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Geologa Colombiana, 2010 - Vol. 35 - ISSN 0072-0992

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Estratigrafa, procedencia, subsidencia y exhumacin de las unidadespalegenas en el Sinclinal de Usme, sur de la zona axialde la Cordillera Oriental

Stratigraphy, provenance, subsidence and exhumation of the Paleogene successionin the Usme Syncline, southern axial zone of the Eastern Cordillera

Germn Bayona1,2, Omar Montenegro1,2, Agustn Cardona1,2, Carlos Jaramillo1,2, Felipe Lamus1,2, Sara Morn1,2,Luiz Quiroz1,2, Mara C. Ruz1,2, Vctor Valencia3, Mauricio Parra4, Daniel Stockli5

1Corporacin Geolgica ARES,[email protected], Calle 44A N. 53-96, Bogot, Colombia.2Smithsonian Tropical Research Institute, Box 0843-03092, Balboa, Ancon Republic of Panama.3Department of Geosciences, University of Arizona, Tucson, Arizona 85721, USA.4Institut fr Geowissenschaften, Universitt Potsdam, Golm, Germany.5Department of Geology, University of Kansas, Lawrence, Kansas 66045

Bayona, Germn; Montenegro, Omar; Cardona, Agustn; Jaramillo, Carlos; Lamus, Felipe; Morn, Sara; Quiroz,Luiz; Ruz, Mara C.; Valencia,Vctor; Parra, Mauricio; Stockli, Daniel (2010): Estratigrafa, procedencia,subsidencia y exhumacin de las unidades Palegenas en el Sinclinal de Usme, sur de la zona axial de la CordilleraOriental. [Stratigraphy, provenance, subsidence and exhumation of the Paleogene succession in the Usme Syncline,

southern axial zone of the Eastern Cordillera]GEOLOGA COLOMBIANA, Vol. 35, pp. 5-35. Bogot, Colombia.

Artculo de Investigacin Cientfca Manuscrito recibido: 30 de mayo 2010; aceptado: 30 de septiembre 2010

Resumen

Se efectuaron anlisis estratigrcos, procedencia y termocronologa en los 2200 metros de la sucesin Palegena

en el sector sur de la zona axial de la Cordillera Oriental (Sinclinal de Usme), permiten establecer la evolucin

tectnica y paleogeogrca de este sector de la Cordillera Oriental. El anlisis sedimentolgico permite identicarun dominio de ambientes continentales con leves incursiones salobres y desarrollo de pantanos. La composicinde las areniscas cambia, de base a techo, de cuarzoarenitas a sublitoarenitas para las formaciones Guaduas yCacho, y a sublitoarenitas y litoarenitas feldespticas para la Formacin Bogot. Siguiendo hacia el techo, lacomposicin tiende a ser ms cuarzosa en la unidad ms superior de la Formacin Bogot, y en las formacionesRegadera y Usme son cuarzoareniscas. La asociacin de minerales pesados sigue la misma tendencia de madurezcomposicional de las areniscas, reportndose minerales inestables (hornblenda, talco, clinozoisita) en la parte mediade la Formacin Bogot; este nivel consiste de depsitos volcaniclsticos con circones volcnicos de edad 56.2 1.6 Ma. La poblacin de edades de circones detrticos, la presencia de glauconita retrabajada, el retrabajamientode polen de edad Campaniano-Maastrichtiano en la base de la Formacin Bogot y en la Formacin Regadera,y el cambio composicional de las areniscas entre las formaciones Cacho-Bogot y Regadera-Usme nos permiteinferir una procedencia del Occidente (Cordillera Central y estructuras occidentales de la Cordillera Oriental) para

las formaciones Cacho y Bogot (Paleoceno inferior-Eoceno inferior). Las areniscas cuarzosas de las formacionesRegadera y Usme (Eoceno medio Oligoceno inferior) proceden de cobertera cretcica involucradas en estructurasal oriente del Sinclinal de Usme. Las tasas de subsidencia tectnica del Paleoceno-Eoceno inferior son ms altasque las registradas durante el Eoceno medio-Oligoceno temprano. Esta disminucin en la tasa de subsidenciacoincide con el inicio de la exhumacin en el Oligoceno temprano y el cese del registro sedimentario en la zonaaxial de la Cordillera.

Palabras clave:Sinclinal de Usme, procedencia, Palegeno, volcanismo.

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Bayona Germn et al.Estratigrafa, procedencia, subsidencia y exhumacin de las unidades Palegenas...

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Extended abstract

Stratigraphic, provenance and thermochronological analyses in the 2.2 km thick Paleogene succession ofthe southern axial zone of the Eastern Cordillera (Usme Syncline, Fig. 1) allow proposing a tectonic and

paleogeographic evolution of this region. Four stratigraphic units were studied along the Mochuelo creek: theupper Guaduas Formation, and the complete sections of the Cacho, Bogot and Regadera formations (Fig. 2).

The top of the Paleogene succession (upper segment of the Usme Formation) was surveyed in the Buenavistacreek (Fig. 1). Sedimentological and palynological analyses indicate the dominance of continental environmentsfor most of the Paleogene succession with short periods of lacustrine deposition and brackish-water incursions inthe lower Cacho and upper Regadera formations (Figs. 2 and 3). The pollen association in the Bogot Formationindicates a late Paleocene-early Eocene age for this unit, whereas the contact with the Regadera Formation isin the early-middle Eocene range. Late Eocene pollen association was identied at the top of the Regadera

Formation, and the pollen association in the Usme Formation assigned an early Oligocene age (Fig. 4).Provenance analysis includes the integration of sandstone petrography, heavy mineral association, and detritalzircon geochronology (Fig. 5). Sandstone compositional maturity decreases up section from quartzarenitesand sublitharenites in Guaduas and Cacho formations to litharenites and feldspathic litharenites in theBogot Formation (Fig. 6), with a volcaniclastic interval in the middle of the Bogot Formation. In contrast,compositional maturity increases upsection from the uppermost Bogot Formation to the Regadera and Usmeformations (Fig. 6). Provenance diagrams, lithic fragment distribution and petrofacies analysis of the Bogotand Regadera formations suggest at least two different source areas (Figs. 7 and 8). Heavy mineral associationchange similarly to the sandstone composition, being the volcaniclastic interval in the middle Bogot Formationwith the highest concentration of unstable minerals such as hornblende, talc, clinozoisite, etc (Figs. 8 and 9);volcanic zircons of this interval reports an U/Pb age of 56.2 1.6 Ma (Fig. 10). In addition to the Paleocene ages,other population ages (mainly 70-90 Ma; 220-290 Ma) reported in one sample of the Cacho and four samplesof the Bogot formations clearly indicate a source from the Central Cordillera of Colombia (Fig. 10) since earlyPaleocene time. Detrital zircon ages older than 500 Ma increased in the sample of the Regadera Formation; theseages were interpreted as reworking of the cretaceous sedimentary cover. This shift in sandstone composition,heavy mineral association and detrital zircon ages is coincident with a change from high subsidence rates in latePaleocene early Eocene time to an interval of low subsidence rates in middle to late Eocene time (Fig. 11).

Detrital zircon population, reworked cretaceous pollen and glauconite and the change in sandstone compositionindicate provenance from westerly uplifts during the Paleocene-early Eocene (Central Cordillera and nearbyuplifts with cretaceous cover), (Fig. 12a). Source areas for middle Eocene-lower Oligocene Regadera and Usmeformations were composed of quartzose cretaceous rocks located to the east (Fig. 12b); at this interval the rate oftectonic subsidence decreased in comparison with Paleocene-early Eocene rates of subsidence (Fig. 11). Onsetof exhumation in early Oligocene time (Tab. 7) coincides with culmination of deposition along the axial zone ofthe Eastern Cordillera.

Key words: Usme Syncline, Provenance, Paleogene, Volcanism.

Introduccin

La identicacin y datacin de las unidades palegenas

acumuladas en ambientes continentales en la zona axialde la Cordillera Oriental, as como la identicacin de

las reas positivas que aportaron los detritos terrgenospara esas unidades, tienen implicaciones en lasinterpretaciones paleogeogrcas y paleotectnicas que

precedieron al levantamiento vertical de la CordilleraOriental de Colombia.

En el norte de la Sabana de Bogot las unidades del

Maastrichtiano-Eoceno han sido cartograadas sinmayores controversias (formaciones Guaduas y Cacho;MacLaughlin & Arce 1975; Cuervo & Ramrez,1985; Sarmiento, 1992; Montoya & Reyes, 2005); sinembargo, la denicin de estas mismas unidades al sur

de la Sabana de Bogot contina controversial. No todoslos autores concuerdan con la postulacin de la seccintipo de la Formacin Bogot (Julivert, 1963) en el anco

oeste del Sinclinal de Usme (Quebrada Zo Grande; ver

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discusin en De Porta, 1974). Segn Julivert (1963),la Formacin Bogot limita al este por el escarpe ms

prominente en el Sinclinal de Usme, el cual correspondea la Formacin Regadera, y as fue identicado en los

estudios de Acosta & Beltrn (1987), Hoorn (1988),

Montoya & Reyes (2005). Sin embargo, los trabajos deCuervo & Ramrez (1985), Jaramillo et al.(1993) y Daz(2010) lo identican como Formacin Cacho. Segn

Julivert (1963) y Hoorn (1988), la Formacin Cachocorresponde a una unidad arenosa de 100 m de espesorque infrayace la seccin tipo de la Formacin Bogot;Montoya & Reyes (2005) consideran ese escarpe como

parte de la Formacin Bogot.

Si las unidades aorantes en el Sinclinal de Usme y

sus edades no estn bien denidas, no podremos ubicar

temporalmente los cambios en las tasas de acumulacin

y el inicio de la deformacin reportada en el sur de lazona axial de la Cordillera Oriental. Por ejemplo, Julivert(1963) indica la presencia de discordancias progresivasen las formaciones Bogot, Regadera y Usme en el anco

oriental del Sinclinal de Usme, sugiriendo actividadtectnica en el rea desde el Eoceno. Sin embargo,hacia el norte de la Sabana de Bogot los contactos delas mismas unidades son conformes (Montoya & Reyes,2005).

Adems de la incertidumbre en la identicacin de las

unidades, se suma la incertidumbre de las posibles reas

fuentes para las areniscas del palegeno en el Sinclinalde Usme y al norte de la Sabana de Bogot. Hoorn etal. (1987), Hoorn (1988), Cuervo & Ramrez (1985),Jaramillo et al. (1993) y Torres (2003) consideranlas areniscas de la Formacin Cacho como un primerindicio de deformacin al sur y este de la Sabana deBogot (Macizo de Quetame y cobertera sedimentariasuprayacente). Aalto (1972), Jaramillo et al. (1993) yGmez et al.(2005) interpretan una procedencia desdeel Escudo de Guyana. Caldern (2007) y Montenegro(2008) sugieren una procedencia desde la CordilleraCentral debido a la alta presencia de fragmentosmetamrcos y volcnicos. Hoorn (1988) reporta

material volcanicstico en la Formacin Bogot, cuyoorigen es an desconocido.

Estudios recientes de termocronologa (huellas desin en apatitos y circones: Mora et al., 2008 y2010; Parra et al., 2009) indican que las estructurasque involucran el Macizo de Quetame y rocas de este

macizo no pueden considerarse como posible reafuente de estratos del Paleoceno. Las rocas del Macizode Quetame y su cobertera sedimentaria de edadValanginiana, o ms antigua, estuvieron enterrados a unaisoterma superior de 250 C en el Mioceno temprano.

El proceso de exhumacin de esas rocas comenz haceaproximadamente 18 Ma (Parra et al., 2009), con unproceso rpido de exhumacin por debajo de los 120 Cdesde hace aproximadamente 3Ma (Mora et al., 2008).Modelos inversos de huellas de sin realizados al norte

del rea de estudio y en los dos ancos de la Cordillera

(Mora et al., 2010) documentan procesos de deformacindesde el Oligoceno tardo en ambos ancos de la

Cordillera, y en el Mioceno temprano en la zona axial;sin embargo, los autores ineren que el acortamiento en

la zona axial comenz desde el Eoceno tardo.

En este estudio se integra la informacin cartogrca,sedimentolgica, estratigrca, bioestratigrca junto

con diversos anlisis de procedencia (petrografa,minerales pesados, retrabajamiento de polen y glauconita,geocronologa de circones detrticos), subsidenciatectnica y exhumacin con el objeto de documentar:(1) los procesos que controlaron la sedimentacin delas unidades del Palegeno en el sector sur de la Sabanade Bogot, (2) las posibles causas de los cambios enlos patrones de sedimentacin con los cambios en lacomposicin de las areniscas, y (3) la variacin espacialy temporal de las reas involucradas en la deformacin

durante el Palegeno en el sector sur de la zona axial dela Cordillera Oriental.

El anlisis integrado de estos resultados indican que lasreas fuente de los sedimentos del Palegeno localizadasal oeste en el Paleoceno-Eoceno temprano cambian aleste en el Eoceno medio-Oligoceno temprano, con elinicio de la exhumacin de la zona axial para inicios delOligoceno. Estos resultados deben integrarse al estudiode la evolucin del Palegeno de otros sectores de la zonaaxial de la Cordillera Oriental y sus cuencas adyacentes.Otro rasgo importante de las unidades del Palegeno enel Sinclinal de Usme es el reporte del primer registro

paleontolgico de mamferos en Colombia (Villaroel1987), de la cual se logra una asignacin a una edadEoceno temprano en este estudio.

Antecedentes

Las unidades del Palegeno en la Sabana de Bogothan sido interpretadas principalmente como el registro

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del avance de los sistemas deposicionales continentalessobre los ambientes marginales a marinos del CretcicoSuperior (Van der Hammen, 1957; Hoorn, 1988;Sarmiento, 1992). Higuera et al. (1993) proponeambientes desde pantanos a llanuras de inundacinen una zona inuenciada por sistemas deltaicos para

la Formacin Guaduas. En el norte de la Sabana deBogot, Cuervo & Ramrez (1985) y Jaramillo et al.(1993) reportan las caractersticas sedimentolgicasde la Formacin Cacho interpretndola como canalesamalgamados de corrientes trenzadas.En el Sinclinal de Usme, Hoorn (1988) dene la

Formacin Bogot como el registro de llanuras deinundacin y ros mendricos, que la diferencian de lasunidades litolgicas infrayacente (Formacin Cacho)y suprayacente (Formacin Regadera), las cuales losinterpreta como el registro de ros trenzados. Acosta y

Beltrn (1987) interpretan los depsitos de la FormacinRegadera en el Sinclinal de Usme como sistemas uviales

contiguos a zonas paludales continentales y marismas.Hubach (1957), Van der Hammen (1957) y Hoorn etal. (1987) interpretan la Formacin Usme, con datos

palinolgicos y litolgicos, como el registro de ambientesalobre-marino que cambia a condiciones delticas haciael tope con variaciones en condiciones de agua salobre.Hoorn et al. (1987) reportan en una muestra de laFormacin Cacho Verrustephanoporites simplexy Proxapertites operculatos lo que sugiere unaedad Paleocena para la Formacin Cacho (Van der

Hammen & Garca Mutis, 1965). En una muestra de laFormacin Bogot reportFoveotricolpites perforatus y

Retibrevitricolpites triangulatus; la ocurrencia de estospalinomorfos sugiere una edad de Paleoceno superiory Eoceno inferior. Villaroel (1987) reporta el hallazgode Etayoa bacatensis n.sp en la parte superior de laFormacin Bogot, asignndole una edad Paleocenomedio (?). Este fsil es uno de los pocos reportes demamferos que se tienen para el Paleoceno en el nortede Suramrica.

Petrogrcamente, los resultados de estudios previos en

areniscas del Palegeno al norte de la Sabana de Bogotindican una composicin de cuarzoareniscas para losniveles inferiores de la Formacin Guaduas, mientrasque en los superiores de la Formacin Guaduas y enla Formacin Cacho se clasican como sublitoarenitas

(Aalto, 1972; Sarmiento 1992, Torres, 2003; Caldern,2007; Montenegro, 2008). Para el Sinclinal de Usme sereportan sublitoarenitas y litoarenitas para las formacionesCacho y Bogot, con presencia de plagioclasas zonadas

y vidrio recristalizado indicativo de material de origenvolcnico (Hoorn, 1988). En contraste, las formacionesRegadera y Usme tienen un alto contenido de cuarzo(Acosta & Beltrn, 1987). Las direcciones de transportede sedimentos reportadas indican una direccin de ujo

hacia el norte y noreste para la Formacin Cacho (Cuervo& Ramrez, 1985; Jaramillo et al., 1993), y norte y oeste

para la Formacin Regadera (Acosta & Beltrn, 1987).Estos autores sugieren al Grupo Guadalupe y al Macizode Quetame, como rocas fuente de los sedimentos de lasformaciones Guaduas y Bogot, expuestas en el Sinclinalde Usme, y el cratn para las unidades cuarzosas de lasformaciones Cacho y Regadera.

Localizacin

El Sinclinal de Usme, al sur occidente de la ciudad deBogot, es una de las estructuras del segmento sur dela zona axial de la Cordillera Oriental. Las unidadesdel Palegeno fueron descritas en el anco oeste del

Sinclinal de Usme a lo largo de la Quebrada El Mochuelo,localidad sugerida como seccin tipo de la FormacinBogot por Hoorn (1988), y donde los estratos presentanaltos buzamientos y polaridad invertida (Fig. 1). Aunquela base de la seccin Palegena se encuentra cubierta yen contacto fallado con las rocas del Grupo Guadalupe(Montoya y Reyes 2005), en este sector se realiz lamedicin y descripcin de las formaciones Guaduas(segmento superior), Cacho, Bogot y Regadera. Elsegmento inferior de la Formacin Usme est cubierto

por el relleno sanitario de Doa Juana, y el segmento

superior de la Formacin Usme fue medido en laQuebrada Buenavista, en el sector sur del Sinclinal deUsme (Fig. 1).

Estratigrafa y Sedimentologa

Posterior a la identicacin de las unidades formales

cartograables, se realiz la descripcin de estas

unidades en una columna estratigrca a escala 1:200

medida por el mtodo del bastn de Jacob. A lo largo deesta seccin se tomaron 135 muestras para palinologay 44 muestras para petrografa, de las cuales seseleccionaron 10 muestras para anlisis de minerales

pesados y 6 muestras para geocronologa. Despus derealizado el levantamiento estratigrco se identicaron5 litofacies de granulometra sedimentaria na

(carbn, lodos), 7 litofacies para las unidades detrticasarenosas sedimentarias, 4 litofacies para unidadesconglomerticas sedimentarias, 1 litofacies para lasunidades de origen volcnico, y 1 litofacies para rocasvolcano-sedimentarias. En la Tabla 1 se especican las

estructuras sedimentarias caractersticas de cada litofaciey el mecanismo de acumulacin de cada una.

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Figura 1. Mapa geolgico del Sinclinal de Usme (modicado de Hoorn, 1988; Montoya y Reyes, 2005) con la ubicacin general

de las dos secciones estratigrcas, quebrada el Mochuelo (formaciones Guaduas, Cacho y Regadera) y quebrada Buenavista(Formacin Usme), con muestras adicionales de petrografa de la Formacin Cacho (OMC-5, OMC-6) (de la plancha topogrca

del IGAC, 246 II B, escala 1:25000).Figure 1. Geologic map of the Usme Syncline (modied after Hoorn, 1988; Montoya y Reyes, 2005) and regional location

map of the two stratigraphic sections, Quebrada el Mochuelo (Guaduas, Cacho and Regadera Formations), and Quebrada

Buenavista (Usme Formation), and additional samples of petrography for the Cacho Formation (OMC5- OMC6) from IGAC

topographic map 246 II B scale 1:25000.

De las cinco unidades formales descritas (formacionesGuaduas, Cacho, Bogot, Regadera y Usme), solamentela Formacin Bogot fue dividida en cuatro unidadesinformales y la Formacin Usme en tres unidades

informales. A continuacin se describe el conjunto delitofacies caracterstico para cada unidad (Fig. 2), y serealiza la interpretacin de un ambiente sedimentario

para la asociacin de litofacies.

Formacin Guaduas (unidad A)

Esta unidad corresponde a una morfologa suave cuyointervalo ms inferior est cubierto. Un sistema de fallascon vergencia al Este coloca diferentes unidades del

Grupo Guadalupe con el segmento cubierto. Los 300 msuperiores descritos de esta unidad se caracterizan por

presentar a la base, mltiples intercalaciones de lodolitasrojizas macizas (Lmr) a lodolitas varicoloreadas (Lmm)

con estructuras biognicas formadas probablemente porraces. En la parte media se presentan juegos de capasdelgadas a medias de areniscas con restos vegetales(Ah). En el tope se presentan capas delgadas lenticularesde areniscas lodosas que posteriormente pasan a capasde areniscas lodosas (Amm y Am) con intraclastos (Figs.3 y 5). Esta unidad se acumul en un dominio de llanurasuviales de inundacin, con una alta preservacin del

desarrollo de paleosuelos.

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Formacin Cacho (unidad B)

El espesor medido fue de 103.5 m. El contacto inferiorde esta unidad est marcado por la aparicin de juegosde capas delgadas de geometras ondulosas de areniscascuarzosas altamente cementadas (ALhe y Ao) con

intraclastos intercaladas con lodolitas varicoloreadas (Lly Lmm). En la parte media se observan espesos juegos decapas de areniscas con laminacin horizontal y cruzada

planar (Ah y Ap) con una intercalacin de lodolitas grisesmoteadas (Lmg). Hacia el tope se presentan capas muygruesas con geometras canaliformes (Am) y escasasintercalaciones de lodolitas varicoloreadas (Lmg y Lmr)(Fig. 3, B333). La intercalacin rtmica de areniscas ylodolitas con laminacin ondulosa y heteroltica sugierenla inuencia mareal en fondos de llanuras costeras.

Hacia el tope se incrementa el registro de canales conun incremento en el rgimen de energa, pasando de

migracin de barras de arena de fondo de canal a rellenorpido de la estructura del canal por depsitos arenososde gravedad. Esta unidad registra el avance de dominiosuviales sobre las llanuras costeras.

Formacin Bogot (unidades C, D, E, F)

La unidad C, con 436.5 m de espesor, presenta en labase juegos de capas delgadas a medias de areniscaslticas subtabulares con estraticacin horizontal (Ah)

y laminacin ondulosa (Ao) al tope. La parte media ysuperior de esta unidad est conformada por lodolitas

varicoloreadas moteadas (Lmm), localmente conndulos de carbonatos (Amm). Localmente se observanintercalaciones de capas muy gruesas canaliformes (Fig.3, C540) de areniscas lticas con micas, con estraticacin

cruzada planar y tangencial a la base, algunas presentanbioperturbacin (Aa, Ap, Am). Hacia la parte superiorlas intercalaciones de areniscas son subtabulares enocasiones con estrato-decrecimiento. Esta unidad registrala migracin de canales meandriformes en ambientes dellanuras de inundacin continental con desarrollo de

paleosuelos y estructuras biognicas. El estilo de rellenode los canales implica cambios rpidos en el rgimen deenerga (Ao a Ah) o el relleno de canales por corrientesde gravedad (Am) sobre barras de fondo de canal (Aa,Ap). La inmadurez de las areniscas y las corrientes degravedad (ujos hiperconcentrados arenosos) sugieren

la proximidad a una pendiente topogrca. Aunque

Hoorn (1988) propone un sistema uvial mendrico

para la Formacin Bogot, las asociaciones litofacialesque se encuentran en la columna, muestran mscambios abruptos entre las litologas que sucesiones

granodecrecientes, como se esperara para depsitosmendricos.

La unidad D, de 330 m de espesor, incluye a la base (1)lodolitas arenosas pardas con estraticacin horizontal,

que en seccin delgada se identican como tobas (Th)

con fragmentos subredondeados de clorita segn anlisisde DRX (Carmen Cecilia Benavidez, ICP, comunicacinescrita, 2007) y (2) la aparicin de capas muy gruesas deareniscas nas a medias macizas (Avm), con presencia

de feldespatos zonados sin alterar y fragmentos lticos deorigen volcnico identicados en seccin delgada (Fig.

3, D928-937). Suprayaciendo este primer intervalo deareniscas feldespticas, predominan las lodolitas rojizas,grises y moteadas macizas (Lmr, Lmg y Lmm) localmentecon ndulos de carbonato. Algunos niveles de lodolitasarenosas rojizas presentan intensa bioperturbacin, conestructuras biognicas de dimetros menores a 1 cm.

Se intercalan a estos bancos de tobas lticas laminadas(Th) a areniscas volcaniclsticas macizas (Avm;depsitos sedimentarios cuyos fragmentos son de origenvolcnico), algunas con intraclastos lodosos a la base ytendencia granodecreciente. La asociacin de litofaciesde esta unidad indica el predominio de las llanuras deinundacin y los canales abandonados con desarrollode paleosuelos y bioperturbacin, interestraticados

con depsitos hiperconcentrados y ujos crticos con

inuencia volcnica (Th y Avm).

La unidad E, de 575 m de espesor, se caracteriza porintervalos espesos de lodolitas varicoloreadas macizas(Lmm, y posibles niveles cubiertos) localmente conndulos de carbonato (Lmm*) e intercalaciones decapas gruesas a muy gruesas de areniscas lticas.A diferencia de la unidad D, las litofacies arenosas

presentan geometras canaliformes y juegos de capascon estraticacin cruzada tangencial y planar (Aa yAp).

En los niveles conglomerticos se encuentran restos devertebrados; esta secuencia termina en un banco degeometra cuneiforme de areniscas lticas macizas (Am),con desarrollo de paleosuelos marcados por abundantesndulos de carbonatos a la base (Am). En esta partede la sucesin domina la acumulacin en llanuras de

inundacin y canales abandonados con rellenos de barrasde arena de fondo de canal, con mayor energa en la partesuperior donde se incluyen intraclastos procedentes deantiguas terrazas.

La unidad F, de 79 m de espesor, consiste en un bancode geometra canaliforme de areniscas de grano medioa grueso con un bajo o nulo porcentaje de lticos yfeldespatos en su parte ms inferior. Estas areniscas

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pasan lateralmente a areniscas conglomerticasmacizas con tamaos hasta guijo, con concentracionesde los conglomerados en cuerpos lenticulares. Lacomposicin es predominantemente chert, cuarzolechoso y cuarzo hialino. Hacia el tope se presentan

juegos de capas delgadas de areniscas con niveles de

intraclastos de lodolitas y capas delgadas subtabularesde conglomerados de grnulo con matriz de arenitamedia a gruesa (Cmm). Las estructuras canaliformes congradaciones internas, intraclastos en la base y cambioslaterales de litofacies, indican procesos de rellenosde canal en canales meandriformes. La presencia deniveles de conglomerados y areniscas macizas indica lainterdigitacin de ujos de gravedad sobre estas barras

de areniscas de fondo de canal.

Formacin Regadera (unidad G)

Esta unidad, de 210m de espesor, genera el escarpemorfolgico que rodea el valle del Ro Tunjuelo. La

Formacin Regadera consiste en juegos de capasgruesas a muy gruesas de areniscas medias a gruesas,de geometras tabulares a subtabulares (Fig. 3, G1978,7)con estraticacin cruzada planar y en artesa (Ap

y Aa), y capas delgadas lenticulares de areniscasconglomerticas e intraclastos (Am). Hacia el tope dela unidad se presentan juegos de capas medias a muygruesas tabulares con estraticacin cruzada planar a

macizas (Ap y Am), con intercalaciones de lodolitasgrises macizas (Lmg), algunas con restos vegetales.Estos depsitos se acumularon como barras de arenade fondo de canal trenzado afectados por depsitoshiperconcentrados, y en menor proporcin con registrode las llanuras de inundacin adyacentes. Hacia el tope,la intercalacin con las lodolitas grises macizas y algunosniveles arenosos con estraticacin heteroltica (ALhe)

indica la mayor preservacin de depsitos de llanuras.

Inuencia mareal sobre estas llanuras es inferido por laestraticacin heteroltica.

Tabla 1. Cdigos de litofacies con ambientes de depsito. (*) despus del cdigo indica la presencia de carbonatos, indicador

de procesos pedogenticos (paleosuelos)

Table 1. Lithofacies codes with depositional environment interpretation. (*) after the code indicate pedogenesis processes.

CODIGO LITOLOGIA ESTRUCTURASED. MECANISMO DE

ACUMULACION INTERPRETACION

C Carbn -Descomposicin de

materia orgnica in situDepsitos de vegetacin de pantano.

Ll Lodolitas Laminadas SuspensinLlanuras de inundacin, canales abandonados, depsitos de

inundacin menguados.

Lmg Lodolitas Macizas grises SuspensinZonas pantanosas, llanuras de inundacin o depsitos de canal

abandonado con indicios de moteamiento.

Lmm LodolitasMacizas moteadas

varicoloreadas rojizasSuspensin Estructuras biognicas o desar ro llo de paleosuelos.

Lmr Lodolitas Macizas rojizas SuspensinZonas pantanosas, llanuras de inundacin o depsitos de canal

abandonado con exposicin subarea

ALheArenitas y

Lodolitas

Estratificacin heteroltica en

capas delgadas subtabulares

Cambios continuos de

rgimen de flujoLlanuras costeras con influencia mareal

Capas planas por flujo

(flujos crticos)

Aa ArenitasEstratificacin cruzada en artesa

y/o tangencial a la base

Grano a grano en medio

fluidoBarras de arenas sinuosas y lingidales Dunas (3D)

Ap Arenitas Estratificacin cruzada planarGrano a grano en medio

fluidoBarras de arenas trasversales y lingidales (dunas 2D)

Ao Arenitas Laminacin Ondulosa, RizadurasGrano a grano en medio

fluidoRizaduras (rgimen de flujo bajo)

Sedimentos por gravedad.

Depsitos hiperconcentrados

Amm Arenitas Macizas MoteadasGrano a grano en medio

fluido Estructuras biognicas o desarrollo de paleosuelos.

Ccc ConglomeradosClasto-soportado con

estratificacin cruzada


fluidoRelleno de canales menores

Cccp ConglomeradosClasto-soportado con

estratificacin planar


fluido

Capas transversales, desarrollo deltaico desde barras

remanentes

Flujo de Debris pseudo-plstico

(cargas de fondo y flujos turbulentos)

Flujo de Debris plstico

(alta concentracin y viscoso)

Th Tobas Lticas laminadas Oleadas piroclsticas Cercana a focos volcnicos

AvmArenitas

volcnicasMaciza Flujos hiperconcentrados Retrabajamiento de material volcnico

Ccm Conglomerados Clasto-soportado macizoFlujos de sedimentos por

gravedad

Cmm Conglomerados Matriz-soportado macizo


fluido

Flujos de sedimentos por

gravedad

Ah Arenitas Estratificacin horizontalGrano a grano en medio

fluido

Am Arenitas Macizas

(dunas 3D)

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Figura 2.Columna generalizada de la seccin estratigrca del Palegeno aorante en el anco oeste del Sinclinal de Usme,con la asociacin de litofacies ms representativas y su respectiva interpretacin de ambiente sedimentario. Diagramastectono-sedimentolgicos ilustran periodos de tectonismo activo debido a la depositacin de las reas cercanas. Resultados

bioestratigrcos en la columna de la izquierda.Figure 2. Generalized stratigraphic column of the Paleogene succession at the Eastern ank of the Usme Syncline, withrepresentative lithofacies association and respective depositional environment interpretation. Tectonosedimentological diagramsillustrate periods of active tectonism due to supply from nearby areas. Biostratigraphic results at the column to the left.

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Figura 3. Imgenes de aoramiento, roca y secciones petrogrcas, para las unidades A, B, C, D, G, I.Figure 3. Photos of outcrops and petrographic thin sections for Units A, B, C, D, G, I.

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Formacin Usme (unidades H, I y J)

El espesor estimado de esta unidad es de 325m. los 80minferiores se encuentran cubiertos (Unidad H), 65mfueron medidos en la Quebrada Buenavista (Unidad I), ylos 180m ms superiores corresponden a la parte superior

de la Formacin Usme reportado por Hoorn et al.(1987)(Unidad J). Lodolitas grises oscuras (Lmg) con presenciade hojas y madrigueras con una capa delgada de carbn(C), se observ en la base de la seccin medida (UnidadI). Hacia la parte media, estas lodolitas (Lmg) estninterestraticadas con las capas de areniscas. En la parte

ms superior del segmento I se observaron capas mediasa gruesas de areniscas cuarzosas de grano muy no a

no y estraticacin cruzada (Aa) (Fig. 3, I2200), o de

areniscas macizas (Am) con contenido de hojas y rastrosde bioperturbacin (Am). Aunque la base de la columna

no aore, las litologas nas reportadas por Hoorn (1988)y la presencia de algunos fsiles (Van der Hammen,1957) indican que esta sucesin se trata de ambientesedimentario de llanuras costeras pantanosas (Hoorn,1988). La sucesin granocreciente puede ser interpretadacomo la llegada de sistemas delticos rellenando las zonas

pantanosas. Las asociaciones litofaciales presentes en laparte superior de la Formacin Usme la sitan en unazona de inuencia uvial con barras de arena, rellenos de

canal con cambios de rgimen de ujo e interdigitados

con llanuras de inundacin y canales abandonados en suparte superior.

Bioestratigrafa

Con el propsito de establecer la asociacin depalinomorfos, identicacin de biozonas, aporte para

los ambientes de acumulacin y retrabajamiento depolen se prepararon y analizaron palinolgicamente135 muestras de aoramiento de dos secciones en la

regin del Sinclinal de Usme, 95 muestras de la seccinEl Mochuelo y 40 muestras de la seccin QuebradaBuenavista. Debido al pobre recobro de polen en la

base de la Formacin Bogot, se usaron tres muestras

colectadas en la base de la Formacin Bogot al norte deNemocn (X: 1.059.750; Y: 1.025.480), y se proyectarona los aoramientos de la base de la Formacin Bogot

de la seccin El Mochuelo (metro 485). Las muestrasde la seccin del Mochuelo corresponden al intervaloestratigrco Guaduas-Regadera, mientras que la

seccin de Buenavista corresponde a la parte media yalta de la Formacin Usme.

La preparacin de las muestras sigui la metodologaestndar para procesamiento palinolgico descrita enTraverse (2007). Para identicacin de los granos se

compar con una base de datos morfolgica derivada delas publicaciones palinolgicas de la regin (Jaramillo

et al., 2001, 2005, 2008, 2009; Santos et al., 2008). Secontaron 2462 granos, encontrndose 192 especies, 10de las cuales corresponden a especies an no descritasen la literatura.

La asociacin palinolgica encontrada (Fig. 4) permiteubicar a las muestras estudiadas en cinco diferentessegmentos:

El intervalo entre 0 y 420 m (al tope de la FormacinGuaduas, Formacin Cacho, y base de la FormacinBogot), tuvo un recobro muy pobre y solo permite

establecer que probablemente corresponde al Paleocenopor la presencia de Laevigatosporitesaff. granulatusyla ausencia de la tpica ora del Maastrichtiano en la

Cordillera Oriental.

El intervalo entre 420 y 920 m (parte media de laFormacin Bogot) tuvo un pobre recobro que permitiestablecer que estos sedimentos corresponden a laszonas palinolgicas Cu 02 a Cu 04 de Jaramillo et al.(2005). Estas zonas se han calibrado como Paleocenomedio a superior (Jaramillo et al., 2005; Jaramillo etal., 2006). La siguiente asociacin permiti reconocer

esas zonas: Bombacacidites protofoveoreticulatus(Fig. 4-1), Corsinipollenites psilatus (Fig. 4-2),

Monocolpopollenites ovatus(Fig. 4-3),Perinomonoletesacicularis, Polypodiaceoisporites? fossulatus,

Proxapertites operculatus(Fig. 4-4),Psilamonocolpitesoperculatus, Scabramonoletes? sp. 1 de Jaramillo yDilcher (2001), Tricolpites protoclarensis (Fig. 4-5), yVerrutriletes virueloides (Figura 4-6).

El intervalo entre 920 y 1965 metros (parte alta de laFormacin Bogot y parte baja - media de la FormacinRegadera), tuvo un variado recobro, pobre en la base,mejor hacia el techo, el cual permiti establecer queestos sedimentos corresponden a las zonas palinolgicasT05 a T06 de Jaramillo et al.(2008). Estas zonas se hancalibrado como Eoceno inferior a medio (Jaramillo etal., 2005; Jaramillo et al., 2008; Jaramillo et al., 2006;Jaramillo & Dilcher, 2001). La siguiente asociacin

permiti reconocer esas zonas: Annutriporites iversenii(Fig. 4-7), Bombacacidites nacimientoensis (Fig. 4-8),

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Brevitricolpites macroexinatus, Cicatricosisporites

dorogensis (Fig. 4-9), Corsinipollenites undulatus,Cyclusphaera scabrata (Fig. 4-10), Echitetracolpites?tenuiexinatus, Gemmamonocolpites barbatus,

Jandufouria minor, Margocolporites vanwijhei,

Monoporopollenites annulatus (Fig. 4-11),Perfotricolpites digitatus, Perisyncolporites pokornyi,Retibrevitricolpites triangulatus, Spirosyncolpites

spiralis (Fig. 4-12), Tetracolporopollenites transversalesy Spinizonocolpites grandis.

El intervalo entre 1965 y 2184 metros (parte alta de laFormacin Regadera y a la parte baja de la FormacinUsme), tuvo un buen recobro, el cual permiti establecerque estos sedimentos corresponden a las zonas

palinolgicas T07 de Jaramillo et al.(2008). Esta zonase ha calibrado como Eoceno superior (Jaramillo, 2008;

Jaramillo et al., 2006; Santos et al., 2008). La siguienteasociacin permiti reconocer esa zona: Echitriporites

trianguliformis var. Orbicularis (Fig. 4-13),Nothofagiditessp. 1 (Fig. 4-14), y Multiporopollenitespauciporatus(Fig. 4-15).

El intervalo ente 2184 y 2297 metros (parte media de

la Formacin Usme), tuvo un recobro moderado, el cualpermiti establecer que estos sedimentos correspondena las zonas palinolgicas T08-T09 de Jaramillo et al.(2008). Esta zona se ha calibrado como Oligocenoinferior. La siguiente asociacin permiti reconoceresa zona: Magnastriatites grandiosus (Fig. 4-16),

Retibrevitricolporites grandis, Mauritiidites franciscoi

pachyexinatus, Clavatricolpites densiclavatus yRetitrescolpites magnus.

Polen retrabajado de edad Campaniano-Maastrichtianose detect en dos niveles de la seccin (Fig. 5). A 486

metros (parte baja de la unidad C de la Formacin Bogot)se encontr material Cerodiniumy Oligosphaeridium. A2141.6 metros (Unidad I) se encontrButtinia andreevi.

Figura 4.Asociacin de palinomorfos de las unidades Palegenas en el Sinclinal de Usme.Figure 4. Palynomorph association in the Paleogene succession of the Usme Syncline.1. Bombacacidites protofoveoreticulatus, 2. Corsinipollenites psilatus, 3. Monocolpopollenites ovatus, 4. Proxapertitesoperculatus, 5. Tricolpites protoclarensis, 6. Verrutriletes virueloides, 7. Annutriporites iversenii, 8. Bombacaciditesnacimientoensis,9.Cicatricosisporites dorogensis, 10. Cyclusphaera scabrata, 11.Monoporopollenites annulatus,12. Spirosyncolpites spiralis,13.Echitriporites trianguliformis var. Orbicularis,14.Nothofagidites sp. 1, 15.Multiporopollenites

pauciporatus,16.Magnastriatites grandiosus.

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Anlisis de Procedencia

En este estudio integramos anlisis petrogrco de

44 secciones delgadas, el anlisis de 10 muestras paraminerales pesados y 6 muestras para geocronologa U/Pb en circones detrticos. La localizacin de las muestras

se presenta en la gura 5.

Composicin de las areniscas: metodologay resultados

Un total de 44 secciones delgadas se analizaron conel propsito de establecer la diferencia composicionalen la fraccin arenosa de las unidades denidas

anteriormente. Para las secciones petrogrcas se hizo

un reconocimiento de fragmentos del armazn teniendoen cuenta su origen extracuenca e intracuenca segn loscriterios de Zuffa (1980), volcnico sin-deposicional

y material intersticial (Tab. 2). Las secciones fueronteidas con cobalnitrito de sodio para la identicacin de

feldespato potsico. Posteriormente se realiz un conteode 300 puntos de armazn utilizando el mtodo Gazzi-Dickinson para eliminar los problemas de la variacinde la composicin por el tamao de grano (Ingersoll etal., 1984). El conteo se realiz teniendo en cuenta lafraccin arenosa excluyendo lminas de lodolitas. Elclculo modal para los tringulos QtFL y QmFLt incluyelas secciones con un armazn mayor al 60% (Tab. 3).

Los porcentajes totales de composicin de cada rocase observan en la tabla 4. La inmadurez textural de lasrocas es alta y a excepcin de dos muestras, las rocas delPalegeno se clasicaran texturalmente en el campo de

las wackas ya que el porcentaje de armazn vara entreel 58% y 90% (Tab. 4). Las areniscas de la FormacinBogot son las ms inmaduras y deleznables (reejado

por las altas porosidades). El tamao de grano quepersiste en todas las unidades es arena na. Los granos

son angulares a subredondeados, pero en la unidad Dde la Formacin Bogot la angularidad de los detritoses alta. En los diagramas ternarios de composicin deDickinson (1985) (Fig. 6) se ilustra el cambio abruptoen la tendencia composicional entre las areniscas de laformacines Bogot y Regadera. La composicin de lasareniscas de las formaciones Guaduas, Cacho y Bogothasta la unidad E tiende a ser ms inmadura hacia eltope. En la unidad F (tope Formacin Bogot) y lasformaciones Regadera y Usme, la composicin de lasareniscas tiende a ser ms madura hacia el tope.

Con los datos obtenidos en el clculo modal se ubicaronlas diferentes secciones con un porcentaje de armaznmayor a 60%, en el tringulo de procedencia de Dickinson(1985) (Fig. 7a). Segn este diagrama, las areniscas

proceden de orgenos cuarzosos y reciclados, con una

muestra que indica procedencia de un arco magmtico.El diagrama triangular de lticos totales (ver Tabla3 para clculo modal de las muestras con Lt >20%)

permite determinar la variacin en la poblacin deestos fragmentos en la sucesin palegena, indicadoresde la posible composicin de rea(s) fuente (Fig. 7b).Aunque en la Formacin Guaduas comienza a registrarsetrazas de fragmentos sedimentarios y metamrcos,

la poblacin de fragmentos de origen metamrco y

volcnico se incrementa en las unidades D y E de laFormacin Bogot. Sin embargo, la unidad ms superiorde la Formacin Bogot vuelve a tener solo fragmentossedimentarios, indicando un cambio abrupto en lacomposicin del rea fuente. La variacin vertical de los

principales componentes del armazn permite establecerla asociacin de componentes detrticos (petrofacies)y denir cmo varan verticalmente con respecto a

las unidades litolgicas. Los lmites de las petrofaciesno necesariamente corresponden con los lmites de lasunidades litolgicas anteriormente descritas.

La petrofacies 1 corresponde al tope de la FormacinGuaduas (unidad A) y a la Formacin Cacho (unidad

B) cuya composicin es sublitoarenita (Fig. 6a). Estapetrofacies se caracteriza por un alto contenido de chert1 al 16%, ausencia de feldespatos, presencia de lticossedimentarios y metamrcos y una variable abundancia

de intraclastos silceos 1al 21% (Fig. 8a).

La petrofacies 2 agrupa las areniscas de la unidad Cy la parte inferior de la unidad D de la FormacinBogot, las cuales son de composicin sublitoarenita ylitoarenita (Fig. 6b). Estas areniscas se caracterizan porla disminucin de cuarzo, chert (5%-8%), la aparicin

de plagioclasas del 0 al 2% y el aumento en los lticossedimentarios del 5 al 18% (Fig. 8b). Los intraclastossilceos aumentan a la base de la unidad D.

La petrofacies 3 corresponde a un segmento de la partemedia de la unidad D de la Formacin Bogot, y seidentica como tobas, areniscas volcaniclsticas cuya

composicin es litoarenita feldesptica (Fig. 6b). Estasrocas tienen un alto contenido de lticos volcnicos,

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presencia de plagioclasas macladas (Fig. 8c) y circonesde origen volcnico como se evidencia en la seccin degeocronologa.

La petrofacies 4 corresponde a las rocas de la parte

superior de la Formacin Bogot (Tope unidad D yunidad E). Las areniscas son composicionalmentesublitoarenitas (Fig. 6c) e incluyen altos contenidosde detritos intracuenca del 10 al 30%, en especialintraclastos silceos y de carbonato. Los contenidos decuarzo disminuyen del 11 al 15% y se presenta variedadde lticos

sedimentarios, metamrcos y volcnicos (Fig. 8d).

La petrofacies 5 incluye las areniscas pertenecientes altope de la Formacin Bogot (Unidad F), FormacinRegadera (Unidad G) y Formacin Usme (Unidad I), quecomposicionalmente se agrupan como sublitoarenitasa cuarzoarenitas (Fig. 6d). Estas rocas presentan un

aumento en el contenido de chert y los contenidosde lticos sedimentarios y lticos metamrcos son

constantes. La presencia de feldespato potsico esirregular en estas unidades, mientras el contenido de

plagioclasa es en la fraccin traza (Fig. 8e).

Tabla 2.Denicin de los tipos de granos del armazn, teniendo en cuenta su origen extracuenca, intracuenca o de origen volcnico.

Table 2. Description of framework grains, according to its extrabasin, intrabasin or volcanic origin.

Textura Gnesis CDIGO NOMBRE

Qm Cuarzomonocristalino

QmV

Cuarzo

monocristalino

volcnico

Qpf

Cuarzo

policristalino

foliado

Qpd

Cuarzo

policristalino de

bordes difusos

Qps

Cuarzo

policristalino

sedimentario

Qc Cuarzo chert

Pl Plagioclasa

PlVPlagioclasa

volcnica

FkFeldespato

potsico

FiFeldespato

indiferenciable

LsLico

sedimentario

LmLco

metamrfico

Lv Lco volcnico

Li Licoindiferenciado

MPMinerales

pesados

Gl Glauconita

CaFragmentos de

carbonato

Sid Siderita

DESCRIPCIN

COMPONENTESDELARMAZN

E

X

T

R

A

C

U

E

N

C

A

Granos de caras sucias (en ocasiones fracturados por la elaboracin dela seccin) con exncin ligera a muy ondulosa.

Cuarzos de caras limpias, con bahias, angulares a euhedrales.

Cristales alargados y orientados en una direccin preferencial (con

cua de cuarzo es ms clara la orientacin y la exncin intercalada).

Contactos suturados entre los cristales de cuarzo, dando una

apariencia policristalina pero no se presenta orientacin en direccin

preferencial.

Tamao de grano limo grueso a arena muy fina dentro del fragmento

homogneo. En nicoles paralelos se alcanzan a diferenciar los granos

de menor tamao en el interior.

Slice criptocristalina de textura bastante homognea, en nicoles

paralelos el grano posee material arcilloso.

Granos angulares y redondeados con meteorizacin parcial o completa

en ocasiones con altos grados de sericizacion.

Fragmentos euhedrales, en ocasiones angulares, se observan

claramente maclados.

Granos reconocibles por ncion de color amarillo, su cara no es limpia

totalmente y en ocasiones presentan micas en la superficie.

Granos difcilmente diferenciables por su grado de alteracin o por

estar parcialmente disueltos.

Fragmentos con granos tamao limo y arcilla, en ocasiones con micas

diseminadas , en nicoles paralelos presentan una coloracin opaca por

arcillas en superficie. Algunos de estos fragmentos enen minerales

pesados en el interior.

Fragmentos tabulares con fabrica esquistosa-grafitosa. Constuidos

por Cuarzo orientado, micas y/o grafito. En nicoles paralelos se

observa claramente el grafito.

Fragmentos de textura porfirica en los que se disnguen cristales

embebidos en matriz microcristalina, vidrio devitrificado.

Fragmentos inestables que por su alto grado de meteorizacin otamao resultan indiferenciables.

Granos con alto relieve y altos colores de interferencia.

INTRACUENCA Mineral de color verde en nicoles paralelos y en nicoles cruzados.

Posible origen extracuenca o intracuenca.

Granos de calcita sin ser parte de la matriz o cemento, se encuentran

en algunas secciones por posibles procesos pedogenecos.

Granos de siderita con halos de oxidacin.

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Tabla 3.Clculos utilizados para la composicin modal de las areniscas.

Table 3. Modal composition calculation for sandstone beds.

CDIGO CLCULOS

Armazn %Armazn = (300/total de puntos)*100

Material intersticial % Material intersticial = (Cemento + Matriz) /(total de puntos)*100

Porosidad % Porosidad = (Porosidad)/(Total de puntos)*100% Fragmento normalizado (Excluye

detritos NCI, CI y MP) Ej: Qm %Qm = (nmero de granos de Qm*100)/ (300 - detritos NCI, CI, Micas y MP)

Qt % Cuarzo total = %Qm+%Qpf+%Qpd+%Qps+%Qc

Qm % Cuarzo monocristalino

F % Feldespatos = % Pl+%Fk+%Fi

L %Lticos = %Ls+%Lm+%Lv+%+%Li

Lt %Lticos totales = %Ls+%Lm+%Lv+Li+Qpf+Qpd+Qps+Qc

St %Lticos sedimentarios = (Qps+Qc+Ls)*100/(Qpf+Qps+Qc+Ls+Lm+Lv)

Vt %Lticos volcnicos = (Lv)*100/(Qpf+Qps+Qc+Ls+Lm+Lv)

Mt %Lticos metamrficos = (Qpf+Lm)*100/(Qpf+Qps+Qc+Ls+Lm+Lv)

Qm Qpf Qpd Qps Qc Pl Fk Fi Ls Lm L v Li Qm QT F L Lt St Vt Mt

A96,8 Fino 451 75,1 24,6 4,9 75,9 4,7 0,3 10,2 6,4 0,7 1,8 75,9 91,1 0 8,9 22,3 96,0 4,0

A247,5 Fino 357 84,0 14,0 2,0 56,4 7,7 4,1 21,5 0,0 5,1 1,5 3,1 0,5 56,4 89,7 0,0 10,3 43,1 87,0 8,7 4,3

B321 Medio 331 90,6 9,4 0,0 69,2 0,0 5,8 0,7 12,5 0,0 7,5 3,4 1,0 69,2 88,1 0,0 11,9 29,8 85,9 14,1

B333 Fino 348 86,2 13,8 0,0 72,2 0,0 5,1 0,0 12,2 0,0 0,0 5,1 2,1 3,4 72,2 89,5 0,0 10,5 24,5 89,1 10,9

B360 Fino 388 77,3 18,6 4,1 70,7 0,5 4,5 0,0 16,2 0,0 0,0 4,5 1,4 2,3 70,7 91,9 0,0 8,1 27,0 92,0 8,0

B393 Medio 405 74,1 25,9 0,0 52,6 0,0 15,3 1,9 17,9 0,0 9,3 3,0 0,0 52,6 87,7 0,0 12,3 47,4 90,7 9,3

OMC5 Medio 354 84,7 15,3 0,0 53,5 0,7 5,5 1,1 21,2 0,0 11,0 7,0 0,0 53,5 82,1 0,0 17,9 46,5 81,3 18,8

OMC6 Medio 383 78,3 15,9 5,7 54,7 0,4 14,6 0,0 21,9 0,0 0,0 4,7 3,6 0,0 54,7 91,6 0,0 8,4 45,3 86,9 13,1

C450 Medio 384 78,9 18,8 3,1 49,8 0,4 17 0 12 12,4 6,4 2,1 49,8 79,2 0 20,9 50,3 78,2 21,8

C501 Fino 410 69,8 23,4 3,4 63,7 0,4 11,6 0,4 7 0,4 8,1 4,6 3,8 63,7 83,1 0,4 16,5 35,9 75,6 24,4

C540 Medio 403 77,9 20,9 4,2 43,7 0 13,3 0,4 7,2 0,4 25,4 4,3 0,4 5 43,7 64,6 0,4 35,1 56 87,5 1,1 11,4

C588,7 Medio 372 82,4 17,6 1,1 52,6 0,4 17 6,7 0,4 1,5 12,6 4,4 1,1 3,3 52,6 76,7 1,9 21,4 45,5 7 6,6 4,4 19,0

C627 Fino 424 69,1 1,9 27,4 65,9 12,2 5,4 0,4 0,7 7,9 3,2 4,3 65,9 83,5 1,1 15,4 33 80,6 19,4

C674,6 Fino 354 82,9 11,3 4,0 62 0,7 12,9 0,4 9,6 0,4 1,5 6,6 2,6 3,3 62 85,6 1,9 12,5 36,1 83,4 16,6D84 0,2 Medio 543 55 ,2 22 ,7 22,1 27,4 10,1 1,0 16 ,3 6,7 0,0 5,3 15,4 12,5 1,4 3 ,8 27,4 5 4,8 12 ,0 33,2 6 0,6 70,1 3,1 2 6,8

D928 * Gruesa 398 75,2 24,6 0,3 23,2 0,0 6,6 5,2 10,7 5,5 0,0 5,5 4,4 38,0 0,7 23,2 35,1 16,2 48,7 59,8 20,1 71,5 8,3

D937 * Gruesa 344 85,8 11,6 1,7 29,0 0,0 2,8 17,1 15,9 0 ,0 13,1 1 ,2 19,8 1 ,2 29,0 31,7 32,9 35,3 36,9 43,0 53,8 3,2

D1005 Fino 502 59,8 18,3 21,9 42,2 2,2 17,0 13,3 0,0 0 ,0 2 ,2 3 ,0 20,0 0,0 42,2 74,8 2,2 23,0 55,6 4 2,3 0,0 5 7,7

D108 4,7 Fino 5 15 58,3 19,4 22,3 27 ,7 0,0 5,4 6 ,5 19,0 6,5 0,0 4 ,9 13,6 1 0,9 3 ,3 2,2 2 7,7 58 ,7 11,4 2 9,9 60 ,9 7 3,5 6 ,1 20 ,4

E1345,5 Fino 483 62,1 27,7 10,1 23,7 6,5 0,0 9,8 8,4 4,7 2,3 16,7 21,4 1 ,9 4,7 23,7 40,0 15,3 44,7 60,9 53,3 3 ,7 43,0

E 158 4,5 Fino 5 11 58,7 38,2 3,1 45 ,0 0,0 9,4 0,0 13,1 0,0 0,0 3 ,1 15,6 1 2,5 1 ,3 0,0 4 5,0 67 ,5 3,1 2 9,4 51 ,9 6 7,6 2 ,9 29 ,4

E1594,5 Medio 396 75,8 19,2 5,1 22,3 3,2 15,9 0,0 6,0 10,0 0,0 1,6 7,2 17,9 12,0 4,0 22,3 47,4 11,6 41,0 66,1 28,4 25,9 45,7

F1765,5 Medio 398 75,4 23,1 1,5 72,7 1 ,8 6,6 1,1 8,9 0,0 0,7 3,0 1,5 0,7 1,1 1,8 72,7 91,1 3 ,7 5,2 23,6 75,6 7 ,3 17,1

F1792,5 Medio 383 78,3 21,4 0,3 73,1 1 ,1 8 ,0 0,4 9 ,1 0 ,7 6,2 0 ,0 1 ,1 0,4 0,0 0 ,0 73,1 91,6 6 ,9 1 ,5 20 87,9 0 ,0 1 2,1

G1837 Medio 398 75,4 24,6 0,0 70,8 3,1 20,3 2,4 2,4 1 70,8 94,2 2,4 3,4 26,8 95,8 4,2

G1844,2 F ino 348 86,2 10,3 3,4 77 2,5 18,8 1,7 77,0 98,3 0,0 1,7 23 91,7 8,3

G1893,7 Medio 366 82,0 16,1 1,9 74,3 1,4 19,9 4,4 74,3 95,6 0,0 4,4 25,7 100,0 0,0

G1902 Muy Fina 412 72,8 20,4 6,8 86,5 0,3 0,3 11,8 1 0,3 86,5 98,9 0,0 1,3 13,7

G1908 Medio 378 79,4 20,1 0,5 77,3 0,3 7,7 0,0 12,6 0,0 0,0 0,0 0,7 1,4 77,3 97,9 0,0 2,1 22,7 88,4 11,6

G1911 Medio 368 81,5 18,5 0,0 72,9 0,4 8,6 13,2 0,3 2,5 2,1 72,9 95,1 0,3 4,6 26,8 86,3 13,7

G1920 Fino 367 81,7 5,4 12,5 79,8 0,3 2,1 1,5 12 3,2 1,1 79,8 95,7 0 4,3 20,2 92,3 7,7

G1922,2 Fino 382 78,5 19,9 1,6 76,1 0,3 3,4 0,7 13,7 3,4 1 1,4 76,1 94,2 0 5,8 22,5 93,2 6,8G1938 Fino 341 88,0 12,0 0,0 76,2 1,1 7,3 1,8 8,2 3,6 1,8 76,2 94,6 0 5,4 23,8 82,4 17,6

G1945,5 Medio 379 79,2 20,1 0,8 73,5 4,6 1,6 11 7,9 1,4 73,5 90,7 0 9,3 26,5 93,6 6,4

G1950 Fino 352 85,2 14,5 0,3 75,6 1,8 12,9 0,8 7,4 1,5 75,6 90,3 0,8 8,9 23,6 93,1 6,9

G1952,7 Medio 354 84,7 15,0 0,3 70 2,5 0,7 18,8 4,2 2,8 1 70 92 0 8 29 89,4 10,6

G1954,5 Medio 341 88,0 12,0 0,0 76 8,6 11,6 2,7 1,1 76 96,2 0 3,8 24 92,9 7,1

G1975,5 Medio 360 83,3 16,4 0,3 76,9 1,0 4 ,9 0 ,0 11,9 0,0 0 ,7 1 ,4 1 ,0 0 ,7 1,4 76,9 94,8 2,1 3 ,1 19,6

G1978,7 Medio 369 81,3 16,0 2,7 70,3 1 ,0 11,8 0 ,0 13,5 0 ,0 0,0 0,0 1,7 1,7 0,0 0,0 70,3 96,6 0 ,0 3,4 29,7 84,9 15,1

G1983 Medio 388 77,3 13,7 9,0 75,9 0,7 6,2 11 3,4 1,4 1,4 75,9 93,8 0,0 6,2 22,7 87,3 12,7

G1996,5 Fino 384 78,1 12,5 9,4 81,3 3,5 0,3 7,1 6,5 1,4 81,3 92,2 0 7,9 18,8

G2010 Medio 343 87,5 7,3 5,2 72,7 9,9 9,2 6,1 2,1 72,7 91,8 0 8,2 27,3 87,9 12,1

I2125 Fino 327 91,7 8,0 0,3 81,1 0 4 0,7 11,8 2,5 81,1 97,6 0 2,5 19

I2200 Medio 362 82,9 0,6 16,6 83,9 0,7 6,5 0,3 6,2 1,7 0,7 83,9 97,6 0 2,4 16,1

CLCULO MODAL Tringulo Lticos T

MUESTRA

TAMAO

GRANO

Nmero

de

puntos

%

Armazn

%

Material

Interstici

%

Porosi

dad

CUARZO (%) FELDESPATO(%) LTICOS(%)

Tabla 4.Resultados anlisis petrogrcos con clculos de composicin modal.

Table 4. Petrographic analysis results with modal composition calculation.

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Figura 5. Distribucin de las muestras seleccionadas para el anlisis de procedencia y termocronologa. En las muestras degeocronologa se indican los valores de edades deposicionales de circones volcnicos y la edad de exhumacin en las muestrasde termocronologa. Adems se indican los niveles con polen y glauconita del Cretcico retrabajado.

Figure 5. Samples distribution for provenance and termochronology analyses. U/Pb Volcanic zircons ages are indicated forgeochronology samples, and exhumation ages for termochronology samples. Pollen and reworking glauconite is indicated, too.

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Figura 6. Diagramas QtFL de composicin de las areniscas.Figure 6. Sandstone composition diagram (QtFL).

Figura 7.(A) Diagrama de procedencia QmFLt. (B) Diagrama de distribucin de fragmentos lticos (StVtMt) para las areniscascon contenido de lticos totales (Lt) mayor a 20%.

Figure 7. (A) Provenance diagram (QmFLt). (B) Lithic fragments distribution (StVtMt) for sandstones with total lithics (Lt)more than 20%.

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Figura 8.Petrofacies de la sucesin palegena en el Sinclinal de Usme y fotografas de las secciones representativasde cada petrofacies.

Figure 8. Petrofacies of the paleogene succession in the Usme Syncline with representative photographs of

petrographic thin sections.

Minerales pesados: metodologa y

resultados

Los cambios reportados en la composicin de lasareniscas por el anlisis de detritos livianos se corroborancon el cambio en la asociacin de minerales pesados.Para los montajes de minerales pesados, se identicaron

los principales minerales constituyentes y se realiz unconteo de 300 puntos, incluyendo los minerales opacos(Mange & Maurer 1992). Debido a la fragilidad mecnicade la biotita y a su potencial de sobre-estimacin, se

indic su presencia pero no se incluye en el conteo. Enla tabla 5 se indican los minerales identicados en 10

muestras de las unidades Cacho, Bogot, Regadera yUsme (ver Fig. 5 para su distribucin estratigrca). Los

minerales identicados y su variacin en la vertical se

presentan en la tabla 6 y guras 9b y 9c, respectivamente.

Las variaciones en el contenido de minerales pesadosestn relacionadas con la madurez composicional de laroca reportada con la petrografa. En las formacionescon mayor contenido de detritos cuarzosos (formacionesCacho, Regadera y Usme) el contenido de minerales

Usme

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estables (circn, rutilo, apatito y turmalina) es alto encomparacin con los minerales inestables identicados

en la Formacin Bogot, cuya composicin petrogrca

es la ms inestable (Fig. 6b). En esta unidad se identic

epidota, hornblenda, talco, clinozoisita y granate

(Tabla 6, Fig. 9a); adems, los minerales opacos seencuentran en abundancia y en ocasiones son euhedrales(posiblemente magnetita o ilmenita), asociados a rocasde alto contenido de material volcnico.

Geocronologa U/Pb en circones detrticos:

metodologa y resultados

Circones detrticos de una muestra de la FormacinCacho, cuatro muestras de la Formacin Bogot (unidadesC y D) y una muestra de la Formacin Regadera, fueronseleccionados para examinar la poblacin de edadesde los circones que nos permita inferir la procedencia

de los detritos terrgenos (ver Fig. 5 para su ubicacinestratigrca). Las muestras de la Formacin Bogot

D937 y D928 fueron seleccionadas por el signicativo

aporte de material volcnico, de manera que permitieranlimitar temporalmente la sedimentacin, estableciendouna edad mxima de acumulacin.

Con el propsito de conocer las edades U/Pb en lasunidades estudiadas se realiz la separacin de circones,que sigui las tcnicas convencionales incluyendofragmentacin manual y pulverizacin a fraccin menorque 100 mesh en molinos de discos y/o rodillos. Estafraccin tamizada fue pasada por una mesa de separacingravitatoria tipo Winey. Finalmente la fraccin no

magntica fue pasada por lquidos densos (Ioduro deMetilo) con densidad mayor a 3.2. Los anlisis fueronrealizados en el laboratorio LASERCHRON de laUniversidad de Arizona. Los circones fueron montadosen un disco circular de resina epoxy. Los granos de circn

fueron seleccionados al azar. Los ncleos de los granosfueron escogidos con el n de reducir la posibilidad de

tener granos con circn sobrecrecido.

Tabla 5. Principales constituyentes en los montajes de minerales pesados, sus respectivos cdigos y descripciones.

Table 5. Main heavy mineral components with its codes and descriptions.

Mineral Cdigo Descripcin

Apatito ApCristales de alto relieve, transparentes. Figuras euhedrales prismticas,

colores anomalos de interferencia

Circn Zr Cristales de alto relieve, euhedrales y redondeados. Colores anomalos deinterferencia

Rutilo Rt Cristales de alto relieve, color rojo, con clivaje en ocasiones

Turmalina TrCristales prismaticos, pleocroismo caf-caf claro, verde-verde claro, azul-

azul claro. Altos colores de interferencia

Epidota Ep Cristales de alto relieve, color verde, altos colores de interferencia.

Clinozoisita C/zCristales tabulares transparentes a grises, con clivaje, colores anomalos de

interferencia.

Hematita Hm Cristales de color rojo. Isotrpicos.

Talco Tl Cristales de bajo relieve, incoloro a amarillo. Colores grises de primer ordenanomalos.

Granate Gr Cristal de alto relieve, incoloro. Isotrpico.

Biotita Bi Cristales euhedrales de color verde oscuro y caf.

Hornblenda HnCristales prismaticos, pleocroismo verde-verde claro. Colores anomalos de

interferencia

Opacos Op Cristales opacos, en ocasiones euhedrales.

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Tabla 6.Resultados de los conteos cercanos a los 300 puntos para cada montaje de minerales pesados. P= presencia de biotita.

N/I = No identicado.

Table 6. Point counting results for each heavy-mineral mount. P= presence of biotite. N/I = no identication.

Seccion Puntos A p(%) Zr(%) Rt(%) Tr(%) Ep(%) C/z(%) Hm(%) Tl(%) Gr(%) Bt Hn(%) Op(%)

B333 226 55 9 5 4 N/I N/I N/I N/I N/I N/I N/I 40

C540 300 19,3 32,3 4,3 14,3 2 N/I 2,7 N/I N/I N/I N/I 25

D840,2 270 14,8 11,1 1,9 9,3 29,6 N/I N/I N/I N/I P 0 33,3

D843 312 22,1 15,7 1,6 9 23,7 N/I N/I N/I N/I N/I N/I 27,9

D928 346 5,8 17,9 2,3 7,8 7,2 2,9 N/I N/I 0,6 P 13,3 42,2

D937 40 14,5 10,9 1,8 7,3 9,1 N/I N/I N/I N/I P 9,1 50,9

D1005 205 15,1 36,1 2,4 8,3 14,1 1,5 0,5 1 N/I P N/I 21

E1584 308 8,4 29,2 2,6 13 14,6 3,2 1,9 N/I N/I P N/I 26,9

G2010 327 13,8 27,5 4,6 15 5,8 N/I 2,1 N/I N/I N/I N/I 31,2

I2125 235 8,5 10,6 8,5 12,8 2,1 N/I N/I N/I N/I N/I N/I 51,1

Figura 9.(A) Principales minerales pesados identicados. (B) Contenido de minerales pesados contando minerales opacos.

(C) Contenido de minerales pesados sin minerales opacos (valor porcentual incrementa a la izquierda).

Figure 9. (A) Main heavy minerals analyzed. (B) Heavy minerals content with opaque minerals. (C) Heavy minerals content

without opaques (percentage value increases to the left).

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Los granos fueron analizados en un espectrmetro

de masas (ICPMS) con multicolectores de marca

Micromass Isoprobe, acoplado a un laser ArF Eximer.

El colector permite el conteo de 204Pb y la medida

simultnea de 206Pb, 207Pb, 208Pb, 232Th. El dimetro

del laser fue de 35 micrmetros. Cada 5 anlisis fueanalizado un standard conocido. Los procedimientos

analticos ms detallados se encuentran en Gehrels et al.

(2006). El anlisis de edades fue realizado en el software

ISOPLOT 3.62 (Ludwig, 2007) y el error sistemtico fue

calculado segn Gehrels et al.(2006). Los resultados son

analizados en el diagrama de concordia y en histogramas.

Para edades mayores de 1000 Ma son preferidas edades206Pb/207Pb, mientras que para edades menores fueron

seleccionadas las 206Pb/238U, dado que la produccin de207Pb por su tiempo de vida media se hace mucho menor.

En trminos estadsticos se considera como edades consignicado geolgico los grupos de edades 3 (Gehrels

et al., 2006).

La gran mayora de las edades se agrupan sobre la curva

de concordia, indicando que el sistema isotpico se

mantuvo cerrado, de manera que las edades tienen valor

analtico y geolgico (las excepciones se indican en cada

muestra). La mayora de los circones analizados tienen

relaciones U/Th menores que 12 y por lo tanto anes

con circones derivados de fuentes magmticas (Rubatto,

2002). Slo en casos aislados, la relacin U/Th es mayorque 12, caracterstica de circones de origen metamrco

(Vabra et al., 1999, Rubatto, 2002). A continuacin se

presentan los resultados por las unidades litolgicas

denidas.

Formacin Cacho

De la muestra B333 solo fue posible recuperar 47 circones

para el anlisis. Un cristal de circn con edad de ca. 247

Ma tiene la relacin U/Th mayor que 12. Un nico cristal

presenta una edad Paleocena de 66.4 2.5 Ma; edad que

si bien no tiene la robustez de 3 rplicas para denir

una poblacin conable (Gehrels et al., 2006), limita el

mximo de sedimentacin al Paleoceno. La poblacin

ms signicativa de edades de circones detrticos se

encuentra denida por un pico de distribucin a ca. 91

Ma (Fig. 10a). Otra poblacin importante la denen

circones con un pico de distribucin de edad de 246 Ma.

Edades individuales mesoproterozoicas entre 890 y 1540

Ma, paleozicas entre 305 y 421 Ma, as como jursicas

de 159 y 174 Ma que tambin son identicadas.

Formacin Bogot

Un total de 97 anlisis en granos individuales de circn

fueron obtenidos de la muestra C540 en la parte inferiorde la secuencia. Los cinco granos con relacin U/Thmayor que 12 incluyen cristales con edades entre 218 y243 Ma. El rango de edades dentro de la muestra varaentre el Cretcico Superior (ca. 76 Ma) y el Arqueano(ca. 2927 Ma) (Fig. 10b). Alrededor de un 67% delos datos presentan edades Fanerozicas, entre 76 y542 Ma, con cuatro picos de probabilidad con edadesde ca. 90 Ma, 165 Ma y 255-270 Ma. Otras edadesrepresentativas incluyen circones Neoproterozicoscon edades entre 507-700 Ma (picos a 540 y 697 Ma),

picos en edades Grenvillianos (1177 Ma) y algunos

circones ms antiguos de ca. 1277 Ma y ca. 1500 Ma.Edades con menor representatividad estadstica (n 2400 Ma, los resultadosson concordantes, y por lo tanto con signicado

geolgico. El circn ms joven corresponde a un nicograno con edad de 64.9 2.8 Ma. Las poblaciones decircones ms representativas estn marcados por picosa 161 y 86 Ma (Fig. 10c). Otras poblaciones incluyenedades trisicas de ca. 246 Ma y paleozicas de 542Ma. Una importante serie de anlisis presenta edadesGrenvillianas en el rango entre 1000 y 1300 Ma, as comouna aparente poblacin no muy extensa con circones deca. 1467 Ma. Cristales nicos con edades arqueanas deca. 2700, 2800 y 2900 Ma fueron tambin reconocidos.De la muestra D928 fueron analizados un total de 97circones. Esta muestra presenta dos tipologas de granosde circn, una caracterizada por circones prismticos

con relaciones 2 a 1 y la otra con cristales muchosms pequeos con relacin 3-1 y caras euhedrales, quesemejan bastante bien circones de carcter volcnico. Unsolo grano con relaciones anes a circones metamrcos

(>12) presenta una edad trisica de ca. 237 Ma. Ladistribucin de edades se extiende entre el Paleoceno yel Trisico (Fig. 10d) que representan cerca del 76% delos granos, y que se puede agrupar en intervalos entre 54-72 Ma (n=54), 80-93 Ma (n=10), 140-168 (6) y 200-

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237 Ma (n=3). Otra serie menos extensa (n=4) incluyecircones del Paleozoico inferior (526-545 Ma). Circonesmesoproterozoicos entre ca 1100-1300 Ma representanotro 13% de los granos analizados. Los cinco picosfundamentales de distribucin de probabilidad de

edad incluyen 55, 64, 90, y 164 Ma. Otros picos dedistribucin de edades 544 y 1229 Ma estn registradospor 65mm en elancho del prisma y libres de inclusiones fueron escogidos

para anlisis AHe (Farley 2002; Ehlers y Farley,

2003). Edades aparentes de AHe fueron medidas en laUniversidad de Kansas de acuerdo con la metodologadescrita en Farley (2002), Reiners et al.(2003) y Stockliet al.(2000). Las concentraciones de U, Th, Sm y He,el valor de la correccin Ft (correccin a partir de laestimacin de la cantidad de 4He eyectado de acuerdocon la geometra del mineral) y las edades AHe ( 2s)corregidas por eyeccin de partculas alfa para cuatroalcuotas de cada muestra, se consignan en la tabla 7.

Las edades AHe documentan que la deformacin ya

ocurra en el Oligoceno temprano para el extremo surde la zona axial de la Cordillera Oriental. Las rocas de

base de la Formacin Bogot expuesta en el anco oeste

del sinclinal (muestra C540, elevacin 2790 m, 30.7 1.8 Ma) pasaron primero la isoterma de ~40-80 C queniveles estratigrcos superiores de esta misma unidad,

los cuales localizados ms hacia el ncleo del pliegue yen elevaciones ms bajas (muestra D937, elevacin 2700m, 26.4 1.6 Ma).

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Figura 10.Diagramas de concordia e histogramas de distribucin de edades U/Pb de circones detrticos, incluyendo los picosms representativos.

Figure 10. Concordia and histograms of U/Pb detrital zircon age distribution, including the most representative.

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Figura 10 (continuacin).Diagramas de concordia e histogramas de distribucin de edades U/Pb de circonesdetrticos, incluyendo los picos ms representativos.

Figure 10. Concordia and histograms of U/Pb detrital zircon age distribution, including the most representative.

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Discusin

El Palegeno de la cuenca de la Sabana de Bogot en elsector del Sinclinal de Usme se caracteriza por ser unasucesin dominada en su mayora por ambientes uviales

con ros trenzados y mendricos que pasa de zonas

deltaicas-pantanosas, como lo interpretaron estudiosanteriores (ver antecedentes). Nuestras observacionesindican que este sistema continental incluye: (1) elregistro de ujos hiperconcentrados y volcnicos como

mecanismo de transporte de detritos en la FormacinBogot, y (2) asociaciones de litofacies indicativas deleve inuencia mareal en las llanuras de inundacin

hacia la base de la Formacin Cacho y hacia el tope dela Formacin Regadera. La inuencia de aguas salobres

ha sido reportada por Hoorn et al.(1987) en la base dela Formacin Usme. La alta preservacin de paleosuelosy depsitos de llanuras de inundacin en la Formacin

Guaduas (Fig. 2), junto con las intercalaciones desublitoarenitas (Fig. 6), ya es indicio de un aumento enla tasa de subsidencia vinculada con actividad tectnica(Figs. 11 y 2a). Esta actividad genera inestabilidad en losfondos de acumulacin, como se registra por la presenciade intraclastos lodosos en la base de los canales, el altocontenido de matriz lodosa en las areniscas y exponerocas del Cretcico relativamente cerca al sitio deldepsito como lo sugieren la presencia de glauconitaretrabajada y el dominio de la fraccin de fragmentossedimentarios en las areniscas.

El aporte de cobertera sedimentaria cuarzosa delCretcico al oeste del rea de estudio, (Fig. 12a) seapoya por el incremento de cuarzo y minerales pesadosultraestables (circn, rutilo, turmalina) en las areniscascuarzosas en las formaciones Guaduas y Cacho, a pesarde la inmadurez textural de las rocas (contenido dematerial intersticial, i.e., matrix, vara entre 10-26%).Adicionalmente, el reporte de retrabajamiento de polende edad Campaniano-Maastrichtiano en la base de laFormacin Bogot indica que esta rea fuente estexpuesta relativamente cerca al sitio de acumulacin.Esta deformacin del Paleoceno de muy baja amplituden el anco oeste al sur de la Cordillera Oriental no

ha sido identicado por huellas de sin (e.g. Mora

et al., 2010), pero s ha sido propuesta por anlisis deprocedencia en el Sinclinal de Fusa (Bayona et al., 2003),y por paleotermmetros (Ro) entre la Falla de Bituimay el Sinclinal de Guaduas que sugieren deformacintemprana de la Falla de Bituima (Moretti et al., 2010;Corts, 2004). Hacia el norte, procesos de exhumacindel Paleoceno estn siendo reportados en el anco

occidental de la Cordillera Oriental (Mora & Parra,

comunicacin verbal, 2011) y en rocas del Mesozoicoal este del Sinclinal de Nuevo Mundo (norte del ValleMedio del Magdalena, Ross et al., 2009).

El registro en las formaciones Guaduas, Cacho yBogot de fragmentos de rocas metamrcas y circones

originados en la Cordillera Central, los cuales sonprimariamente de origen magmtico (relaciones U/Th < 12), nos indica que fragmentos de la coberterasedimentaria expuesta en estructuras cercanas haciael oeste se mezclan con un drenaje derivado de laCordillera Central. La asociacin de edades de 70-90 Maen circones corresponden a edades que son comunes enel magmatismo del Cretcico Superior que constituye elBatolito Antioqueo en la Cordillera Central (Ibez-Meja, 2007, Ordoez et al., 2007, Restrepo et al.,2007, Villagmez et al., 2008; Villagmez, 2010). Unos

pequeos plutones Paleocenos, junto con las secuencias

volcnicas y las rocas plutnicas que constituyen granparte del anco oriental de la Cordillera Central (Aspden

et al., 1987; Ordoez, 2001) explicaran la asociacinde las edades Jursicas con trazas de edad Paleoceno.Las edades Prmico - Trisico (220-290 Ma) constituyenigualmente el eje fundamental de la Cordillera Central(Vinasco et al., 2006, Ibez-Meja et al., 2008); algunoscircones de este rango de edad presentan relacionesU/Th > 12 indicativas de fuentes metamrcas. Los

circones de edades de 500 Ma y edades ms antiguas sonel registro del retrabajamiento de cobertera sedimentariadel Cretcico, cuyo aporte dominante pudieron ser los

macizos intra-cordillera (Floresta-Santander y/o Garzn)y el cratn de La Guyana (Fabre, 1987; Sarmiento, 2001,Sarmiento et al., 2006).

Estos resultados indican suministro de rocas delbasamento de la Cordillera Central expuesto al este delsistema de fallas de Romeral desde inicios del Paleocenoen la zona sur de la Cordillera (Fig. 12a). Los datosreportados de geocronologa detrtica en rocas delPaleoceno en el norte del Valle Medio del Magdalena(Nie et al., 2010) y zona axial de la Cordillera (Hortonet al., 2010a, b) sugieren procedencia desde el craton

para el Paleoceno temprano. Sin embargo, los trabajosde petrografa reportan presencia de fragmentos de rocasmetamrcas en rocas del Paleoceno inferior tanto en

el Valle del Magdalena (Hatton y Espejo, 1997; Gmezet al., 2003, 2005), como al norte de Bogot en la zonaaxial de la Cordillera Oriental (Torres, 2003; Caldern,2007). La alta subsidencia tectnica durante el Paleocenotardo y Eoceno temprano favoreci la acumulacinde los estratos de llanuras uviales y el registro de

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volcanismo en la Formacin Bogot. Este es el registroms completo del Eoceno temprano de la zona axial dela Cordillera (Bayona et al., 2008), y es slo comparablecon algunos depocentros en el sector sur del Valle Mediodel Magdalena (Gmez et al., 2003). La composicinde las areniscas, la asociacin de minerales pesados y la

poblacin de circones conrma la continua denudacin

del basamento en la Cordillera Central con leve mezclade cobertera sedimentaria del Cretcico. La variedad deminerales pesados encontrados en esta formacin pasa defases ultraestables (abundante circn, rutilo, turmalina) afases inestables como hornblenda, epidota, clinozoisita.Hacia el tope de la Formacin Bogot, el aporte de origen

metamrco incluye material gratoso, acompaado

de minerales pesados tales como talco y granate. Elintervalo de origen volcnico incluye lticos volcnicos,

plagioclasa euhedral maclada, hornblenda, epidota ycircones volcnicos que permiten asignar una edaddeposicional de 56.2 1.6 Ma. Estos son marcadores devolcanismo Palegeno temprano cercano a la CordilleraOriental, sin descartar su origen en la Cordillera Central(plutones paleocenos documentados por Aspden et al.,1987; Ordez, 2001) o en el Valle del Magdalena. Laactividad volcnica favoreci la dispersin de materialmuy inestable reportado en los sistemas uviales de la

Formacin Bogot.

Figura 11.Perl de subsidencia tectnica para nales del Cretcico y Palegeno del Sinclinal de Usme.Figure 11. Tectonic subsidence prole in the Usme Syncline for the uppermost Cretaceous and Paleogene rocks.

Tabla 7.Resultados de los anlisis U-Th/He en el Sinclinal de Usme.

Table 7. U-Th/He results on the Usme Syncline.

Edad

[Ma]

C540-1 27.6 1.7 43.1 55.3 76.3 1.3 5.02 1.1 0.59

C540-2 32.4 1.9 19.7 26.8 53.6 1.4 2.84 1.3 0.61

C540-3 29.3 1.3 29.0 43.0 62.5 1.5 3.90 1.8 0.65

C540-4 33.5 2.1 16.0 21.1 74.3 1.3 2.34 1.2 0.61

C540 30.7 1.8 27.0 36.6 66.7 1.4 3.5 1.3 0.6 2.8

D937-1 25.7 1.5 7.3 15.1 46.8 2.1 1.14 5.1 0.73

D937-2 24.6 1.5 10.1 18.1 53.0 1.8 1.26 2.1 0.64

D937-3 25.7 1.5 2.5 7.4 34.9 3.0 0.47 5.4 0.74

D937-4 29.5 1.8 2.9 8.5 55.5 3.0 0.59 3.3 0.70

D937 26.4 1.6 5.7 12.3 47.6 2.4 0.9 4.0 0.7 2.2

He [ncc/mg] masa [mg] Ft stddevMuestra [Ma] 6% U [ppm] Th [ppm] Sm [ppm] Th/U

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En la unidad ms superior de la Formacin Bogot y parala Formacin Regadera se observan ambientes uviales

de ms alta energa pasando a condiciones pantanosasy delticas en estratos del Eoceno superior-Oligocenoinferior de la Formacin Usme (Fig. 12b). Sin embargo,

estas unidades tienen en comn una composicin cuarzosaen las areniscas, con un incremento de chert y lticossedimentarios, y una asociacin de minerales pesadosultraestables (zircn, rutilo, turmalina). La disminucinen las tasas de subsidencia tectnica y el incremento deregistro de estratos uviales de alta energa en el Eoceno

medio es caracterstico de otras regiones de la zona axialde la Cordillera Oriental (Bayona et al., 2008).

El cambio abrupto a una composicin cuarzosa indicauna composicin muy diferente del rea fuente propuesta

para las unidades infrayacentes (Fig. 12b). La nueva rea

fuente para el Eoceno medio-Oligoceno temprano incluyecobertera del Cretcico cuarzosa, como tambin loindica el retrabajamiento de polen de edad Campaniano-Maastrichtiano, glauconita retrabajada y el incrementode la poblacin de circones detrticos con edades msantiguas a 900 Ma, como lo indican las muestras delCretcico Superior reportadas por Horton et al.(2010b).La referencia de deformacin del anco este del Sinclinal

de Usme (Julivert, 1963) y las paleocorrientes reportadas

con direccin de ujo hacia el oeste (Cuervo & Ramrez,

1985) y hacia el Norte (Acosta & Beltrn, 1987) indicanque la deformacin se concentraba hacia el este del reade acumulacin y el rea de estudio era parte de un sistemalongitudinal de transporte de detritos hacia el norte. Los

datos de termocronologa soportan la exhumacin de unaestructura ya formada para el Oligoceno temprano, yaque las edades siguen el patrn de relieve actual. Haciael Norte, en los bloques colgantes del sistema de fallasde Boyac y Soapaga, datos de modelamiento inverso dehuellas de sin documentan procesos de exhumacin

del Eoceno medio-Oligoceno temprano y una migracinhacia los ancos en el Oligoceno tardo (Mora et al.,2010).

Los circones de origen de la Cordillera Central, en lamuestra de la Formacin Regadera, se explican ya sea por

retrabajamiento de cobertera Paleoceno-Eoceno Inferior,o por la mezcla en el sistema deposicional longitudinal.La composicin de litoarenitas feldespticas y litoarenitasde las areniscas de igual edad hacia el oeste en el Sinclinalde Fusa (Bayona et al., 2003), nos indica que estos dossistemas deposicionales no estaban conectados, lo quefavorece la hiptesis de retrabajamiento de rocas delas formaciones Guaduas, Cacho y Bogot acumuladashacia el este del rea de estudio (Fig. 12b).

Figura 12.Mapas paleogeogrcos en el sector sur de la zona axial de la Cordillera Oriental, (en posicin palinspstica usandoel mapa de Sarmiento-Rojas, 2001), ilustrando el cambio del sistema de drenajes uviales, posicin de reas con estructuraciny composicin de las reas fuente segn los tringulos de procedencia. El sistema de fallas de Romeral pasara al Occidente dela gura.

Figure 12. Paleogeographic maps for the southern axial zone of the Eastern Cordillera (in palinspastic position, usingSarmiento-Rojas (2001) palinspastic maps) showing uvial drainage changes, position of positive areas and source areacomposition according to Provenance diagrams. Romeral fault system is located to the west of the gure.

A. Paleoceno - Eoceno temprano B. Eoceno medio - Oligoceno Temprano

Ma

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Conclusiones

La sucesin del Palegeno en el sur de la zona axial dela Cordillera Oriental es el registro de la acumulacinen condiciones continentales uviales, cuyo aporte

de sedimentos, energa de ujo del sistema uvial,

generacin de lagos y las leves incursiones marealesfueron controladas por el cambio de ubicacin de laactividad tectnica y el rgimen de subsidencia tectnicade la cuenca. El levantamiento de la Cordillera Centraly bloques en el anco oeste de la Cordillera Oriental

suministraron los detritos y controlaron la alta tasa desubsidencia tectnica durante el Paleoceno al Eocenotemprano. Esto es opuesto a lo que otros estudios previossugeran de aporte desde el este, ya sea del Macizo deQuetame o del Escudo de Guyana. En el Eoceno medio,el cambio de patrn de acumulacin y subsidenciatectnica, sumado al cambio abrupto en la composicinde los detritos, minerales pesados y poblacin decircones, se debe al cambio de rea de deformacinhacia el este del Sinclinal de Usme, en donde domina elretrabajamiento de cobertera del Paleoceno y Cretcico.Para el Oligoceno temprano, la deformacin involucrel Sinclinal de Usme, como lo indican los datos deexhumacin y el cese del registro sedimentario.

La seccin expuesta en la Quebrada el Mochuelo debeconsiderarse como la seccin tipo de la FormacinBogot, como lo sugirieron Julivert (1963) y Hoorn

(1988). Sin embargo, una nueva seccin de referenciadebe buscarse debido al crecimiento del relleno sanitariode la Ciudad de Bogot, el cual va a cubrir esta zonaen pocas dcadas. La presencia de material de origenvolcnico y la palinologa han permitido ubicar el lmitePaleoceno-Eoceno dentro de esta unidad. La fuentedel volcanismo cercano al lmite Paleoceno-Eoceno enesta latitud es an incierta, pero los circones volcnicos

permitieron asignar una edad deposicional de 56.2 1.6 Ma. Al tope de la Formacin Bogot se reporta el

primer registro de fsiles de mamferos en Sur Amrica,los cuales son de edad Eoceno temprano segn nuestro

estudio.

Agradecimientos

A la Unidad Administrativa Especial de ServiciosPblicos (UAESP) Alcalda Mayor de Bogot D.C.

por el permiso de ingreso al Relleno Sanitario de DoaJuana, a las ladrilleras Los Cristales, Doisar y La Estrella

por el ingreso a sus propiedades y a la comunidad delMochuelo Alto y Bajo por su apoyo en las labores decampo. A INGEOMINAS, en especial a ElizabethCortez, por el prstamo del microscopio para el conteode las secciones delgadas. Al equipo de GMAS Ltda

por la separacin de minerales pesados. A las empresasECOPETROL S.A., PETROBRAS, HOCOL S.A.,CEPCOLSA y CHEVRON por el soporte de estainvestigacin. Germn Ojeda de ECOPETROL S.A.nos facilit el programa para el clculo de subsidencia1D. Agradecemos los comentarios de Luis F. SarmientoPh. D., y los comentarios y sugerencias editoriales deMartn Mantilla M.Sc. y Camilo Montes Ph. D. paramejorar el contenido de este manuscrito. Agradecemosa COLCIENCIAS por el apoyo institucional a ARESen el 2008 y 2009. Este trabajo lo presentamos comohomenaje al Dr. Thomas Van der Hammen, inspirador en

la investigacin en Ciencias de la Tierra en Colombia.

Referencias

AALTO, K. R. (1972): Diagenesis of Orthoquartzitesnear Bogot, Colombia. Journal of SedimentaryPetrology, v. 42: 330-342.

ACOSTA, J. & BELTRN, W. (1987): Estratigrafade la Formacin Regadera en el anco occidental

del sinclinal de Usme (Tesis de Pregrado).Universidad Nacional de Colombia. Departamentode Geociencias. 81p.Bogot, Colombia.

ALLEN, P. & ALLEN, J. (1992): Basin analysis,Principles and Applications: London, BlackwellScientic Publications, 451 p.

ASPDEN, J.A., MCCOURT, W.J. & BROOK, M.(1987): Geometrical control of subduction relatedmagmatism: the Mesozoic and Cenozoic plutonichistory of western Colombia. Journal of theGeological Society, London. 144: 893905.

BAYONA, G., CORTS, M., JARAMILLO, C. &LLINS, R. (2003): The Fusagasug succession:a record of the complex Latest Cretaceous-pre-Miocene deformation between the Magdalena Valleyand Sabana de Bogot areas. Asociacin Colombianade Gelogos y Geofsicos del Petrleo, Memorias delVIII Simposio Bolivariano de Cuencas Subandinas,v. 2. 180-193 p.

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32

BAYONA. G., CORTS, M., JARAMILLO, C., OJEDA,G., ARISTIZABL, J.J. A. & REYES-HARKER.(2008): An integrated analysis of an orogen-sedimentary basin pair: Latest Cretaceous-Cenozoicevolution of the linked Eastern Cordillera orogen and

the Llanos foreland basin of Colombia. GeologicalSociety of America Bulletin 120(9-10): 1171-1197.

CALDERN, J. (2007): Sedimentologa, proveniencia ydiagnesis en el rea de Samac. Formacin Cacho yGuaduas (Tesis de Pregrado). Universidad Nacionalde Colombia. Departamento de Geociencias, Bogot.20p.

CORTS, M. (2004): Evolution Structurale du FrontCentre-Occidental de la Cordillre Orientale deColombie. Ph.D. (Thesis, Universite). Pierre et

Marie Curie, Paris, 350pp.

CUERVO, E. & RAMREZ, A. (1985): Estratigrafa yAmbiente de sedimentacin de la Formacin Cachoen los alrededores de Bogot. (Tesis Pregrado).Universidad Nacional de Colombia. Bogot,Colombia.

DE PORTA, J. (1974): Lxico Estratigrco. Amerique

Latine, Colombie, Tertiaire et Quaternaire. UnionInternationale des Sciences Geologiques. V(4b).

DIAZ, L. (2010): Evolucin sedimentaria y estructural delEoceno superior, Cordillera Oriental de Colombia.(Tesis doctoral) Universidad de Barcelona 240 p.

DICKINSON, W. (1985): Interpreting provenancerelations from detrital modes of sandstones- Zuffa,G.G. Eds. Provenance of Arenites, 333-361 p.

EHLERS, T. A. & FARLEY, K. A. (2003): Apatite(U-Th)/He thermochronometry: methods andapplications to problems in tectonic and surface

processes: Earth and Planetary Science Letters, v.206, no. 1-2, p. PII S0012-821X(02)01069-5.

FABRE, A. (1987): Tectonique et gnerationd'hydrocarbures: un modle de l'evolution de laCordillre Orientale de Colombie et du Bassin deLlanos pendant le Crtac et le Tertiaire.: Archivesdes Sciences Genve. 40:145-190.

FARLEY, K. A. (2002): (U-Th)/He dating: techniques,calibrations and applications: Reviews in Mineralogyand Geochemistry. 47: 819-844.

GEHRELS G., VALENCIA, V. & PULLEN, A. (2006):

Detrital zircon geochronology by Laser-Ablatio

usme.pdf

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