ANALISIS DE PETROGRAFIA Y MINERALES … TG_OmarMontenegro.pdf.pdf · Las secciones con posible contenido de feldespato potásico fueron teñidas con sodio cobaltinitro para su posterior

MONTENEGRO CASTILLO O. .

Universidad Nacional de Colombia Página 1

ANALISIS DE PETROGRAFIA Y MINERALES PESADOS DE LA SUCESIÓN PALEÓGENA EN EL SINCLINAL DE USME Y CONTRIBUCIONES A LA

EVOLUCION TECTÓNICA DEL ÁREA.

Omar Camilo Montenegro Castillo.1 Ph.D Nadejda Tchegliakova2

DIRECTOR 1 Universidad Nacional de Colombia, [email protected] 2 Universidad Nacional de Colombia, ORI, Oficina de Relaciones Internacionales.

RESUMEN

Con el objetivo de suministrar nuevos elementos para la identificación litológica en el sinclinal de Usme y evaluar los modelos tectónicos propuestos para la cordillera Oriental y Central, se realizó un análisis petrográfico y de minerales pesados, en las Formaciones Guaduas, Cacho, Bogotá, Regadera y Usme ya que se presentan drásticos cambios composicionales entre estas unidades. Los resultados permitieron identificar las composiciones de las áreas fuente de las rocas, así como indicar la distancia relativa de estas al sitio de depósito. Según la variación en la composición, se indica que el área fuente para las Formaciones Guaduas, Cacho y Bogotá difiere con respecto al área fuente para las formaciones Regadera y Usme, debido al alto contenido de cuarzo y reducción de líticos totales. En la parte media de la Formación Bogotá hay registros de procesos de magmatismo que afectaron el área fuente para la edad de depósito. Además, la madurez textural de las rocas junto con el contenido de intraclastos, líticos mecánicamente inestables y glauconita retrabajada sugieren un área de aporte cercana.

Palabras clave: Cordilleras Oriental y Central, Modelo tectónico, Paleógeno, Petrografía, Procedencia.

Analysis of petrography and heavy minerals of Usme syncline Paleogene section and its contribution to the tectonical evolution of the area.

ABSTRACT

With the goal to aim new elements to the litologic identification on the Usme syncline and evaluate old tectonical models for the Eastern and Central Cordilleras, a detailed petrography and study of heavy minerals was carried out, along the Guaduas, Cacho, Bogota, Regadera and Usme Formations. An significant compositional change was identified between those Formations. The provenance analysis in fluvial tropical sandstones may characterize both the composition and the distance of source area. According with the compositional change, the source area for the Guaduas, Cacho and Bogota Formations is not the same as for the Regadera and Usme Formations because of the high amount of Quartz and the reduction of mechanical unstable fragments. In the middle section of Bogota Formation exist the record of magmatic processes, which had an influence on the source area concerning the deposition time. The textural mature of the rocks, the mechanical unstable fragments as well as the reworking glauconite, suggest a near source area.

Key words: Eastern and Central Cordilleras, Tectonical models, Paleogene, Petrography, Provenance.



INTRODUCCION

Con el estudio sistemático de los procesos sedimentarios y composición de los sedimentos

en un área determinada se sugieren las posibles áreas fuente de dichos sedimentos y a la vez

se hace un aporte a la configuración paleogeográfica y el posible entorno tectónico para la

época de depositación. Para este estudio se realizó una revisión documental y se elaboró

una sección estratigráfica en el sinclinal de Usme (ARES- STRI, 2007), en donde fueron

tomadas diferentes muestras para petrografía y minerales pesados (Figura 1).

Figura 1. Ubicación de las secciones estratigráficas en la Quebradas Mochuelo, Buenavista (Sinclinal de Usme, Tomado de ARES-STRI, Reporte Interno) y dos pozos de la sección Rio Tinto. (STRI, 2006). La composición del área fuente de los sedimentos es la principal causa de las diferencias

composicionales entre estratos de la misma edad. Sin embargo el tiempo de residencia

temporal previo al enterramiento y las distancias que fueron transportados estos mismos



influyen en la composición final de la arenisca (Johnsson et.al 1991). Con el objetivo de

evaluar las diferencias composicionales, en este estudio analizaron muestras de 3 sitios

específicos; flanco occidental del sinclinal de Usme en la Quebrada El Mochuelo, parte

axial del sinclinal de Usme en la Quebrada Buenavista y en la sección Rio Tinto (Sinclinal

de Subachoque), de la parte inferior de la Formación Guaduas (ver figuras 1 y 2).

Figura 2. Columna estratigráfica generalizada de las secciones Quebrada El Mochuelo, Quebrada Buenavista en el Sinclinal de Usme y de los pozos T1 y T2.

ANTECEDENTES Los resultados de estudios petrográficos en areniscas sugieren una composición de

cuarzoareniscas para los niveles inferiores de la Formación Guaduas mientras que en los

superiores se clasifican como sublitoarenitas. (Sarmiento 1992). La baja cantidad de



líticos, tanto metamórficos como volcánicos, demuestra la influencia de la proto-Cordillera

Central (Calderón, 2007). La Formación Cacho presenta sublitoarenitas y litoarenitas de

grano medio. El cemento existente es de sobrecrecimiento y ferruginoso, y el aumento en el

contenido lítico con respecto a la infrayacente Formación Guaduas, indica un evento

orogénico del Cenozoico, condicionado a pulsos de levantamiento tanto de la misma

Cordillera Oriental como de proto-Cordillera Central (Calderón, 2007). Otros autores

sugieren específicamente, según datos litológicos y de transporte, al macizo de Quetame y

el Grupo Guadalupe como rocas fuente de los sedimentos para las Formaciones Cacho y

Bogotá expuestas en el Sinclinal de Usme (Hoorn, 1988). Teniendo en cuenta los

contenidos de fragmentos líticos como Chert, esquisto y cuarzo policristalino, sugiere una

erosión de niveles de chert en y rocas metamórficas, respectivamente. Además, las

direcciones de transporte de sedimentos reportadas para estas unidades indican una

dirección de flujo hacia el norte. Las formaciones Regadera y Usme tienen un alto

contenido de cuarzo por lo que sus áreas fuente fueron posiblemente el cratón (Acosta y

Beltrán, 1987; Hoorn, 1988).

Para el estudio se tuvo en cuenta la sección estratigráfica en el sinclinal de Usme cuyas

unidades aflorantes se describen brevemente a continuación (Fig 2.). El tope de la

Formación Guaduas (Unidad 1), es lodoso con algunas intercalaciones de areniscas liticas,

la Formación Cacho (Unidad 2) es arenosa y presenta en menor proporción lodolitas grises.

La Formación Bogotá, (Unidades 3, 4, 5 y 6) predominantemente lodosa presenta

intercalaciones de areniscas con una granulometría más gruesa hacia el tope y un

suministro de material volcánico (unidad 4). La Formación Regadera (Unidad 7) está

compuesta por areniscas macizas mientras que la Formación Usme (Unidad 8) presenta



hacia la base lodolitas grises y hacia el tope areniscas blancas de grano fino a grueso

(ARES-STRI, 2007).

METODOLOGIA

Para el análisis petrográfico y de minerales pesados se realizaron 54 secciones delgadas (44

secciones para petrografía y 10 montajes de grano para minerales pesados). Para las

secciones petrográficas se hizo un reconocimiento de fragmentos del armazón teniendo en

cuenta su origen extracuenca, intracuenca, volcánico sin-deposicional y material

intersticial (Tabla 1). Las secciones con posible contenido de feldespato potásico fueron

teñidas con sodio cobaltinitro para su posterior identificación. Posteriormente se realizó un

conteo de 300 puntos de armazón utilizando el método Gazzi-Dickinson para eliminar los

problemas de la variación de la composición por el tamaño de grano (Ingersoll et al., 1984).

El conteo se realizó teniendo en cuenta la fracción arenosa excluyendo láminas de lodolitas.

Los granos del armazón fueron agrupados en 3 grupos según su origen, no-carbonato

extracuenca (NCE), no-carbonato intracuenca (NCI) y carbonato intracuenca (CI) (sensu

Zuffa, 1980) (Tabla 1) (Figura 3). El cálculo modal para los triángulos QtFL y QmFLt

(Triangulos de Folk y Dickinson 1985) se incluyen las secciones con un armazón menor al

60%. El detalle del conteo para cada sección delgada se presenta en los Anexos 1a y 1b.

Para el análisis cuantitativo entre los fragmentos líticos se consideraron las muestras con

contenido líticos totales (Lt) mayor o igual a 20%, y fueron graficadas posteriormente en el

triángulo líticos sedimentarios totales (St), líticos volcánicos totales (Vt), líticos

metamórficos totales (Mt) (Figura 4). Con los resultados obtenidos en el cálculo modal se

realizó, un gráfico para agrupar características similares de fragmentos y así obtener las

petrofacies en toda la sección Paleógena.



Para los montajes de minerales pesados se identificaron los principales minerales

constituyentes y se realizó un conteo de 300 puntos incluyendo los minerales opacos

(Mange y Maurer 1992). Debido a la fragilidad mecánica de la biotita y a su potencial

sobre-estimación, se indicó su presencia pero no se incluye en el conteo. Con el conteo

elaborado se obtuvo el porcentaje de cada constituyente y se graficó para analizar las

diferencias entre sus constituyentes.

Figura 3. A. Triángulo de no-carbonato extracuenca (NCE), no-carbonato intracuenca (NCI) y carbonato intracuenca (CI) (sensu Zuffa, 1980). B. Triangulo de Folk et. al. para composición. C. Triangulo de Dickinson 1985, para procedencia.

Figura 4. Triangulo de líticos sedimentarios (St), Liticos volcánicos (Lv), Líticos metamórficos (Mt).



RESULTADOS

A continuación se presentan en la Tabla 1 los principales tipos de grano identificados para

este estudio, como fueron realizados los cálculos modales (Tabla 2), tipos de cristales

identificados para minerales pesados (Tabla 3), resultados en el conteo modal y de

minerales pesados (Tablas 4 y 5).

Textura Genesis Q CODIGO NOMBRE

Qpf Cuarzo policristalino foliado

Qpd Cuarzo policristalino de bordes difusos

Qps Cuarzo policristalino sedimentario

Qc Cuarzo Chert

Pl Plagioclasa

Fk Feldespato Potásico

Fi Feldespato indiferenciable

Ls Litico sedimentario

Lm Litico Metamorfico

Lv Litico Volcanico

Li Litico indiferenciados

MPMinerales Pesados

QmIn Cuarzo monocristalino intracuenca

PlIn Plagioclasa intracuenca

FkIn Feldespato Potásico Intracuenca

FiIn Feldespato indiferenciable i tLvIn

Litico Volcánico Intracuenca

Gl Glauconita

Ca Fragmentos de carbonato

Sid Siderita

CARB

ONATO

NO CARB

ONATO

E X T R A C U

E N

C A

Fragmentos de vidrio volcanico en ocasiones se observan feldespatos y/o plagioclasas en su interior. Tambien se tienen en cuenta solo los compuestos unicamente por la fraccion vitrea.

Granos de calcita sin ser parte de la matriz o cemento, se encuentran en algunas secciones por posibles procesos pedogeneticos.

Mineral de color verde en nicoles paralelos y en nicoles cruzados. Posible origen extracuenca o intracuenca.

Tamaño de grano limo grueso a arena muy fina dentro del fragmento homogéneo. En nicoles paralelos se alcanzan a diferenciar los granos de menor tamaño en el interior.

Sílice criptocristalina de textura bastante homogénea, en nicoles paralelos el grano posee material arcilloso.

Granos angulares y redondeados con meteorización parcial o completa en ocasiones con altos grados de sericitizacion.

Granos reconocibles por tincion de color amarillo, su cara no es limpia totalmente y en ocasiones presentan micas en la superficie.

COMPO

NEN

TES DEL ARM

AZO

N

Qm Cuarzo Monocristalino

Granos de siderita con halos de oxidación.

INTRACU

ENCA

O DE ORIGEN

VOLCANICO

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

Fragmentos euhedrales, en ocasiones angulares, se observan claramente maclados.

Granos de caras sucias (en ocasiones fracturados por la elaboración de la sección) con extinción ligera a muy ondulosa.Cristales alargados y orientados en una dirección preferencial (con cuña de cuarzo es más clara la orientación y la extinción intercalada).

Contactos suturados entre los cristales de cuarzo, dando una apariencia policristalina pero no se presenta orientación en dirección preferencial.

Granos difícilmente diferenciables por su grado de alteración o por estar parcialmente disueltos.

Granos con alto relieve y altos colores de interferencia.

Fragmentos de superficie gris oscuro, limpios.

Fragmentos grises, manchados con micas o serpentina.

DESCRIPCION

NO CARB

ONATO

Fragmentos con granos tamaño limo y arcilla, en ocasiones con micas diseminadas , en nicoles paralelos presentan una coloración opaca por arcillas en superficie. Algunos de estos fragmentos tienen minerales pesados en el interior.

Fragmentos tabulares con fabrica esquistosa‐grafitosa. Constituidos por Cuarzo orientado, micas y/o grafito. En nicoles paralelos se observa claramente el grafito.

Fragmentos de textura porfiritica en los que se distinguen cristales embebidos en matriz microcristalina, vidrio devitrificado.

Fragmentos inestables que por su alto grado de meteorización o tamaño resultan indiferenciables.

Tabla 1. Definición de los tipos de granos del armazón, teniendo en cuenta su origen extracuenca, intracuenca o de origen volcánico. Abreviaciones: NCE= No calcáreo extracuenca; NCI= No calcáreo intracuenca (incluye material volcánico), CI= Calcáreo intracuenca.



AbreviadoQt =Qm=Fk=L= (Ls+lm+lv+li)*100/(Qm+Qpf+Qps+Qpd+Qc+Pl+Fk+Fi+Ls+Lm+Lv+Li)Lt=

Mt= Vt= (Vt)*100/(Qpf+Qps+Qc+Ls+Lm+Lv+Li)

Calculo((Qm+Qpf+Qps+Qpd+Qc)*100/(Qm+Qpf+Qps+Qpd+Qc+Pl+Fk+Fi+Ls+lm+lv+li))

((Pl+Fk+Fi)*100)/(Qm+Qpf+Qps+Qpd+Qc+Pl+Fk+Fi+Ls+Lm+Lv+Li)((Qm)*100)/(Qm+Qpf+Qps+Qpd+Qc+Pl+Fk+Fi+ls+lm+lv+li)

(Qpf+Qpd+Qc+Ls+Lm+Lv+Li)*100/(Qm+Qpf+Qps+Qpd+Qc+Pl+Fk+Fi+Ls+Lm+Lv+Li)(Qpf+Lm)*100/(Qpf+Qps+Qc+Ls+Lm+Lv+Li)

Tabla 2. Calculo modal realizado para la interpretación de los triángulos.

Mineral Codigo Descripcion

Apatito Ap Cristales de alto relieve, Transparentes. Figuras euhedrales prismaticas, colores anomalos de interferencia

Circon ZrCristales de alto relieve, Euhedrales y redondeados. Colores anomalos de interferencia

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

Turmalina TrCristales prismaticos, pleocroismo café‐café claro, verde‐verde claro, azul‐azul claro. Altos colores de interferencia

Epidota EpCristales de alto relieve, color verde, altos colores de interferencia.

C/zoisita C/zCristales tabulares transparentes a grises, con clivaje, colores anomalos de interferencia.

Hematita Hm Cristales de color rojo. Isotropicos.

Talco TlCristales de bajo relieve, incoloro a amarillo. Colores grises de primer orden anomalos.

Granate Gr Cristal de alto relieve, incoloro. Isotropico.Biotita Bi Cristales euhedrales de color verde oscuro y café.

Hornblenda HnCristales prismaticos, pleocroismo verde‐verde claro. Colores anomalos de interferencia

Opacos Op Cristales opacos, en ocasiones euhedrales.

Tabla 3. Principales minerales pesados identificados en los montajes de grano.



Tabla 4. Resultados del conteo de puntos en porcentaje, en color naranja las rocas con líticos totales mayores o iguales al 20%.

Qm

Qpf

Qpd

Qps

Qc

PlFk

FiLs

LmLv

LiQm

QT

FL

LtSt

Vt

Mt

(P2)25

8,35

Med

ia31

894

,35,7

3,8

88,6

9,3

1,8

0,4

88,6

99,7

00,4

11,5

(P2)25

2,55

Med

ia31

694

,95,1

5,1

90,2

6,5

3,3

90,2

100

00

9,8

(P2)60

Gruesa

300

100

0,0

0,0

95,7

22,3

95,7

100

00

4,3

(P1)11

3,55

Med

ia30

010

00,0

0,0

95,6

3,7

0,7

95,6

100

00

4,4

(P1)84

,55

Gruesa

300

100

0,0

0,0

937

9310

00

07

(P1)22

,2Gruesa

348

86,2

13,8

3,2

79,3

3,3

107,4

79,3

92,6

07,4

20,7

84,1

0,0

15,9

(P1)11

,46

Med

io33

988

,511

,54,4

81,9

1,5

0,7

13,2

2,4

0,3

81,9

97,3

02,7

18,1

A96

,8Fino

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

08,9

22,3

96,0

4,0

A24

7,5

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

Med

io33

190

,69,4

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

Med

io40

574

,125

,90,0

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

Med

io35

484

,715

,30,0

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

Med

io38

378

,315

,95,7

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

Med

io38

478

,918

,83,1

49,8

0,4

170

1212

,46,4

2,1

49,8

79,2

020

,950

,378

,221

,8C5

01Fino

410

69,8

23,4

3,4

63,7

0,4

11,6

0,4

70,4

8,1

4,6

3,8

63,7

83,1

0,4

16,5

35,9

75,6

24,4

C540

Med

io40

377

,920

,94,2

43,7

013

,30,4

7,2

0,4

25,4

4,3

0,4

543

,764

,60,4

35,1

5687

,51,1

11,4

C588

,7Med

io37

282

,417

,61,1

52,6

0,4

176,7

0,4

1,5

12,6

4,4

1,1

3,3

52,6

76,7

1,9

21,4

45,5

76,6

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

3380

,619

,4C6

74,6

Fino

354

82,9

11,3

4,0

620,7

12,9

0,4

9,6

0,4

1,5

6,6

2,6

3,3

6285

,61,9

12,5

36,1

83,4

16,6

D84

0,2

Med

io54

355

,222

,722

,127

,410

,11,0

16,3

6,7

0,0

5,3

15,4

12,5

1,4

3,8

27,4

54,8

12,0

33,2

60,6

70,1

3,1

26,8

D92

8 *

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

D93

7 *

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

D10

05Fino

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

42,3

0,0

57,7

D10

84,7

Fino

515

58,3

19,4

22,3

27,7

0,0

5,4

6,5

19,0

6,5

0,0

4,9

13,6

10,9

3,3

2,2

27,7

58,7

11,4

29,9

60,9

73,5

6,1

20,4

E134

5,5

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

E158

4,5

Fino

511

58,7

38,2

3,1

45,0

0,0

9,4

0,0

13,1

0,0

0,0

3,1

15,6

12,5

1,3

0,0

45,0

67,5

3,1

29,4

51,9

67,6

2,9

29,4

E159

4,5

Med

io39

675

,819

,25,1

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

F176

5,5

Med

io39

875

,423

,11,5

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

F179

2,5

Med

io38

378

,321

,40,3

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

2087

,90,0

12,1

G18

37Med

io39

875

,424

,60,0

70,8

3,1

20,3

2,4

2,4

170

,894

,22,4

3,4

26,8

95,8

4,2

G18

44,2

Fino

348

86,2

10,3

3,4

772,5

18,8

1,7

77,0

98,3

0,0

1,7

2391

,78,3

G18

93,7

Med

io36

682

,016

,11,9

74,3

1,4

19,9

4,4

74,3

95,6

0,0

4,4

25,7

100,0

0,0

G19

02Muy Fina

412

72,8

20,4

6,8

86,5

0,3

0,3

11,8

10,3

86,5

98,9

0,0

1,3

13,7

G19

08Med

io37

879

,420

,10,5

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

G19

11Med

io36

881

,518

,50,0

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

G19

20Fino

367

81,7

5,4

12,5

79,8

0,3

2,1

1,5

123,2

1,1

79,8

95,7

04,3

20,2

92,3

7,7

G19

22,2

Fino

382

78,5

19,9

1,6

76,1

0,3

3,4

0,7

13,7

3,4

11,4

76,1

94,2

05,8

22,5

93,2

6,8

G19

38Fino

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

05,4

23,8

82,4

17,6

G19

45,5

Med

io37

979

,220

,10,8

73,5

4,6

1,6

117,9

1,4

73,5

90,7

09,3

26,5

93,6

6,4

G19

50Fino

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

G19

52,7

Med

io35

484

,715

,00,3

702,5

0,7

18,8

4,2

2,8

170

920

829

89,4

10,6

G19

54,5

Med

io34

188

,012

,00,0

768,6

11,6

2,7

1,1

7696

,20

3,8

2492

,97,1

G19

75,5

Med

io36

083

,316

,40,3

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

G19

78,7

Med

io36

981

,316

,02,7

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

G19

83Med

io38

877

,313

,79,0

75,9

0,7

6,2

113,4

1,4

1,4

75,9

93,8

0,0

6,2

22,7

87,3

12,7

G19

96,5

Fino

384

78,1

12,5

9,4

81,3

3,5

0,3

7,1

6,5

1,4

81,3

92,2

07,9

18,8

G20

10Med

io34

387

,57,3

5,2

72,7

9,9

9,2

6,1

2,1

72,7

91,8

08,2

27,3

87,9

12,1

US1

Fino

327

91,7

8,0

0,3

81,1

04

0,7

11,8

2,5

81,1

97,6

02,5

19US2

Med

io36

282

,90,6

16,6

83,9

0,7

6,5

0,3

6,2

1,7

0,7

83,9

97,6

02,4

16,1

CUARZ

O (%

)FELD

ESPA

TO(%

)LITICO

S(%)

CALCULO

MODAL

Triangulo Liticos T

MUESTR

ATA

MAÑO

GRA

NO

Num

ero

de

punt

os

%

Arm

azon

%

Mat

eria

l In

ters

tici

%

Poro

sida

d



Seccion Puntos Ap(%) 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

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

P= Presencia de Biotita. N/I = No identificado.

Tabla 5. Resultados del conteo de minerales pesados.

La ubicación de las muestras en el triangulo NCE, CI y NCI indica que los componentes de

las areniscas de las secciones de las formaciones Guaduas (Unidad 1), Cacho (Unidad 2) y

la Formación Bogotá (Unidad 4 parte inferior y Unidad 6), Formación Regadera (Unidad 7)

y Formación Usme (Unidad 8) son de origen extracuenca (Grupo 1, Fig, 5). En la parte

media de la Formación Bogotá (Unidad 4 parte superior y Unidad 5) hay un cambio a

arenitas híbridas con carbonato intracuenca (Grupo 2, Fig, 5) e intrarenitas no carbonato

intracuenca (Unidad 4 parte superior, Grupo 3, Fig 5).

En los triángulos QtFL se grafica la composición de cada sección delgada analizada, y se

presentan tendencias composicionales a lo largo de la sección estratigráfica, las cuales se

resumen a continuación. La Formación Guaduas en el Sinclinal de Usme se presenta como

sublitoarenitas mientras que en el sector de Subachoque presentan composiciones altamente

cuarzosas para la parte inferior y aumenta levemente el contenido de líticos al tope (Tabla

4). La Formación Cacho son cuarzoarenitas cambiando a sublitoarenitas hacia el tope

(figura 6 A). Las areniscas de la Formación Bogotá, la composición de las areniscas varia

de sublitoarenitas a litoarenitas y se presentan rocas de composición litoarenitas

feldespáticas en la unidad 4 (figuras 6C y 6E). En la Formación Regadera las areniscas se



presentan en su mayoría como cuarzoarenitas con leves variaciones a sublitoarenitas y las

dos secciones delgadas analizadas para la Formación Usme son de composición

cuarzoarenitas (Figura 6G).

Para los triángulos de procedencia (Figura 6 B, D, F, H), las areniscas de las formaciones

Guaduas y Cacho proceden de un orógeno de composición cuarzosa, mientras que las

areniscas de la parte inferior de la Formación Bogotá varían entre un orógeno de

composición de origen cuarzoso y de material reciclado. La parte media de la Formación

Bogotá presenta rocas cuya área fuente es de un arco disectado a origen transicional,

pasando de nuevo a procedencia de orógeno reciclado. El tope de la Formación Bogotá

presenta una variabilidad de orógeno reciclado a orógeno cuarzoso. Las areniscas de las

formaciones Regadera y Usme indican una procedencia de orógeno cuarzoso. La variación

de la fracción de fragmentos líticos indica un incremento del contenido de líticos

metamórficos hacia el tope de la unidad 5 (hacia el tope de la Formación Bogotá), mientras

los líticos de origen sedimentario dominan en las formaciones Guaduas, Cacho, base y tope

de la Formación Bogotá, Regadera y Usme. (ver anexo 1, detritos comunes).

Figura 5. Triangulo NCE, CI y NCI para todas las muestras analizadas.



Figura 6. A, C, E, G Triángulos de Composición, B, D, F, H Triángulos de Procedencia.



El triangulo de liticos St, Vt y Mt, indica la presencia de al menos 3 grupos de muestras. El

primer grupo muestra la afinidad de las Formaciones Guaduas, Cacho parte inferior de la

Formación Bogotá, Regadera y Usme a un material sedimentario, el segundo grupo muestra

el aumento de líticos metamórficos hacia la parte media de la Formación Bogotá (tope

Unidad 4 y unidad 5). El tercer grupo (2 secciones de la unidad 4) presenta líticos

volcánicos en cantidad considerable. Los dos últimos grupos sugieren afinidades con

materiales metamórficos y volcánicos.

Figura 7. Triangulo de líticos St, Vt y Mt, para inferir las afinidades del área fuente.

En la Figura 8 se ilustra la variación vertical de los principales componentes del armazón

con el objeto de establecer la asociación de algunos componentes detríticos (petrofacies) y

definir como varían verticalmente.

A continuación se hace una breve descripción de las 6 petrofacies definidas en este estudio:

Petrofacies 1: Corresponde a los pozos P2 y parte media de P1, Caracterizado por un alto

contenido de cuarzo monocristalino y una baja proporción de chert (0-5%), ausencia de

plagioclasas y feldespatos y baja proporción de líticos sedimentarios (0-5%).



Petrofacies 2: Corresponde al tope de la Formación Guaduas (Pozo 1 y Unidad 1) y a la

Formación Cacho (Unidad 2). Caracterizado por un alto contenido de chert (1%- 16%),

ausencia de feldespatos, presencia de líticos sedimentarios y metamórficos y una variable

abundancia de intraclastos silíceos (1%-21%).

Petrofacies 3: Esta petrofacies agrupa las areniscas de la unidad 3 y la parte inferior de la

unidad 4 de la Formación Bogotá. Estas areniscas se caracterizan por la disminución de

cuarzo chert (5%-8%), la aparición de plagioclasas (0%- 2%) y el aumento en los líticos

sedimentarios (5%-18%). Los intraclastos silíceos aumentan a la base de la unidad 4.

Petrofacies 4: Corresponde a la parte media de la Unidad 4 de la Formación Bogotá, y

corresponde a las rocas acumuladas o asociadas a procesos volcánicos (ARES-STRI, 2007).

El contenido de detríticos NCI varía entre 57%- 66%. Además, tienen un alto contenido de

líticos volcánicos intracuenca y la presencia de plagioclasas macladas.

Petrofacies 5: Corresponde a las rocas de la parte superior de la Formación Bogotá (Tope

Unidad 4 y Unidad 5). Son rocas con altos contenidos de detritos NCI (10%-30%), en

especial intraclastos silíceos y de carbonato. Los contenidos de cuarzo disminuyen (11%-

15%) y se presenta variedad de líticos sedimentarios, metamórficos y volcánicos.

Petrofacies 6: Las areniscas pertenecientes a estas petrofacies son el tope de la Formación

Bogotá (Unidad 6), Formación Regadera (Unidad 7) y Formación Usme. Estas rocas

presentan un aumento en el contenido de chert y los contenidos de líticos sedimentarios y

líticos metamórficos son constantes. La presencia de feldespato potásico es irregular en

estas unidades, mientras el contenido de plagioclasa es en la fracción traza.



Figura 8. Petrofacies de la sucesión paleógena en el sinclinal de Usme y fotografías de las secciones representativas de cada petrofacies.



MINERALES PESADOS

En general es posible identificar algunas variaciones significativas en el contenido de

minerales pesados que reflejan la madurez composicional de la roca y el aporte de fuentes

con características contrastantes. La Formación Cacho se caracteriza por la abundancia de

apatito de carácter anhedral desgastado, así como el contenido de opacos redondeados. La

característica de los primeros es semejante a los apatitos afectados por procesos de

disolución (Mange y Maurer, 1982).

Las principales variaciones composicionales dentro de la secuencia incluyen:

(1) la mayor abundancia de rutilo y turmalina en las rocas de mayor madurez

composicional, como lo son las Formaciones Cacho y Regadera;

(2) la hornblenda, biotita y una serie minerales opacos aparentemente euhedrales

(posiblemente ilmenita o magnetita), que son normalmente inestables, se presentan

asociados con las rocas con alto contenido de material volcánico, lo que sugiere una

relación entra ambas.

(3) es claro el incremento en el contenido de minerales del grupo de la epidota en la

Formación Bogotá (a partir de la muestra C540 de la unidad 3) disminuyendo nuevamente

en la Formación Regadera (valores del 5,8%);

(4) en la muestra D1005 de la Formación Bogotá fue identificado talco. Esta muestra

presenta igualmente un incremento significativo en los fragmentos de rocas metamórficas

(Figura 9), lo que sugiere una posible relación entre ambas. (ver Anexo 2, Principales

minerales pesados identificados).



Figura 9. Contenido de minerales pesados en las secciones analizadas, el valor porcentual incrementa a la izquierda.

DISCUSION

Las muestras de los pozos analizadas en el sector del Sinclinal de Subachoque de la parte

inferior de la Formación Guaduas tienen un alto contenido cuarzoso, lo que indicaría un

retrabajamiento de la cobertera cuarzosa de las áreas fuente. La composición del tope de la

Formación Guaduas en el sinclinal de Usme es similar a la reportada por Sarmiento (1992)

para el tope de esta misma unidad.

En el sinclinal de Usme la variación de la fracción de fragmentos líticos indica un

incremento del contenido de líticos metamórficos hacia el tope de la unidad 5 (hacia el tope

de la Formación Bogotá), mientras los líticos de origen sedimentario dominan en las

formaciones Guaduas, Cacho, base y tope de la Formación Bogotá, Regadera y Usme.

Entre el tope de la Formación Guaduas hasta la parte media de la Formación Bogotá

(Unidad 6), se sugiere un proceso de erosión de un área fuente con una cobertera

sedimentaria dominantemente cuarzosa que reposa sobre un basamento metamórfico de

bajo-medio grado (predominio de esquistos y filitas grafitosas). El aumento en los líticos

20%



metamórficos en relación a los sedimentarios, así como la aparición de plagioclasa

maclada sugiere que niveles más profundos del área de aporte estarían siendo levantados,

exhumados. Lo anterior explica el incremento de la fracción de líticos, en especial de

origen metamórfico, a medida que ascendemos estratigráficamente sin embargo no explica

la presencia de líticos metamórficos y cuarzo policristalino foliado desde el tope de la

Formación Guaduas.

Para la parte media de la Formación Bogotá (Unidad 4) se sugiere que el área fuente fue

afectada por un periodo de volcanismo, lo que explicaría el contenido de plagioclasas

macladas y un aumento de líticos volcánicos producto de la actividad magmática. Las

distancias de las áreas fuente para las formaciones Guaduas, Cacho y base de Bogotá son

cercanas debido a la baja madurez textural de la roca (i.e, contenido de material lodoso), la

presencia de fragmentos líticos e intraclastos lodosos. Además, se reporta la presencia de

presencia de glauconita retrabajada en la Unidad 3 de la Formación Bogotá, dinoflagelados

y polen del cretácico (ARES-STRI, 2007).

En el tope de la Formación Bogotá, y en las formaciones Regadera y Usme disminuyen los

líticos metamórficos y aumenta la fracción de detritos procedentes de rocas sedimentarias

(Ls, Qc). Por lo tanto deducimos que el área fuente expone una cobertera sedimentaria, y

por consiguiente esta área fuente difiere del área que suministro los sedimentos de las

formaciones Guaduas, Cacho y parte inferior de la Formación Bogotá lo anterior difiere

con la hipótesis de una sola área fuente para las formaciones Cacho y Bogotá (Hoorn 1988).



CONCLUSIONES

Las áreas fuente para las formaciones Guaduas, Cacho y Bogotá difieren de las áreas fuente

de las Formaciones Regadera y Usme, debido al alto contenido de cuarzo y reducción de

líticos totales. La presencia de material de origen metamórfico (Lm, Qpf) desde la base de

las sección permite sugerir un posible retrabajamiento de las facies conglomeratica

sinorogénicas procedentes de la Cordillera Central y acumuladas en lo que actualmente

corresponde al cinturón de deformación del flanco Oeste de la Cordillera Oriental. La

relativa cercanía del área fuente se soporta por la presencia de glauconita retrabajada

presencia de fragmentos inestables como feldespatos biotita y hornblenda. Existe un

aporte magmático Paleógeno relativamente contemporáneo con la sedimentación que

tentativamente se relaciona a un arco de esta edad, formado en la margen continental.

Las características de los minerales pesados reflejan el paso de una fuente madura donde

predominan especies estables (circón, rutilo, apatito y turmalina), a un material inestable,

caracterizado por minerales del grupo de la epidota, anfíbol y biotita, hasta regresar a

especies de minerales estables. El anfíbol en conjunto con la biotita estarían relacionados

con aporte magmático, probablemente plutónico

AGRADECIMIENTOS

En memoria de Jorge Montenegro Delgado, abuelo y ejemplo de vida. A mis Padres y a la familia Bechem en Alemania (das nennt man Schicksal!) por su incondicional apoyo y enseñanzas. A Germán Bayona de la Corporación Geológica Regional ARES y Agustín Cardona por sus aportes y enseñanzas. A la Asociación Colombiana de Geólogos y Geofísicos del Petróleo (ACGGP)- Fondo Corrigan- ARES y al Instituto Smithsoniano para Investigaciones Tropicales por sus aportes económicos para la consecución del proyecto. A Ingeominas por el préstamo de equipos para el conteo, al Instituto Colombiano de Petróleo (ICP) por la tinción de las secciones y elaboración de algunas de ellas, al laboratorio GMAS por la facilitación de equipos. A los Geólogos Albeiro Lopez, Sara Morón, Felipe Lamus.



REFERENCIAS

ACOSTA, J. & BELTRÁN, W., (1987), Estratigrafía de la Formación Regadera en el flanco occidental del sinclinal de Usme (Trabajo de Grado). 81p. Universidad Nacional de Colombia. Departamento de Geociencias.

CALDERÓN, J. (2007), Sedimentología, proveniencia y diagénesis en el área de Samacá. Formación Cacho y Guaduas (Trabajo de Grado). 20p. Universidad Nacional de Colombia. Departamento de Geociencias, Bogotá.

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

HOORN C. Kaandorp, M. Roele, J. (1987) Tertiary sediments of the Usme Valley, Colombia: A palynological and stratigraphical approach. University of Amsterdam. pp. 1-15.

HOORN C. (1988): Quebrada del Mochuelo, type locality of the Bogotá formation: a sedimentological, petrographical and palynological study. University of Amsterdam. pp. 1-22.

INGERSOLL, R. V., BULLARD, T. F., FORD, R. L., GRIMM, J. P., PICKLE, J. D., AND SARES, S. W., (1984), The effect of grain size on detrital modes: A test of the Gazzi-Dickinson point-counting method: Journal of Sedimentary Petrology, v. 54, p. 103-116.

JARAMILLO, L., ROA, E., & TORRES, M. (1993). Relaciones estratigráficas entre las unidades arenosas del paleógeno del piedemonte Llanero y la Parte Media de la Cordillera Oriental. Tesis de Grado número 335 Universidad Nacional de Colombia.

MANGE, A. M., MAURER, W. H. (1992). Heavy minerals in colour. Chapman and Hall. p. 11-28.

SARMIENTO, G., (1992). Estratigrafía y Medio de Depósito de la Formación Guaduas: Boletín Geológico Ingeominas., v. 32, no. 1-3, p. 3-44.

VAN DER HAMMEN, T. (1957) Estratigrafía palinológica de la Sabana de Bogotá. Boletín de Geología del Ingeominas. Volumen V Numero 2. 187-203p.

ZUFFA, G.G. (1980). Hybrid Arenites: Their composition and classification. Journal of Sedimentary Petrology, v. 50, No, 1, p. 21-29.

Documents

ANALISIS DE PETROGRAFIA Y MINERALES … TG_OmarMontenegro.pdf.pdf · Las secciones con posible contenido de feldespato potásico fueron teñidas con sodio cobaltinitro para su posterior