está compuesto por cuarzoarenitas de grano grueso, mientras que el superior corresponde a conglomerados y arenitas conglomeráticas arcósicas con ocasionales cuarzoarenitas. Rollins no hace mayor referencia de los segmentos clásticos, sin embargo presenta una detallada descripción del Miembro Kesima que define como calizas arrecifales coralinas y de algas de color gris oscuro, macizas y densas interdigitadas con arenitas calcáreas, margas y “shales” calcáreos. Esta litología aflora como una franja estrecha inmediatamente al sur de la Falla de Cosinas y alcanza un espesor de 300 m. Para Rollins (1965) se pueden identificar segmentos de “back reef” compuestos por arenitas calcáreas grises y “fore reef” típicos con margas, calizas impuras y “shales” calcáreos que van gradando a arenitas hacia el tope de las secciones. En cuanto a la fauna y edad para la Formación Palanz, Rollins reporta abundantes especies recolectadas únicamente en las calizas del Miembro Kesima, entre las que se cuentan Isognomon cf. ricordeana d`Orbigny, Exogyra tamaulipana Imlay, Terebratulidos, Brachiopodos, Argenticeras cf. noduliferum Steuer, Astrocoenia sp, Trigonia n. sp.? Ostrea sp. y fragmentos de corales. Acorde con el conjunto de fósiles recolectados Bürgl, (Comunicación verbal en Rollins 1965) y empleando el fósil de Argenticeras, le asigna una edad de Berriasiano a Valanginiano a la Formación Palanz e indica que Trigonia lorentii Dana reportada por Renz (1960) corresponde realmente a Trigonia n. sp?, mientras que la verdadera T. lorentii Dana se encuentra en la base de la Formación Moina. Rollins (1965) propone un ambiente de depositación continental para la parte clástica de la Formación Palanz y esporádicas ingresiones marinas que dieron origen al Miembro Kesima.


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2 MARCO GEOLÓGICO REGIONAL

La Península de la Guajira está situada en el extremo norte de Colombia, en la parte más septentrional de América del Sur, cerca de la zona de contacto de las placas Caribe y Suramericana (Figura 5). La placa Caribe representa un fragmento litosférico entre norte y Suramérica y está constituida por una parte central de litosfera oceánica deformada ligeramente (Cuencas de Colombia y Venezuela) que esta bordeada por un cinturón deformado de amplitud variable y edad Mesozoico-Cenozoico que corresponde al margen actual de la placa. Los bordes occidental y oriental corresponden a sistemas colisionales con arcos magmáticos, mientras que los márgenes norte y sur están representados por zonas de cizalla (Giunta et al., 2006). Esta placa subduce en forma oblicua bajo la placa Suramericana, subducción que acomoda en parte el movimiento de la placa Caribe hacia el oriente a una taza de 2 a 4 cm/año con relación a la placa Suramericana (Zuluaga et al., 2009).

Figura 5. Configuración tectónica regional de las placas Caribe y Suramericana en el norte de Colombia (Tomado de Weber et al., 2010)

La placa Suramericana ha sufrido los efectos de la convergencia y los desplazamientos relativos de esas placas. Esta interacción, ha causado que las unidades geológicas que afloran en el área presenten diferentes estilos estructurales relacionados a cada uno de dichos eventos.

Desde el punto de vista geológico se reconoce la existencia de tres bloques estructurales en el área de La Guajira. El primero de ellos localizado al norte de la Falla de Oca, el segundo entre la Falla de Oca y la Falla Santa Marta - Bucaramanga y el último bloque corresponde a la Serranía de Perijá y el valle de los ríos Cesar y Ranchería (Maya y González, 1998). El


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área de estudio hace parte del bloque geológico estructural, ubicado al norte de la Falla Oca y de la cual hacen parte las subregiones de la Alta y Baja Guajira.

En la región de la Alta Guajira afloran rocas con un amplio rango de edades que abarca desde el Proterozoico hasta el Reciente, además de diversas litologías metamórficas, ígneas y sedimentarias. Las rocas más antiguas y que hacen parte del basamento de la cuenca corresponden al Neis de Jojoncito, con una edad de 1260 Ma calculada en circones (Cordani et al., 2005) y el Neis de Macuira constituido por neises cuarzofeldespáticos y anfibólicos que alcanzan una edad máxima ordovícica, mientras que el enfriamiento del evento metamórfico principal ocurrió entre 210 – 230 Ma; edades determinadas a partir del método Ar-Ar (Cardona et al., 2006). El Neis de Jojoncito, aflora en la parte occidental de la Serranía de Cosinas y en la parte oriental y plana de la Serranía de Simarúa (Figura 6), limitado en sus flancos occidentales por la Falla de Simarúa que lo pone en contacto con el Neis de Macuira y con los Esquistos de Jarara. Esta unidad presenta una morfología plana o suavemente ondulada, que es disectada profundamente por arroyos que provienen de la Serranía de Simarúa o Cosinas. El Neis de Jojoncito es un cuerpo masivo, de color rojizo claro a blanco crema, con estructura néisica. Se caracteriza por un tamaño de grano medio, localmente fino y esporádicamente grueso, con desarrollo de foliación néisica de tipo granoblástico. Litológicamente, la unidad está compuesta principalmente por granulitas con altos contenidos de feldespato potásico y ausencia de moscovita primaria; granulitas máficas y en menor proporción neises cuarzo feldespáticos, neises anfibólicos, pegmatitas y mármoles. Petrográficamente, las granulitas presentan texturas granoblásticas de tamaño medio a grueso y granoblastos subhedrales de feldespato potásico (50-80%), cuarzo (10-20%), plagioclasa (0-13%) y minerales máficos. El feldespato poco sericitizado se caracteriza por texturas gráficas, pertíticas y micropertíticas y formación de feldespatos de menor temperatura, tipo microclina a partir de feldespatos de mayor temperatura como la ortosa. Zuluaga et al. (2009) proponen una facies metamórfica granulítica para la generación del Neis de Jojoncito, con temperaturas superiores a los 700°C, relacionada con la fase de anatéxia, a partir de un protolito sedimentario de composición arcósica o subarcósica, basados en la abundancia de feldespatos potásicos, con texturas pertíticas y micropertíticas además de la presencia de microclina generada a partir de ortosa (Zuluaga et al., 2009). El Neis de Macuira aflora en la Serranía de Simarúa, Jarara y Macuira (Figura 6) de donde toma su nombre, como un cinturón alargado en dirección noreste. Presenta morfologías de cerros con alturas moderadas y escarpes pronunciados. El Neis de Macuira está constituido principalmente por rocas metamórficas en facies anfibolita, con un protolito sedimentario pelítico, integrado por lodolita, arenitas y en menor proporción conglomerados. Presenta estructura néisica y tamaño de grano medio a grueso. Litológicamente predominan los neises cuarzo feldespáticos y anfibólicos, también se presentan neises biotíticos, anfibolitas, esquistos micáceos, migmatitas, pegmatitas y mármoles (Zuluaga et al., 2009). Otras unidades con grados de metamorfismo más bajos que el Neis de Jojocinto y Macuira, corresponden a los esquistos de Jarara, Conjunto metamórfico de Etpana, Parauinkrein,


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Figura 6. Ubicación de las unidades Neis de Macuira, Neis de Jojoncito, Formación Rancho Grande, Granodiorita de Ipapure y Riodacita de Ipapure – Cerro la Teta Espada. Los recuadros rojos indican la ubicación general de las columnas estratigráficas analizadas (Adaptado de Zuluaga et al., 2009).

Esquistos de Ipanaruhu, Serpentinitas del Cabo de la Vela y las Cuarcitas de Carpintero, a los cuales se les han asignado una edad de Cretácico superior. Estas unidades se reconocen en los sectores de la Serranía de Simarúa, Jarara y Macuira como pequeñas ventanas en zonas intramontanas. Las rocas ígneas afloran de manera puntual en el sector de la Serranía de Macuira, La Teta, Parashi y en la parte oriental de la Serranía de Cosinas y corresponden a la Granodiorita de Siapana con una edad de 167 ±9 Ma, 206Pb/238U en circones (Cardona et al., 2006) para la edad de recristalización del cuerpo. MacDonald (1964) reporta una edad de 195 ±4 Ma en moscovitas por K/Ar, la cual es interpretada como la edad mínima del episodio de intrusión. La Tonalita de Cosinas con una edad premesozoica por relaciones de campo con unidades que le suprayacen (Zuluaga et al., 2009), Riodacita de Ipapure – Cerro la Teta con una edad de 143 ±7 Ma (K/Ar) (MacDonald & Opdyke, 1972), Granodiorita de Ipapure que posee una edad de 120 ±4 Ma determinada en roca total por el método K/Ar (MacDonald & Opdyke, 1972) y la Cuarzodiorita de Parashi con una edad de 48 ±4 Ma obtenida a partir del método K/Ar en horblendas (Lockwood, 1965). La granodiorita de Siapana aflora de manera extensa en la Serranía de Macuira (Figura 6), en cercanías a la población de Siapana de donde toma su nombre, presenta un relieve alto montañosos y con escarpes pronunciados. De acuerdo con Radelli (1962) y MacDonald (1964), la granodiorita está compuesta por cuarzo anhedral, oligoclasa, ortosa, microclina y biotita como minerales principales.


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La unidad Riodacita de Ipapure – Cerro la Teta, aflora en el cerro La Teta, en la frontera Colombo – Venezolana y en remanentes en el cerro Warule, Maruayán, Párrari, Troncoso y en cerros menores al norte de la ranchería Ipapure, a pocos kilómetros al norte de la frontera Colombo – Venezolana, en el flanco sur de la Serranía de Cosinas (Figura 6). La riodacita genera cerros semicirculares con alturas que no sobrepasan los 400 m. Litológicamente, la unidad está integrada por tres suites volcánicas propuestas por Zuluaga et al., (2009) y que corresponden a la Suite Porfirítica, Riolítica y Tobácea. La suite porfirítica corresponde a un cuerpo ígneo hipoabisal con coloraciones rosadas a grises oscuras, con texturas porfídicas y cristales que varían entre tamaño fino a grueso, con relación matriz: fenocristales de 60:40 aunque puede variar desde 55:45 hasta 80:20. La matriz es de tamaño de grano muy fino, casi criptocristalina, afanítica y eventualmente bandeada. La textura general es porfídica, hialocristalina, inequigranular, bimodal y seriada. Los fenocristales son subhedrales a xenomorfos, describen una textura hipidiomórfica, fluidal y esporádicamente textura felsítica y microlítica. Frecuentemente se observan agregados de cuarzo que forman una textura en mosaico, desarrollados en los fragmentos líticos (Zuluaga et al., 2009). La suite Riolítica está integrada por rocas ígneas de tonalidades grises oscuras, con texturas porfiríticas, inequigranulares con tendencia modal que en algunos sectores presenta variaciones en la proporción de vidrio en la matriz lo que realza la textura fluidal cuya relación matriz respecto a cristales es 85:15. El tamaño de grano de los fenocristales es medio a fino y principalmente corresponden a cuarzo, sanidina, biotita, clorita, labradorita y fragmentos líticos. Puntualmente desarrolla textura microlítica y vitrofídica. Presenta procesos de alteración y xenolitos de tonalidades claras y oscuros subangulares y subredondeados. La suite Tobácea corresponde a rocas ígneas blanquecinas, ricas en vidrio volcánico, cristales y líticos de formas angulares y algunos bordes rotos. Los cristales son de cuarzo, labradorita y eventualmente oligoclasa y en menor proporción andesina, sanidina, Los fragmentos de líticos son agregados de diferentes tamaños compuestos principalmente por cuarzo en contactos borde-borde que frecuentemente describen texturas en mosaico (Zuluaga et al., 2009). Las rocas sedimentarias han sido divididas en más de 20 formaciones, que fueron propuestas por Renz (1960) y Rollins (1965). Las edades de estas unidades van desde el Triásico – Jurásico hasta el Plioceno. Así se reporta el Grupo Cojoro, integrado por las Formación Rancho Grande y Uitpana de edad Triásico a Jurasico Inferior; el Grupo Cocinas conformado por las Formaciones Cheterlo, Cajú, Chinapa y Cuisa que abarcan desde el Jurasico Inferior hasta el Titoniano.

La Formación Rancho Grande aflora en el sector occidental de la Serranía de Cosinas y al oriente de la Serranía de Macuira en cercanías a Punta Espada (Figura 6). Se presenta como cerros altos escarpados y alcanza un espesor de 327 m (Rollins, 1965). Litológicamente, está compuesta por arenitas de grano fino a medio con algunos niveles conglomeráticos, principalmente hacia la base. En intercalaciones de menos de 50 cm de espesor se observan lodolitas de color morado a negro, biomicritas y niveles de tobas. La estratificación de esta unidad es SWW-NEE con ángulos de buzamiento que varían desde 20º hasta 80º


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predominando los ángulos bajos (Zuluaga et al., 2009). En cuanto a la edad de la Formación Rancho Grande, Rollins (1965) considera una edad Triásica por correlación con la Formación La Quinta. Sin embargo Rodríguez & Londoño (2002), plantean que puede corresponder al Jurasico inferior. De acuerdo con Zuluaga et al. (2009) la edad de esta unidad corresponde probablemente al Triásico superio – Jurásico inferior, con base en relaciones de campo establecidas con la Formación Palanz (Cretácico inferior) y la Riodacita de Ipapure- Cerro La Teta (de edad Jurásico-Cretácico) que la intruye.

El sistema Cretácico se manifiesta ampliamente en la parte sur de la Alta Guajira, en el sector de la Serranía de Cosinas al sur de la Falla de Cuisa, según Rollins (1965) las rocas cretácicas abarcan edades desde el Berriasiano hasta el Campaniano y corresponden a diversos pulsos de la ingresión del mar Cretácico en toda la cuenca colombiana. La litología predominante corresponde a bioesparitas depositadas en ambientes marinos someros de frente de playa medio o superior, con algunos episodios de profundización como el del Turoniano, sin embargo, en la fase inicial de la sedimentación cretácica se presentan litologías esencialmente clásticas que corresponden a ambientes fluviales de alta energía y que están incluidos en la Formación Palanz de edad Berriasiano – Hauteriviano.

Alvarez (1967) propone el termino de Formación Poschachi para nombrar una secuencia clástica conglomerática con guijarros de cuarzo, granitos y areniscas, intercaladas localmente con “shales”, que es suprayacida por rocas calcáreas que el mismo autor denomina Miembro Sorih. Esta unidad descansa de manera discordante sobre el Neis de Jojoncito y presenta un contacto fallado que la pone en contacto con el Neis de Macuira. Según Alvarez (1967) no se encontró fauna diagnostica dentro de la unidad, sin embargo correlaciona el segmento calcáreo con la base de la Formación Moina. A partir del Valanginiano se inicia la ingresión total del mar Cretácico en la cuenca de la Alta Guajira que produce la depositación de las Formaciones Moina, Yuruma superior, el Grupo Cogollo con las Formaciones Cogollo inferior y Maraca, La Luna y Guaralamai; cada una de ellas con características particulares que marcan eventos regresivos y transgresivos correlacionables a lo largo de la cuenca colombiana y venezolana (Rollins, 1965). Las unidades sedimentarias del Cenozoico están ampliamente distribuidas por la Alta Guajira y corresponden a rocas esencialmente calcáreas, depositadas en ambientes marinos someros de frente de playa que se extienden entre los corredores intramontanos de las Serranías de Jarara, Macuira y Cosinas. Las formaciones reportadas para el Cenozoico son la Formación Macarao de edad Eoceno, Siamana de edad Oligoceno temprano a tardío, Uitpa con una edad de Oligoceno a Mioceno, Formación Jimol del Mioceno Medio y la Formación Castilletes que se le asigna una edad de Mioceno medio a tardío (Rollins, 1965).

Los estilos estructurales presentes en la Alta Guajira se manifiestan de manera regional como sistemas de fallamiento muy claros en imágenes de satélite y fotografías aéreas y a nivel local se muestran como una serie de rasgos de estructuras planares como foliaciones y clivajes, además de pliegues isoclinales apretados, pliegues invertidos, pliegues intrafoliales abiertos, fallas locales, lineamientos y rocas de falla. Se presentan tres tendencias estructurales principales que fueron descritas por autores como McDonald (1964); Lockwood (1965), Rollins (1965), Álvarez (1967) y Rodríguez & Londoño (2002).


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La primera corresponde a un sistema de falla N-NE entre las que se destacan las fallas de Ororio, Uraitchipa, Simarúa, Kasipoch, Santa Ana, Alas, y Puralapo (Figura 7). La segunda tendencia agrupa fallas de dirección NW-SE representada por las fallas de Narap, Huimatirra, Macuira, Nazareth, Orocho y el sistema NW de Cosinas con su falla principal Ararieru. El tercer estilo estructural corresponde a una tendencia E-W en la que sobresale la Falla de Cuisa y todas las fallas E-W y E-NE del Sistema de Fallas de Cosinas (Figura 7).

Figura 7. Sistemas de fallas principales presentes en la Alta Guajira. Los recuadros azules indican la ubicación general de las columnas estratigráficas analizadas (Adaptado de Zuluaga et al., 2009)

Las fallas que están presentes en el área de estudio corresponden al sistema NW-NE y E-W representados por la Falla de Simarúa, Uraitchipa y Cosinas respectivamente. La Falla de Simarúa fue mencionada en principio por Alvarez (1967) y la describe como una estructura con dirección N60ºE que atraviesa la Serranía de Simarúa con una extensión de 26 Km y que separa el Neis de Macuira y la Milonita Granítica de Taparajin al oeste, de los Esquistos de Jarara al este. De acuerdo con López et al. (2007) la falla de Simarúa posee un comportamiento de rumbo dextral que genera una morfología marcada por depresiones por donde fluyen los arroyos. Evidencias de la falla son, zonas dúctiles y de cizalla en las que se generan brechas y verticalización de estructuras planares dentro de los Esquistos de Jarara. MacDonald (1964) reporta la Falla Uraitchipa al SE de la Serranía de Macuira, como una falla de cabalgamiento de dirección N30º- 40ºE e inclinación de 30º a 40° hacia el SE, con una extensión aproximada de 10 km. Pone en contacto las formaciones Triásico – Jurásicas de la zona de Punta Espada con el Neis de Macuira y se encuentra truncada por fallas del sistema NW-SE. En campo su plano no fue detectado en superficie dado que está cubierto por depósitos de arenas eólicas, aunque se manifiesta una zona de intenso fracturamiento en


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bloques, dada la competencia de ambas unidades a cada lado del trazo de la falla, además las rocas sedimentarias del Jurásico presentan sobreimposición de foliación y los neises del Neis de Macuira deformación dúctil (Zuluaga et al., 2009). El sistema de Fallas de Cosinas se localiza en la parte suroriental de la Serranía y está compuesto por múltiples fallas subparalelas que tienen una extensión aproximada de 60 Km con una tendencia general hacia el E o levemente hacia el NE. La inclinación de las fallas no ha sido establecida con certeza pero se propone que es cercana a la vertical. De acuerdo con Rodríguez y Londoño (2002) la evidencia de campo sugiere que el sistema tiene el mayor movimiento a lo largo del buzamiento y que el movimiento en el rumbo es menor. La tendencia promedio del Sistema de Fallas Cosinas es N84°E, paralelo al eje del pliegue que se encuentra entre la Falla Cuisa y el Sistema de Fallas Cosinas y afecta rocas jurásicas y cretácicas. Cortando este sistema hay un conjunto de fallas de rumbo con movimiento dextrolateral y tendencia promedio N58°W, además de un conjunto de fallas menores con tendencia N16°E y movimiento de rumbo lateral izquierdo (Rollins, 1965). Para Rodríguez y Londoño (2002) el sistema de fallas de Cosinas corresponde a cabalgamientos que hacen parte del tren estructural regional N – NE a N – E pero debido a la rotación y deformación del Bloque Cosinas limitado por las falla de Puralapo y Cuisa, el tren estructural ha adoptado la tendencia actual de N85ºE, manifestada en la orientación preferencial de las unidades litológicas, las fallas menores y los plegamientos. El tren estructural regional de las unidades y estructuras más antiguas, como la Falla Cosinas y el pliegue, fueron deformados, se doblaron hacia el este, cambiaron la dirección regional de las unidades y fallas de N50-60ºE a N80ºE, doblez que posiblemente fue el resultado de los esfuerzos generados por la Falla Cuisa sobre el bloque sur, y se formó un sistema de fallas cortas a manera de escamas. Al sur del Sistema de Fallas Cosinas, los pliegues son más suaves y amplios, lo que indica un menor esfuerzo compresivo.

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