geocronología u-pb en circón y procedencia detrítica en el

26
0 Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el Río Coello, Departamento del Tolima, Colombia. Luis Carlos Cendales Barrera Directora: Yamirka Rojas Agramonte Co-asesor: Marcos García Arias Universidad de los Andes, Colombia Facultad de Ciencias Departamento de Geociencias 2019

Upload: others

Post on 21-Jul-2022

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

0

Geocronología U-Pb en Circón y

Procedencia Detrítica en el Río Coello,

Departamento del Tolima, Colombia.

Luis Carlos Cendales Barrera

Directora: Yamirka Rojas Agramonte

Co-asesor: Marcos García Arias

Universidad de los Andes, Colombia

Facultad de Ciencias

Departamento de Geociencias

2019

Page 2: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

1

Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia

Detrítica en el Río Coello, Departamento del

Tolima, Colombia.

Tabla de contenidos

1. Resumen ……………………………………………………………….……. 2

2. Introducción ………………………………………………………………… 3

3. Marco geológico ……………………………………………………………… 4

2.1 Unidades litológicas ………………………………………………….. 5

2.1.1 Gneises y Anfibolitas de Tierradentro …….………………….. 6

2.1.2 Complejo Cajamarca …………………..……………………… 6

2.1.3 Batolito de Ibagué …………………………………….………. 6

2.1.4 Depósitos del Cuaternario …………………………………….. 7

4. Metodología ………………………………………………………………….. 7

4.1 Recolección de muestras ……………………….…….………………. 7

4.2 Procesamiento de muestras …………………..………………………. 7

4.3 Datación por LA-ICP-MS …………………………………………..... 8

4.4 Reducción de datos …………………………………………………... 9

4.5 Secciones delgadas …………………………………………………... 9

5. Resultados …..………………………………………………………………. 9

5.1 Datación U-Pb .……………………………………………………… 9

5.1.1 COL7 …...……………..……………………………………… 10

5.1.2 COL8 ……………………..…………………………………… 12

5.2 Petrografía ………………………………………………….……….. 14

5.2.1 Muestra CC01 ………………………………………..……….. 14

5.2.2 Muestra CC02 ………………………………………………… 14

5.2.3 Muestra CC03 ………………………………………………… 15

5.2.4 Muestra CC04 ………………………………………..……….. 15

6. Discusión …………………………………………………………………… 17

7. Conclusiones ……………………………………………………………….. 19

8. Referencias …………………………………………..……………………... 21

Page 3: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

2

1. Resumen

La Cordillera Central de Colombia es un orógeno compuesto principalmente por formaciones

metamórficas, plutónicas y volcánicas, estas últimas provenientes de un arco volcánico. Por

el departamento del Tolima pasa el Río Coello drenando sus aguas en el flanco este de la

cordillera hasta llegar al Río Magdalena. Este estudio emplea el método U-Pb en circón para

obtener edades de circones que han sido arrastrados por el Río Coello y, a partir de esto,

hallar una proveniencia sedimentaria del río. Se encontraron edades que van desde el

Precámbrico hasta el Cuaternario de las cuales aproximadamente la mitad provienen de

fuentes cercanas y la otra mitad de fuentes no registradas y/o de fuentes lejanas que han sido

erosionadas por un río que depositaron sus sedimentos en la zona de estudio. Por otro lado,

se demuestra por la diferencia entre las muestras COL7 y COL8 que a lo largo del río no hay

una homogeneidad de sedimentos y que es un factor que se debe estudiar a futuro.

Palabras clave: Petrología, Geocronología, U-Pb, Circón, Procedencia, Río Coello, Tolima.

Abstract

The Central Cordillera of Colombia is an orogen composed mainly of metamorphic, plutonic

and volcanic formations, the latter sources coming from volcanic arc in the Cordillera.

Through the department of Tolima, the Coello river drains its waters from the top of the

Cordillera, through the eastern flank until it reaches the Magdalena River. This study uses

the U-Pb method in zircon to obtain ages from zircons that have been dragged by the Coello

River and, from this, make a provenance study of the sediments in the river. Ages from the

Precambrian to the Quaternary were obtained from which half of the ages correspond to

nearby sources and the other half correspond to sediments that may come from sources that

have been completely eroded or from far sources that were eroded by an important river. In

addition, it is demonstrated by the difference between the COL7 and COL8 samples that

along the river there is no homogeneity of sediments and that it is a factor that should be

studied in the future.

Key words: Petrology, Geochronology, U-Pb, Provenance, Zircon, Coello River, Tolima.

Page 4: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

3

2. Introducción

Las tres cordilleras de Colombia (Oriental, Central y Occidental; Fig. 1) son un ejemplo de

la complejidad tectónica que ha sufrido la actual zona noroccidental de Suramérica,

especialmente su larga historia de subducción y arcos magmáticos (Restrepo & Toussaint,

1986; Villagómez et al., 2011; Blanco-Quintero et al., 2014). El río Coello drena sus aguas

por el flanco este de la Cordillera Central justo en medio del municipio de Ibagué en el

departamento del Tolima (Figura 1) hasta llegar al río Magdalena, al oeste del municipio de

Girardot, Cundinamarca. En su camino atraviesa varias de las formaciones más importantes

de la cordillera, como el Batolito de Ibagué, el grupo Cajamarca y los gneisses y anfibolitas

de Tierradentro (Mosquera et al., 1982; Fig. 2). En el río se encuentra una gran variedad de

sedimentos y clastos rodados como gneisses, anfibolitas, migmatitas, granodioritas y

esquistos verdes, además de minerales pesados como los circones. El propósito de este

trabajo es realizar una datación geocronológica de estos sedimentos por el método U-Pb, un

análisis petrográfico de clastos rodados y relacionar los resultados con la geología regional

para determinar la procedencia de estos.

Figura 1. a) Mapa de Colombia con sus tres cordilleras (COc, CC y COr). b) Mapa del departamento del Tolima. En rojo

se señala el municipio de Ibagué y se ubica el corregimiento Coello-Cocora.

Page 5: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

4

Para el análisis de procedencia se pretende usar el método de datación U-Pb en circón, el cual

ha sido uno de los más utilizados en los últimos años para este propósito debido a la capacidad

que tiene de determinar las fuentes de un depósito sedimentario. Esto se hace al relacionar

las edades obtenidas en los circones detríticos con las edades de las formaciones aledañas.

Además, este método provee herramientas para recrear la paleogeografía de la zona,

establecer los límites de sedimentación en una cuenca y, a su vez, entender la sedimentología,

estratigrafía y tectónica regional.

El circón es un nesosilicato de fórmula química ZrSiO4 (silicato de zirconio) que se

encuentra como mineral accesorio muy común en rocas continentales y en rocas ígneas

oceánicas. que tiene como característica su alta temperatura de cierre de difusión de Pb

radiogénico (> 900oC), la cual le permite retener su información geoquímica primaria incluso

en la presencia de eventos destructivos como la denudación, la meteorización y grados de

metamorfismo de medios a altos. En consecuencia, cuando se usan métodos de datación

como el U-Th-Pb en circón, la edad que se obtiene se traduce en la edad de cristalización de

este mineral (Thomas, 2011). Es por esto que el uso del método U-Pb en circón es de gran

importancia al realizar estudios de procedencia sedimentaria, ya que es factible obtener un

amplio rango de datos y edades que pueden estar conectados con cada una de las fuentes de

donde proviene el mineral. Más allá, es necesario comprender el patrón de drenaje en un río

y relacionar las formaciones adyacentes con los datos obtenidos.

3. Marco geológico

La zona de estudio se encuentra en el flanco occidental de la Cordillera Central de Colombia

y, específicamente, entre la falla Otú-Pericos y la falla de Palestina, de tipo transformantes y

de rumbo N-S (Fig. 2). La litología regional es muy amplia, pero consta principalmente de

formaciones metamórficas del complejo Cajamarca y los Gneises y Anfibolitas de

Tierradentro. Además, se encuentran varios depósitos de rocas volcánicas provenientes de

un arco magmático de edad Jurásico-Paleógeno (Bayona et al., 2012). El complejo Cajamarca

Page 6: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

5

ocupa un área grande en la zona de estudio y este hace contacto tectónico mediante la falla

Otú-Pericos (Fig. 2), con el Batolito de Ibagué, de edad Jurásica (Bustamante et al., 2016).

El Río Coello recorre más de 50km desde su nacimiento en las partes más altas de la

Cordillera Central en el departamento del Tolima y discurre en dirección NW-SE hasta llegar

al Río Magdalena justo a 10km al oeste del municipio de Girardot, departamento de

Cundinamarca.

Figura 1. Mapa geológico modificado de la Plancha 244 del SGC (Nuñez & Murilo, 1982) con ubicación de las muestras

y patrón de drenaje del RIO COELLO hasta el corregimiento Coello-Cocora.

3.1 Unidades litológicas

Las siguientes unidades descritas son las unidades que se cruzan con el patrón de drenaje del

Río Coello y, por lo tanto, se dice que pueden ser las principales fuentes de aporte de

sedimentos en el Río Coello.

Page 7: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

6

3.1.1 Gneises y Anfibolitas de Tierradentro

Formación de rocas nombrada en 1976 por Barrero & Vesga, corresponde a una unidad de

rocas metamórficas encontrada en forma de franja con dirección SW-NE y se encuentra entre

el Complejo Cajamarca (al oeste) y el Batolito de Ibagué (al este). Su litología corresponde

principalmente a gneises y anfibolitas; en la zona más cercana al batolito se encuentran, en

su mayoría, migmatitas con melanosoma de hornblenda y biotita y con leucosomas de

cuarzo-feldespático. Las migmatitas han sido datadas por K-Ar en roca total y se les ha

asignado una edad de enfriamiento de 1360 Ma (Nuñez & Murillo, 1982).

3.1.2 Complejo Cajamarca

Es una de las principales unidades de la Cordillera Central, pues aflora en el flanco oeste de

ésta como una franja con dirección SW-NE que desde la parte sur del departamento del Huila

hasta la parte norte del departamento de Antioquia. Esta unidad limita al este con la falla Otú-

Pericos y al oeste con el sistema de fallas de Romeral. Su composición es de esquistos

metapelíticos cuarzo-sericítico-grafitosos con alto contenido de micas, y esquistos

metabasíticos clorítico-actinolíticos (Nuñez & Murillo, 1982). El evento de metamorfismo

que dio lugar a este complejo fue datado, mediante Ar-Ar, con un resultado de 146-157 Ma

(Blanco-Quintero et al., 2014), el cual es sintectónico con la intrusión del Batolito de Ibagué

(Rodríguez et al., 2017).

3.1.3 Batolito de Ibagué

Corresponde a un gran cuerpo intrusivo que aflora en el flanco este de la Cordillera Central

desde el municipio de Armero (Tolima) hasta el municipio de San Agustín (Huila). Su

nombre fue asignado por Nelson (1959), aunque se le ha asignado nombres como Tonalita

de Ibagué y Matatonalita de Anzoategui por Rodríguez et al. (2017) por su heterogeneidad

composicional y por las diferencias en las dataciones registradas. Debido a estas diferencias,

se ha definido que su formación está dividida en varios pulsos magmáticos con las siguientes

composiciones: granodioritas, tonalitas y cuarzodioritas. Estos pulsos fueron datados por U-

Pb en circón con resultados de 150-158 Ma para el primer pulso y 138-145 Ma para el

Page 8: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

7

segundo (Rodríguez et al., 2017), las cuales concuerdan con las edades obtenidas por

Bustamante et al. (2016), de entre 141 y 158Ma.

3.1.4 Depósitos del Cuaternario

En la zona se tienen varios depósitos cuaternarios que principalmente corresponden a rocas

provenientes de flujos volcánicos y depósitos sedimentarios como el cono aluvial de Ibagué

(con clastos volcánicos). Su composición es andesítica con variaciones a basáltica y dacítica

y su presencia se le atribuye al arco volcánico de la Cordillera Central (Nuñez & Murillo,

1982).

4. Metodología

4.1 Recolección de muestras

Se tomaron dos muestras de sedimentos detríticos al norte del corregimiento Coello-Cocora

en el departamento del Tolima, Colombia (ver Fig. 2):

1) COL7: 4°24'40.90"N, 75°18'14.00"W.

2) COL8: 4°24'8.90"N, 75°17'28.10"W.

Además, se tomaron muestras de clastos rodados en el transecto del río que está entre las

anteriores localizaciones, estas muestras han sido denominadas CC01, CC02, CC03 y CC04.

4.2 Preparación de muestras

Las muestras de sedimentos fueron inicialmente procesadas en laboratorio para aislar los

circones siguiendo el siguiente proceso:

Page 9: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

8

I. Tamizado: Se separan los granos y se selecciona la fracción de tamaño de grano

menor a 250 µm.

II. Separación por densidad usando agua: por medio de movimiento oscilatorios en una

batea con agua se separaron los minerales más densos y pesados.

III. Primera etapa de separación magnética: manualmente, con un imán de neodimio, se

separaron las partículas con mayor intensidad magnética y se seleccionó el resto de

la muestra

IV. Segunda etapa de separación magnética: se usó el Frantz Magnetic Separator para

separar con más precisión los minerales por sus intensidades magnéticas, los circones

quedan en la parte menos magnética.

V. Picking: Cuidadosamente se escogen manualmente uno a uno los circones bajo

estereoscopio y se ponen en resina en grupos de cuadros pequeños de entre 100 y

150 circones para cada muestra.

4.3 Datación por LA-ICP-MS

Los circones obtenidos en las muestras fueron analizados por Laser Ablation Inductively

Coupled Mass Spectrometry (LA-ICP-MS) en el Instituto de Geociencias de la Universidad

Johannes Gutenberg, Alemania. El ICP-MS es de tipo cuadrupolo Aligent 7500ce, el cual

fue conectado a un sistema de ablación laser (LA) ESI-NWR193 ArF con una longitud de

onda de 193nm. Después de la pre-ablación, los análisis fueron llevados a cabo con un

tamaño de spot de 30µm se usaron tiempo de 10s para warm up, 30s para dwell y 20s de

washout. La toma de datos se dio con una tasa de 10Hz y una densidad de energía de 7J/cm2.

Se usaron tiempos de integración específicos para cada masa en el escaneo de masas: 10ms

para las masas 232 y 238; 30ms para las masas 202, 204 y 208; 40ms para 206 y, finalmente,

60ms para 207.

Para obtener una medida mucho más precisa y evitar errores por sesgo en el espectrómetro

de masas, se usan circones estándar (tienen edades ya determinadas) en los análisis que sirven

de punto de comparación. Como estándar primario se usaron circones GJ1 (Jackson et al.,

2004) y como estándares secundarios se usaron circonces 91500 (Wiedenbeck et al., 2004) y

Plesovice (Sláma et al., 2008).

Page 10: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

9

4.4 Reducción de datos

Para la reducción de datos isotópicos, se utilizó el programa U-Th-Pb LA-ICP-MS Isotopic

Data Processing Spreadsheet AGeRAp creado por Axel Gerdes en la Universidad de Goethe.

En este paso, se calcularon las edades de 206Pb/238U, 207Pb/235U y 207Pb/206Pb buscando una

concordia entre las 3 edades para cada circón. En la muestra COL7 se procesaron 43 circones

y en la COL8 se procesaron 70 circones. Después, con ayuda del complemento Isoplot 4.15

de Excel, se realizaron diagramas de Wetherill Concordia para plotear las edades con elipses

de error-2σ y diagramas de densidad poblacional.

A la hora de hallar la concordia, se tiene en cuenta si la edad circón es joven o no. Esto se

hace debido a que las cantidades de Pb radiogénico son bajas para cortas edades (<10Ma) o

altas para edades viejas (>1Ga). Para circones con edades <1Ga se opta por tomar solo las

mediciones de 206Pb/238U y 207Pb/235U para hallar la concordia; por otro lado, para circones

viejos se usan las 3 medidas, pero la medida 207Pb/206Pb como medida preferencial.

4.5 Secciones delgadas

Para realizar la petrografía de los cantos rodados, se cortaron secciones delgadas para cada

una (CC01, CC02, CC03 y CC04) en el laboratorio de preparación de muestras (laboratorio

del Q) de la Universidad de los Andes. Las láminas delgadas se cortan con un espesor de

30µm y se evitan las zonas de fracturas y meteorizadas.

5. Resultados

5.1 Datación U-Pb

Los datos isotópicos de los circones, las edades obtenidas para cada ratio isotópico y su

respectivo error 2σ se pueden observar en la tabla anexada al final del documento (Anexo

A), cada circón se ha nombrado con la inicial C y un número específico.

Page 11: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

10

5.1.1 COL7

Los circones correspondientes a la muestra COL7 son los circones que van desde el C 061

hasta el C 114 en la tabla anexada. Se observar que, después de haber ploteado los diagramas

de concordia (Fig. 3) y las gráficas de edades promedio (Fig. 5), se tienen 3 clústers

principales de circones con las siguientes edades: 1198±30 Ma, 102±19 Ma, 11.1±1.4 Ma y

0.89±0.45 Ma. Además, por la gráfica de densidad poblacional (Fig. 4) se observa que los

circones del clúster más joven son los más abundantes (27 circones), seguido por el clúster

del precámbrico y, finalmente, el clúster de 98 Ma.

Figura 3. Diagramas Wetherill Concordia para COL7. a) Muestras totales. b) Acercamiento hasta 500 Ma.

c) Agrupamiento de la mayoría de muestras, acercamiento hasta 23 Ma.

Page 12: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

11

Figura 4. Diagrama de densidad poblacional en COL7

Figura 5. Gráficas de edades promedio de la muestra COL7. a) cluster con edad 1198 Ma. b) cluster de 102

Ma. c) cluster de 0.89 Ma. d) cluster de 11Ma.

Page 13: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

12

5.1.2 COL 8

La muestra COL8 abarca los circones que van desde el C 145 hasta el C 230 en la tabla

anexada. Para esta muestra se obtuvieron 5 clústers (Fig. 8 y 9) con las siguientes edades:

362±33 Ma, 182±16 Ma, 102±11 Ma, 61.8±6.3 Ma y 1.15±0.86 Ma. Se observa que los picos

más importantes con respecto a la densidad poblacional están alrededor del clúster de 103

Ma, seguido por los clústers de 1 Ma, 182 Ma, 61 Ma y, finalmente, el de 362 Ma.

Figura 6. Diagramas Wetherill Concordia para COL8. a) Totalidad de las muestras. b) Acercamiento hasta

280 Ma. c) Acercamiento a 12 Ma

Page 14: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

13

Figura 7. Diagrama de densidad poblacional en COL8

Figura 8. Gráficas de edades promedio de la muestra COL8. a) cluster con edad 62 Ma. b) cluster de 102

Ma. c) cluster de 181 Ma. d) cluster de 362 Ma.

Page 15: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

14

Figura 9. Gráfica de edad promerdio para los circones más jovenes de la muestra COL8.

5.2 Petrografía

5.2.1 Muestra CC01

Roca porfirítica con matriz hipocristalina con cristales finos de plagioclasa y óxidos, la

matriz ocupa el 25% de la roca. Los fenocristales ocupan el 70% de la roca, de la cual el

20% son minerales máficos como biotita y anfíboles con la mayoría siendo alterados a

clorita (férrica). Su distribución QAPF es 10.6/9.5/79.9/0, por lo que se clasifica como

basalto andesítico

5.2.2 Muestra CC02

Roca porfirítica con textura hipocristalina que presenta fenocristales euhedrales de cuarzo,

plagioclasa (en su mayoría zonados) y máficos como biotita y anfíboles. Su matriz está

compuesta completamente por plagioclasa y algunos óxidos. Se observa cloritización en los

Page 16: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

15

minerales máficos. Por medio del diagrama QPAF y por conteo se clasifica como basalto

andesítico.

5.2.3 Muestra CC03

Roca metamórfica con foliación y textura granonematoblástica. La parte nematoblástica

corresponde al 65% de la roca y está compuesta completamente por anfíboles, algunos de

estos minerales presentan cloritización. La parte granoblástica corresponde al 35% de la roca

y su composición es mayoritariamente de calcita y un poco de cuarzo.

5.2.4 Muestra CC04

Roca fanerítica con textura holocristalina y tamaño de grano medio a grueso. Los

fenocristales tienen forma subhedral a euhedral. Su mineralogía principal es: cuarzo, biotita,

anfiboles y plagioclasa. A pesar de que se observan algunos cristales de plagioclasa bien

formados, la mayoría de estos están completamente sericitizados. Además, se observan

minerales secundarios como epidota y clorita (alterando micas). Por su composición, se

clasifica por el diagrama QAPF como tonalita.

Page 17: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

16

Figura 10. Secciones delgadas de las muestras: a) CC01 en nicoles cruzados mostrando pplagioclasa tanto

en la matriz como en fenocristales, biotitas euhedrales y cloritización de minerales máficos. b) circón zonado

en nicoles paralelos en CC01. c) CC02 en nicoles cruzados. Presencia biotita y mucha plagioclasa en la

matriz y en fenocristales zonados. d) C003 en nicoles cruzados muestra contacto entre zona de calcita y zona

de anfíboles. e) CC04 nicoles cruzados muestra sericitización en plagioclasas, biotitas con zonas cloritizadas

y cuarzo.

Page 18: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

17

6. Discusión

Los resultados de petrogafía muestran que los clastos ígneos que recoge el río, tanto los

volcánicos como los plutónicos, son principalmente de composición intermedia y pueden ser

asociados al arco volcánicos de la Cordillera Central. Además, se encuentran rocas

metamórficas correspondientes a anfibolitas que pueden ser asociadas al Complejo

Cajamarca. Por otro lado, los resultados del método U-Pb en los circones muestran edades

que van desde el Precámbrico hasta el Cuaternario.

La muestra COL7 presenta edades del Precámbrico (aprox. 1198 Ma; Fig. 5) en varios de los

circones que puden venir de la formación de Gneises y Anfibolitas de Tierradentro o pueden

haber sido arrastrados de fuentes precámbricas como el escudo guyanés por un río que fluyera

en sentido E-W como el proto-orinoco (Baumgartner et al., 2013).

Las siguientes edades registradas son edades del Jurásico Temprano y Medio (aprox. 181

Ma; Fig. 8) que se relacionan directamente con la intrusión del Batolito de Ibagué, los

circones con esta edad solo se observan en la muestra COL8 que en el mapa geológico (Fig.

2) se observa que encuentra encima del batolito.

Además, se registraron edades del Cretácico Temprano (aprox. 100 Ma; Fig. 8) en ambas

muestras y esta edad corresponde al mayor pico de densidad poblacional en la muestra COL8

sugiriendo que la fuente de esta debe estar cerca a la localización de la muestra o que hay

una alta tasa de erosión de esta fuente; sin embargo, la formación más cercana en el flanco

oriental de la Cordillera Central es el Stock de Mariquita, el cual se encuentra

aproximadamente a 100 Km al Noreste de la zona de estudio y fue datado por Leal-Mejía

(2011) con una edad de 93 Ma por el método U-Pb en circón; finalmente, el cuerpo más

grande e importate de la Cordillera Central con esta edad es el Batolito Antioqueño con una

edad U-Pb en circón de 95 Ma (Bustamante et al., 2017) y se encuentra a 200 Km al Norte

del lugar de recolección de las muestras. Por esto, se consideran tres hipótesis: la primera es

que la fuente real de estos circones haya sido completamente erosionada; la segunda se basa

en que la geología de la zona no está perfectamente cartografiada y que, en algunos casos, la

cartografía ha sido inferida por extrapolación de datos como es el caso de la formación de

Page 19: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

18

Gneises y Anfibolitas de Tierradentro (Nuñez, 2001); en este orden de ideas, puede haber

una fuente cerca no registrada como un evento volcánico o una pequeña intrusión; la tercera

es que la fuente sean las formaciones anteriormente mencionadas y que una fuente hídrica

haya erosionado, transportado y depositado estos sedimentos en sentido N-S.

Ahora bien, se registró un pico de edades importante a 62 Ma pero, un vez más, no se

encuentran formaciones cercanas con estas dataciones. Sobre el flanco oriental de la

Cordillera Central se encuentran aflorando varias formaciones con estas edades que se ubican

hacia el norte de la zona de estudio pero que no están en el patrón de drenaje del Río Coello,

las más importantes son las siguientes: el Batolito El Bosque y el Sotck de El Hatillo fueron

datados por Bustamente et al. (2017) por el método U-Pb en circón con resultados de 59 y

55 Ma respectivamente; más al norte, en el departamento de Antioquia, se encuentra el

Batolito de Sonsón, el cual tiene una edad U-Pb en circón de 64 Ma (Ordoñez-Carmona et

al., 2001.) y se considera una geoforma que está directamente asociada con el Batolito

Antioqueño (Londoño, 1998). Todas estas formaciones se consideran como posibles fuentes

sedimentarias. En un estudio anterior de Muños-Granados (2018) se dató el grupo

Gualanday, el cual corresponde a un grupo de formaciones sedimentarias y está ubicado en

el Valle del Magdalena al este de la zona de estudio de este proyecto. En Gualanday también

se reconoció un pico importante de edades en el Cretácico y su proveniencia se le asignó al

Batolito de Antioquia por relaciones geoquímicas y geocronológicas.

El conjunto de estos datos refuerza la hipótesis de que en el Cenozoico una fuente importante

de arrastre como el Río Magdalena pudo haber estado fluyedo de norte a sur erosionando las

formaciones que actualmente se encuentran en Antioquia y depositando sedimentos a lo largo

del Valle del Magdalena hacia el sur.

Las últimas edades registradas van del Plioceno al Holoceno y la fuente más probable de

estos circones son erupciones del Cerro Machín, del volcán del Tolima o del volcán del

Quindío.

Por otro lado, se observa que hay una diferencia considerable entre la densidad poblacional

de edades de las muestras COL7 y COL8 (Fig. 4 y 7) a pesar de que la distancia entre las

localizaciones de los depósitos no es mayor a 2 km. Inicialmente, se observa que los circones

Page 20: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

19

del Cuaternario y el Plioceno corresponden al pico de densidad más alto de la muestra COL7

y es concordante con el hecho de que el patrón de drenaje cruce en su mayoría depósitos

recientes de material volcánico; sin embargo, en la muestra COL8 disminuye

considerablamente la densidad poblacional de estos circones y edades que predominan son

las pertenecientes al Mesozoico. Adicionalmete, la densidad de circones del Precámbrico que

se presencian en la muestra COL7 se vuelve nula en la muestra COL8. Estos hechos nos

indican que los eventos de sedimentación en los distintos puntos del río son distintos.

Teniendo en cuenta que las muestras son sedimentos no consolidados en el río y que el límite

de sedimentación de ambas muestras es el cuaternario, se deduce que los cambios

topográficos o geológicos a grandes escalas de tiempo no son la razón a este problema.

Entonces, se propone que los cambios morfológicos del río a través del tiempo y las

diferencias en el proceso de sedimentación en las zonas del cauce del río pueden ser la razón

por la que se da una diferencia considerable en la densidad poblacional y los tipos de circón

(u otros sedimentos).

7. Conclusiones

El Río Coello tiene un registro geocronológico muy amplio que va desde el Precámbrico

hasta el Cuaternario. Las edades del Precámbrico se le puede atribuir a sedimentos

provenientes de la formación Gneisses y Anfibolitas de Tierradentro que aflora al norte de la

zona de estudio o a sedimentros del escudo guyanés que habrían sido transportados en sentido

E-W por una importante fuente hídrica como lo fue el proto-orinoco. Otras edades

importantes del Jurásico (180 Ma) y del Cuaternario (1 Ma) corresponden a formaciones y

depósitos ígneos autóctonos de la Cordillera Central como el Batolito de Ibagué y los flujos

volcánicos del arco magmático de la cordillera respectivamente, en especial del Volcán Cerro

Machín, Volcán del Tolima y del Volcán del Quindío.

Por otro lado, la edad de 100 Ma y de 62 Ma no puede corresponder a cuerpos cercanos que

están actualmente cartografiados; por lo tanto se da la hipótesis de que pueden provenir de

Page 21: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

20

fuentes “ghost” (fuentes que han sido completamente erosionadas), de formaciones que

actualmente no se encuentran cartografiadas. Sin embargo, la hipótesis que más coge fuerza

es que en el Cenozoico una fuente importante de arrastre como el Río Magdalena haya

erosionado formaciones como el Batolito de Antioquia, el Batolito de Sonsón, el Stock de

Mariquita, el Stock de El Hatillo o el Batolito El Bosque y haya despositado estos sedimentos

en todo el valle alrededor del Río en sentido N-S.

Otra conclusión importante en este proyecto es la heterogeneidad de sedimentos a lo largo

del Río Coello, pues los resultados muestran que en 2 km aproximadamente de recorrido en

el río se adquirieron dataciones de cirones completamente distintas. Por lo tanto, se concluye

que para el estudio de proveniencia y en general sedimentario en un río se deben estudiar

otros factores, como lo son la tipología, la morfología del río y sus cambios a lo largo del

tiempo.

Agradecimientos

Principalmente agradezco a Yamirka Rojas Agramonte, mi directora de tesis, quien fue un

pilar fundamental en la realización de este proyecto. También agradezo a Marcos García

Arias, co-asesor de este proyecto, ya que gracias a él se pudo recolectar los clastos rodados,

a Ivette Cucunubo por guiarme y ayudarme en todo el procesamiento de muestras y,

finalmente, a mi familia por el apoyo incondicional a lo largo de todo este proyecto y de la

carrera.

Page 22: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

21

8. Referencias

Barrero, D., & Vesga, C. J. (1976). Prospección geoquímica de la región de Hato Viejo, Rovira,

Tolima. INGEOMINAS, Infome 1702.

Baumgartner, P. O., Rojas-Agramonte, Y., Sandoval-Gutierrez, M., Urbani, F., García-Delgado, D.,

Garban, G., & Pérez Rodríguez, M. (2013). Late Jurassic breakup of the Proto-Caribbean and

circum-global circulation across Pangea. In EGU General Assembly Conference

Abstracts (Vol. 15, p. 13408).

Bayona, G., Cardona, A., Jaramillo, C., Mora, A., Montes, C., Valencia, V., Ayala, C., Montenegro,

O. & Ibañez-Mejia, M. (2012). Early Paleogene magmatism in the northern Andes: Insights

on the effects of Oceanic Plateau–continent convergence. Earth and Planetary Science

Letters, 331, 97-111.

Blanco-Quintero, I. F., García-Casco, A., Toro, L. M., Moreno, M., Ruiz, E. C., Vinasco, C. J., &

Morata, D. (2014). Late Jurassic terrane collision in the northwestern margin of Gondwana

(Cajamarca Complex, eastern flank of the Central Cordillera, Colombia). International

Geology Review, 56(15), 1852-1872.

Bustamante, C., Cardona, A., Bayona, G., Mora, A., Valencia, V., Gehrels, G., & Vervoort, J. (2010).

U-Pb LA-ICP-MS geochronology and regional correlation of Middle Jurassic intrusive rocks

from the Garzon Massif, Upper Magdalena Valley and Central Cordillera, southern

Colombia. Boletín de Geología, 32(2), 93-109.

Bustamante, C., Archanjo, C. J., Cardona, A., & Vervoort, J. D. (2016). Late Jurassic to Early

Cretaceous plutonism in the Colombian Andes: A record of long-term arc

maturity. Bulletin, 128(11-12), 1762-1779.

Bustamante, C., Cardona, A., Archanjo, C. J., Bayona, G., Lara, M., & Valencia, V. (2017).

Geochemistry and isotopic signatures of Paleogene plutonic and detrital rocks of the Northern

Andes of Colombia: A record of post-collisional arc magmatism. Lithos, 277, 199-209.

Page 23: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

22

Cherniak, D. J., & Watson, E. B. (2001). Pb diffusion in zircon. Chemical Geology, 172(1-2), 5-24.

Jackson, S. E., Pearson, N. J., Griffin,W. L., & Belousova, E. A. (2004). The application of laser

ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry to in situ u–pb zircon

geochronology. Chemical Geology, 211(1-2):47–69.

Leal-Mejía, H. (2011). Phanerozoic gold metallogeny in the Colombian Andes: A tectono-magmatic

approach (Doctoral dissertation).

Londoño, G., A.C. (1998). Geoformas asociadas al Batolito Antioqueño. GEOLOGIA

COLOMBIANA, 23, pgs 133- 143,5 Figs., 4 Tablas, Santafé de Bogota.

Mosquera, D., Núñez, A., & Vesga, C. J. (1982). Mapa geológico preliminar de la Plancha 244-

Ibagué. Escala 1:100000: Bogotá, INGEOMINAS.

Muñoz-Granados, M.D. (2018). U-Th-Pb Detrital Zircon Geochronology of the Gualanday Group

and its tectonic implications (Tesis de Pregrado). Universidad de los Andes, Bogotá.

Nelson, H. W. (1953). Contribución al conocimiento geológico de la región entre Prado, Dolores,

Alpujarra y Natagaima, en el Departamento del Tolima. Servicio Geológico Nacional.

Informe 904.

Nuñez, A., & Murillo, A. (1982). Geología y prospección geoquímica de las Planchas 244 Ibagué y

363 Ortega. INGEOMINAS, Informe.

Nuñez, A. (2001). Mapa Geológico del Departamento del Tolima: Memoria Explicativa.

INGEOMINAS, Informe.

Ordóñez-Carmona, O., Martins, P. M., & Angel, C. P. (2001). Consideraciones Geocronólogicas e

Isotópicas preliminares del Magmatismo Cretáceo–Paleoceno en el norte de la Cordillera

Central. In Proceedings of VIII Congresso Colombiano Geologica Memoir (5 pp.).

Restrepo, J., & Toussaint, J., (1982), Metamorfismos superpuestos en la Cordillera Central de

Colombia, in V Congreso Latino-Americano de Geología, Buenos Aires, Asociación

Geológica Argentina, p. 505–512.

Page 24: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

23

Rodríguez, G., Obando, G., Correa-Martínez, A., Zapata, G., Correa, T., Obando, M., Rincón, A., &

Zapata, J. P. (2017). Redefinición del bloque norte del Batolito de Ibagué con base en nuevos

datos de petrografía, litogeoquímica y geocronología U-Pb.

Sláma, J., Kosler, J., Condon, D. J., Crowley, J. L., Gerdes, A., Hanchar, J. M., Horstwood, M.,

Morris, G. A., Nasdala, L. & Norberg, N. (2008). Plesovice zircon — a new natural reference

material for u–pb and hf isotopic microanalysis. Chemical Geology, 249(1-2):1–35.

Thomas, W. A. (2011). Detrital-zircon geochronology and sedimentary

provenance. Lithosphere, 3(4), 304-308.

Villagómez, D., Spikings, R., Magna, T., Kammer, A., Winkler, W., & Beltrán, A. (2011).

Geochronology, geochemistry and tectonic evolution of the Western and Central cordilleras

of Colombia. Lithos, 125(3-4), 875-896.

Wiedenbeck, M., Hanchar, J. M., Peck,W. H., Sylvester, P., Valley, J., Whitehouse, M., Kronz, A.,

Morishita, Y., Nasdala, L., & Fiebig, J. (2004). Further characterization of the 91500 zircon

crystal. Geostandards and Geoanalytical Research, 28(1): 9–39.

Page 25: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

24

Anexos

Anexo A. Tabla de reducción de datos

Page 26: Geocronología U-Pb en Circón y Procedencia Detrítica en el

25