Geologia Colombiana, No. 13, 1984P.P. 41-54, 12 Figs., 1Tabla

FOSILES DEFORMADOS Y OTRASESTRUCTURAS MICROTECTONICAS

EN LA FORMACION HILO (ALBIANO).ALREDEDORES DE SASAIMA,

CUNDINAMARCA (COLOMBIA)

Jairo Mojica" y Adrian E. Scheidegger**

MOJICA, J y SCHEIDEGGER, A. E. (1984): Fosiles defonnados y otras estructurasmicrotect6nicas en la Formaci6n Hil6 (Albiano). Alrededores de Sasaima, Cundinamarca(Colombia). Geol. Colomb. 13, pp. 41-5 , 12 Figs., 1 tabla, Bogota,

RESUMEN

La Fm. Hil6 (Albiano medio a superior) se compone de sedimentos oscuros,bituminosos, que incluyen principalmente shales limosos, areniscas finogranulares, ycherts limo-arenosos. Las rocas de la Fm. Hil6 contienen abundantes elementosdeformadoe, 0 producidos, por procesos tect6nicos. Entre elios estan: f6siles estirados(amonitas y bivalvosj, n6dulos piritosos elongados, micropliegues, estilolitoshorizon tales, estriaciones de plegamiento, y diaclasas verticales y subhorizontales.

La medici6n sistematica de los elementos estructurales y microtect6nicos antesenumerados, ha permitido la determinaci6n de los esfuerzos preterites que afectaron lasrocas de la Fm. Hil6 en un afloramiento localizado en los alrededores de Sasaima(Cundinamarca) .

Los resultados obtenidos del analisis de los para metros estructurales mencionados hapermitido determinar una direcci6n de maxima elongaci6n, 0 eje 03 orientada segun201° :!:3/26° !8, y una de maxima compresi6n, 0 ejedl' con azimut 3:Wo (= 1400E). Con

• Universidad Nacional de Colombia, Bogota•• Technische Universitat Wien, Austria.

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estes valores queda definido el sistema de esfuerzos en el sitio de Sasaima. Una revisi6nrapida de otro afloramiento situado al SW de Sasaima, sobre el carreteable que conducede Villeta a Guayabal de Slquima, cerca al sitio denominado Chimbe, confirma lasconclusiones derivadas del primer afloramiento.

ABSTRACT

The Hi16 Formation (middle to upper Albian) consists of dark bitominous sedimentswhich include mainly calcareous shales, fine-grained sandstones and calcareous toarenaceous cherts. The rocks of the Hil6 Formation contain many deformed elementsthat were affected by tectonic processes. Among these we note: elongated fossils(ammonites and bivalves), elongated pyrite nodules, microfolds, horizontal stylolites,folding striations and vertical sub-horizontal joints.

The systematic measurement of the above-mentioned structural and microtectonicelements in an outcrop located in the vicinity of Sasaima (Cundinamarca) has made thedetermination of the paleostresses possible, which have affected the rocks of the Hil6Formation. The results obtained from the analysis of the structural parametersmentioned above made it possible to determine the direction of maximum elongation(03) as 20lo±3°/26°±'8° and the direction of maximun compression (01) as with anazimuth of 3200 (= l400E). These values define the stress system in the area of Sasaima.A quick visit to another outcrop located to the SW of Sasaima, on the road that leadsfrom Villeta to Guayabal de Slquima, near the village of Chimbe, confirms theconclusions deduced from the first outcrop.

INTRODUCCION

Dentro del marco de un proyecto de intercambio cultural entreColombia y Austria, en Febrero de 1983 se visit6 una cantera en la via aVilleta, a 70,4 km. al W de Bogota (Fig. 1), Y a una altura de 1.360 m.sobre el nivel del mar. El afloramiento se encuentra a 1,5 km, al S de lapoblacion de Sasaima, y, de acuerdo con la investigaci6n geologicadisponible, ha de representar las partes altas del originalmente

. denominado "Horizonte de Hil6" (v. Hubach 1931; Biirgl1955), ahoraelevado al rango de Formaci6n Hil6 del Grupo Villeta (v. Julivert 1968;Caceres & Etayo 1969).

En la cantera estudiada (Figs. 2 y 3) se extraen, en orden decreciente:a) Shales negros, limosos, con esporadicos (a veces muy abundantes)nodules de pirita (Fig. 4). Dichos shales contienen restos notablementedeformados (Figs. 5, 6, 7) de amonitas (Oxytropidoceras sp. ante todo),bivalvos (Inoceramus sp.) y peces. b) Areniscas cuarciticas duras,oscuras y bituminosas, de grano fino en capas de em. a dm.,intemamente laminadas. c) Limolitas siliceas y cherts oscuros, por 10general bastante replegados y fracturados.

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Fig. 1 Localizaci6n de los aflorarnientos estudiados.

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Fig. 2 Vista general del afloramien-to Sasaima, No.1 en Fig. l.Cantera en explotaci6n de laFm. Hil6, en el km, 70.4 dela via Bogota-Villeta.

Fig. 3 Detalle en la parte baja de la cantera anterior. Se aprecia un paquete deareniscas duras y finogranulares, en capas delgadas, intercalado entre shalesnegros fosillferos. Capas: 280174

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Segun las determinaciones paleontologicas de Hubach (1931) y Burgl(1955), la Fm. Hilo comprende la parte terminal del Cretacico Inferior(Albiano medio a superior). Hubach (op. cit.) report a Oxytropidocerassp., Inflaticeras sp. y Lythoceras sp.; Biirgl (1955:17) por su partemenciona Oxytropidoceras multifidum (Steinmann), O. hubbardiKNECHT, Dipoloceras cf. pseudaon SPATH, Dipoloceras sp.,Inoceramus sp.

En el afloramiento que nos ocupa, tanto los nodules piritosos comolos fosiles observados en los shales presentan una evidente deformacion(Figs. 4, 5, 6, 7) producida por procesos diageneticos (aplastamiento 0

compresion vertical) y tectonicos. Estes ultimos se manifiestan porcompresion y extension lateral a 10 largo de los planos sedimentarios.Ademas ocurren micropliegues (Fig. 8), estriaciones de plegamientoparalelas a los planes de estratificacion, un sistema de diaclasasconjugadas, aproximadamente verticales, denominadas aqui diaclasaslisas (Fig. 9) e interpretadas como diaclasas de separacion, y tro dediaclasas mas 0 menos horizontales. En los cherts se observanestilolitos horizontales, cuyas superficies estiloliticas se hallandislocadas (= rotadas) por efectos del plegamiento.

Como complemento y comprobacion de las observaciones realizadasen el afloramiento de Sasaima, se visito de manera rapida, una segundalocalidad (sitio Chimbe) en la carretera que de Villeta conduce a laregion de Bagazal y Guayabal de Siquima, segun se muestra en la Fig.1. Aparecen tambien alli fosiles deformados en capas de shales negroscon intercalaciones de areniscas finogranulares. La deformacion de losfosiles sugiere una orientacion semejante del eje de elongacion a laobtenida en el afloramiento Sasaima (v. m. adelante).

ORIENTA CION DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Con el proposito de establecer la posicion estadistica de los esfuerzosque produjeron la deformacion y las estructuras microtectonicas, setomaron numerosas medidas de la orientacion de cada uno de loselementos estructurales (v. tabla 1). Luego los datos fueronpromediados segun el metodo de Kohlbeck & Scheidegger (1977), queconsiste en ajustar los conjuntos de valores obtenidos en el campo a unadistribucion Dimroth- Watson, para determinar los parametros demayor probabilidad y los limites de confiabilidad. Los resultados de losanalisis se muestran en la tabla 1, en la cualla direccion de los ejes ydemas elementos longitudinales esta dada por el azimut (N a E) y elangulo de buzamiento; la orientacion de las superficies (capas,diaclasas) por el azimut de la direccion del buzamiento, y el valor delangulo de buzamiento.

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Fig. 4 Nodules de pirita defonnados lateralmente. El eje de elongaci6n correaproximadamente del angulo inferior derecho al superior izquierdo. Parte bajade la cantera, en el afloramiento Sasaima.

Fig. 5 Bivalvos (Inoceramus sp.) estirados. Vista de planta, sobre una capa de shalesnegros, en el afloramiento Sasaima.

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Fig. 6 Amonita lOxytropidoceras sp.) defonnada, y n6dulos de pirita elongados. Enel extremo inferior izquierdo se ve tarnbien un Inoceramus sp. estirado.N6tense las grietas rellenas, perpendieulares a 18 direcci6n de alargamiento,que cortan los n6dulos. La direcei6n del eje de elongaei6n es eoherente en lostres elementos. Afloramiento Sasairna.

Fig. 7 Pequefta amonita deforma-da, La fecha indica aproxi·madamente el norte. Debajode ella Beindica la escala (enern). Afloramiento Sasaima.

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Fig. 8 Micropliegues en shales limOS08. Afloramiento Sasaima.

Fig. 9 Diaclases de distension, Afloramiento Sasaima,

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La distribucion estadlstica de los valores medidos se muestratambien en diagramas de densidad (Figs. 10 y 11), obtenidos de lainterseccion de los ejes con la esfera unitaria, 0 de la proyeccion sobreella de los polos de las diferentes superficies.

Elementos estructurales No. de Determi-naciones

DireccionPromedio

SASAIMA:

Eje de elongacion fosilesEje de elongacion nodulosEjes de microplieguesEstrias [direccion]Estilolitos horizon tales(direccion de las agujas)Diaclasas lisas (verticales)Diaclasas "horizontales"Capas

14 201 ±'3/26 ~ 815 198 ±. 3/25 ± 214 205 1.3/29 ± 312 320 ± 11/57 :t 6

8 138 ±40/50 ±3716 10 ± 9/71'± 913 148 ;!: 31/24 ± 1323 280 ± 12/74 ± 13

CHIMBE:

Eje de elongacion fosilesCapas

66

204 :t 13/28'± 11142 ± 12/52 ± 10

Tabla 1 Orientaci6n de los elementos estructurales medidos.

LOS ESFUERZOS

De la orientacion promedio de los elementos estructurales se puedededucir el esquema de los esfuerzos que defonnaron las rocas de la Fm.Hilo (Fig. 12).

La direccion de elongacion esta indicada por el eje de maximoestiramiento de fosiles y nodules, asi como por los ejes b de losmicropliegues. En el caso de los nodules de pirita, asumiendo que setrata de fonnas inicialmente circulares 0 esfericas, la deformacion quepresentan en Is vista de planta representa practicamente la deformaciondel circulo para dar la elipse. En ellos, la relacion promedio entre los ejesmenores y mayores indica un acortamiento de un 22%, valor este quetiene un significado estrictamente puntual, pues esta relacionado con laposicion de los estratos en el contexto de los pliegues (v. Mattauer1980).

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LAMBERT PROJECTION

Fig.11 CHIMBE: Diagramas de densidad, A: capas; B: direcci6n de estiramiento def6siles;

Ya que el eje de elongacion (eje 03 ) es normal a la compresionmaxima, est a ultima debe estar en la superficie polar (circulo 0 I ) a lainterseccion de 03 (v. Fig. 12A). Puesto que la direccion de extension delos fosiles y los nodulos piritosos esta contenida en las superficies deestratificacion, pues sobre ellas fue medida, sus polos quedarancontenidos en el circulo a 1 • Las estriaciones estan contenidas tambienen los planos estratigraficos ya que sobre ellos se midieron.Entonces se deduce que, en el caso que nos ocupa, las estriaciones sonnormales a la direccion de elongacion, Por 10 tanto se trata de estrias deplegamiento, que al igual que los estilolitos, se desarrollan en ladireccion de mayor presion (v. Mattauer 1980:343). Asi, para el ejea I se obtiene por construccion grafica un azimut de N320° E(= N1400E). El polo obtenido para las diaclasas lisas 0 verticales es de190° :±: 9/9 :±: 9, y se encuentra dentro del limite de error de la direccion03 ; por esta razon queda justificada la interpretacion de las diaclasaslisas como diaclasas de distension. A pesar de que la dispersion devalores es alta, las diaclasas horizontales representan aproximada-mente la superficie polar de las estriaciones, que cae entonces en elplano 0 3 , de tal manera que las diaclasas horizontales se encuentrannormales a la compresion maxima,

Con esto queda explicado el cuadro de esfuerzos en los afloramientosconsiderados. Es claro que las defonnaciones, incluyendo las diaclases,deben estar relacionadas con el plegamiento y levantamiento de laCordillera Oriental colombiana, ocurrido en el Terciario Superior,principalmente entre el Mioceno y el Plioceno. (v. van der Hammen &al. 1973; Howe 1974; van Houten 1976).

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Fig. 12 A: proyecci6n eatereografica de los elementos microtect6nicos del aflora-miento Sasairna; B: orientaci6n de los ejes de compresi6n <1, y de distension0" 3 en los afloramientos Sasaima y Chimbe, ambos Fm. Hil6.

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Finalmente cabe anotar que las relaciones de campo sefialan que loselementos microtectonicos estudiados no son estrictamente coetaneos.Asi:

Los estilolitos horizontales (con superficies estiloliticas rotadassegun la dislocacion de los estratos] son anteriores sin que se sepacuanto, al plegamiento.

La deformacion lateral de fosiles y nodulos es evidentemente post-diagenetica, quizas contemporanea con el plegamiento.

Las diaclasas, siempre lisas y libres de relleno mineral alguno, son sinduda los elementos mas jovenes, posiblemente neotectonicos, ya quecomo se observa en el campo, cortan a los anteriores.

REFERENCIAS CITADAS

BVRGL, H. (1955): EI Anticlinal de Apulo.- Bol. Geol. 3, 2, pp. 2-22, Bogota.

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MATTAUER, M. (1980): Les deformations des materiaux de l'ecorce terrestre.- 2me.ed., 494 pp., Hermann, Paris.

VAN DER HAMMEN, T., WERNER, J. H. y VAN DOMMELEN, H. (1973): Palyno-logical record of the upheaval of the Northern Andes: A study of Pliocene and lowerQuaternary of the Eastern Cordillera and the early evolution of its high-andean biota.-Rev. Paleobot. Palyn. 16, pp. 1-122. Amsterdam.

VAN HOUTEN, F. B. (1976): Late Cenozoic volcaniclastic deposits AndeanForedeep.- Geol. Soc. Amer. Bull. 87, pp. 481-495. New York.

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Manuscrito recibido, mayo 23 de 1984

Jairo MojicaDepartamento de GeocienciasUniuersidad Nacional de ColombiaApartado 14490Bogota, Colombia

Adrian E. ScheideggerTechnische Uniuersitat WienInstitut fur TheoretischeGeodasie und GeophysikAbteilung GeophysikGusshausstrasse 27-29A-1040 Wien . Austria

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