Estructuras y Deformaciones del Borde Oriental del Macizo de

I GeologIa Colombiana 21,1996

Estructuras y Deformaciones del Borde Orientaldel Macizo de Floresta

ANDREAS KAMMERDepartamento de Geociencias, Universidad Nacional de Colombia, Apartado 14490, Bogota, Colombia

KAMMER, A. (1996): Estructuras y Deformaciones del Borde Oriental del Macizo de Floresta.- GeologIa Colombian a No. 21, p. 65-80, 9 Figs., 1 Tabla, Santa Fe de Bogota.

Palabras Claves: Macizo de Floresta, Cordillera Oriental

RESUMEN

En el area comprendida entre Pazde RIOy Corralesse cartografi6 un relevo de dos fallas mayores que sedenominan fallas de Soapaga y Corrales en estetrabajoy las cuales se caracterizan cada una por un estiloestructural muy particular. Lascapas del bloqueyacentede la Falla de Soapaga buzan moderadamente haciaesta ultima, definiendo una cuna sedimentarla. En elbloque colgante, las capas asumen un buzamientohacia el interior del Macizo de Floresta, debido a lapresencia de un slnclinal marginal. La Falla deCorrales,en cambio, se desarrolla a partir de una flexion delflanco oriental del Macizo de Floresta. EI plegamientode este flanco condujo probablemente a un despeguede la cobertera al frente del macizo, que se amortiguoen un pequeno anticlinorio. Este anticlinorio estaseparado por bloques 0 meses poco deformados delflanco Interno del Alto de Pisba que esta afectado porpliegues abiertos.

ABSTRACT

The eastern border of the Floresta Massif Is affectedby two major reverse faults which relieve each other inthe area of the present study. Each fault is caracterizedby a proper structural style. The strata around thenortherly Paz de Rio fault display "reverse - drag"relations, as the sediments of the footwall block defineamajor wedge againstthefault, and as the hangingwallblock is affected by a marginal syncline. The southerlyCorrales fault, however, relates to a bending andinversion of the massif's eastern flank, withoutresembling a typical drape-induced detachment,however. Folding of this eastern flank producedprobably some excess length of the sedimentary coverwhich was consumed within a small anticlinorium tothe east of the massif. This anticlinorium is separatedfurther east by faulted blocks or mesas from a moreinternal, folded zone of the Pisba high.

1.INTRODUCCION

Las fallas son estructuras que, por escapar a laobservaci6n directa, deben analizarse en un contextoestructural amplio. En la Cordillera Oriental, las fall asinversas se caracterizan por una segmentaci6n longitudinalde decenas de kil6metros y sus expresiones estructuralesse manifiestan por la presencia de sinclinales marginalesen los bloques levantados y un basculamiento del bloqueyacente hacia el bloque levantado. Esta disposici6n separece a las estructuras producidas alrededor de fallas enmedios elastlcos y ha side caracterizado para fallas normalescomo "arrastre inverso" (HAMBLIN1965). Levantamientoscartoqrancos en las terminaciones de las fall as de Suarez,Servita y Boyaca rnuestran, que estas estructuras dan pasoa flexuras sencillas dentro de distancias relativamentecortas. Estas situaciones se prestan para dos conclusiones:1) deben hacerse correlaciones estructurales por medio delos antiformes 0altos estructurales de la Cordillera Oriental,y no por las fallas; y 2), estas fallas deberfan ser pianos dealto angulo.

Fallas que no caben en el esquema esbozado 0 sediferencian porestructuras mas intrincadas, se encuentranal borde oriental del Macizo de Floresta. EIdocumento basepara la revisi6n de estas estructuras es una compilaci6ncartoqrafica a escala 1:10'000, que ha side condensada enla Fig.2 y que el autor tuvo la oportunidad de completardurante varios campos de cartograffa, durante la direcci6nde un trabajo de grade (CARDOZO& ZUNIGA1995) Y laejecuci6n de un proyecto de investigaci6n, sumandose untotal de 32 dfas de campo. Lejos de dar resultados definitivos,pretendemos a continuaci6n presentar nuestros hallazgosy conclusiones, y asf sentar una base de discusi6n paratrabajos futuros.

Por su interss econ6mico, su hermoso paisaje y susbuenos afloramientos, la regi6n ha atraido a diferentesge610gos, entre los cuales CEDIEL(1969), REYES& REYES(1969), REYES(1984) Y CARDOZO& ZUNIGA(1992) contri-buyeron a su levantamiento cartoqranco y a su comprensi6n

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Kammer: Borde Oriental del Macizo de Floresta

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I""~VI Co ccs r o j o s del Jurosico 1°0°04 Creloceolnferior

~1',,~ cr ere e e e Superior y PolfoQeno L>.:: :.:,1 NeoQeno

Fig. 1.Mepllde ublcecl6n del ... de .studlo. MS: Msclzo de Santander; MO: Maclzo de Onzaga-Mogobt8;MF: Maclzo de Floresta; MC: Meclzo del Nevado del Cocuyj AP: Alto de Pisbaj SB: Sinclinal de Bet6ltlva.

estructural.

2. UBICACION ESTRUCTURAL DE LA REGION

Una primera aproximaci6n ala situaci6n estructural de laregi6n la da el esquema de la Fig.1 , la cual ubica las fallasdel borde oriental del Macizo de Floresta y un sinclinal quesepara el Macizo de Floresta en su costado occidental delAlto de Pisba en su costado oriental y al que nos referimoscomo Sinclinal de Beteitiva en este trabajo. La figurarecalca dos rasgos mas: 1) La regi6n se ubica en el brazomeridional del arco dominado por el Macizo del Cocuy, y 2),el Sinclinal de Beteitiva se caracteriza por una asimetrianotoria que se manifiesta por una posici6n invertida 0 unaausencia completa de su flanco occidental y que indica unavergencia hacia el E. Esta vergencia se manifiesta tambien

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en los altos estructurales circundantes y tiene su mayorexpresi6n en el arco del Cocuy. En modelos que se basanen sistemas de fallas interconectadas, esta vergencia haside tomada como criterio para inferir un transporte tect6nicogeneral hacia el W (COLLETIAet al. 1990; DENGO& COVEY1993; COOPERet al. 1995).

3. UNIDADES L1TOLOGICAS

EI basamento metam6rfico consta de filitas conprorfiroblastos de cordierita (?), esquistos c1oriticos y neisesmigmatiticos, y muestra una foliaci6n sub-vertical en elborde oriental del Macizo de Floresta. Este basamento estarecubierto por las arenitas cuarzosas de la Formaci6nTibet, las Iimolitas de la Formaci6n Floresta y las capasrojas de la Formaci6n Cuche. Esta secuencia abarca el

� Fm. Conctntrocion. .!TP'I Fm. Picacho

Fm.Socho SUPfriorFm. Socho Inferior

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--+- SincJinol

10

Fig. 2.M.p.geoI6glco del are. de estudlo.

Devonianoy, eventualmente, el CarbonianoInferior (MOJICA& VILLARROEL1984). Losespesores de estas tres formaciones estansujetos a variaciones locales: La FormacionTibet no se presenta del todo en el flancooriental del Macizo de Floresta y la FormacionCuche aumenta su espesor de 350m en latermlnacion meridional del macizo (MOJICA& VILLARROEL1984) a 3500m en el corte delRio Soapaga (perfil A, Fig.3).

Separado por una discordanciaangular, este conjunto paleozoico estaseguido por una unidad de capas rajasque se ha correlacionado tradicional-mente con la Formaclon Giron (CEDIEL1969). En el area de sstudlo consta desedimentos aluviales y contiene unconglomerado basal conspicuo. Suespesor variable (200m a 500m) y elcontacto tajante con los sedimentos del

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Cretaceo Inferior apuntan otravez hacia un contacto discor-dante en el tope de esta unidad.Muestra, ademas, intercala-ciones tobaceas y manifesta-ciones de una actividad igneaaclda. Estas caracteristicascuestionan su correlaclon conla Formacion Giron, que carecede depositos piroclasticos yexhibe facies transicionaleshacia los sedimentos clastlcosdel Cretaceo basal (CEDIEL1968; WARD et al. 1973). Apesar de estas dudas, nosreferiremos a esta unidad comoFormacion "Giron", las comillasexpresando el caracter provi-sional de esta asiqnacion,

La columna cretacea yterciaria (BOTERO 1950) secaracteriza por una altemanciade formaciones incompetentesy competentes, las ultimasdiferenciadas por un tonesombreado en los perfiles de laFig. 3. Sus espesores sonvariables y tienden a aumentarhacia el E del area de estudio,hecho que se confirrno enparticular para el miembrosuperior de la FormacionErmitano 0 la "Arenisca Tiema".En los perfiles se utilizaronespesores variables, tal comose obtuvieron a partir de lasproyecciones del mapa base alos pianos de perfil. Para elTerciario contamos con unosdatos de subsuelo de unacamparia de exploracion decarbones en la parte septen-trional del area de estudio(ARDILA& CUBIDES1985).

4. ESTRUCTURAS DELBORDE ORIENTAL DELMACIZO DE FLORESTA

Las fallas del borde orientaldel Macizo de Floresta sepresentan en diferentes trazos,

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que podemos situar con respecto al elemento estructuralmas continuo del area, el Sinclinal de Beteitiva, Este sinclinalesta limitado por dos fall as inversas contra el Macizo deFloresta, la Falla de Soapaga al Ny la Falla de Corrales alS (Fig.2). EI relevo de estas dos fallas se produce al W deBeteitlva y coincide, significativamente, con un cambio enla organizaci6n intema del sinclinal mismo. En esta zona detransici6n el Sinclinal de Beteitiva muestra su flanco invertidocompleto, aunque bastante adelgazado, mientras que hacialas dos fallas mencionadas el sinclinal pierde su flancooccidental y se degenera a una curia 0 una simpleimbricaci6n.

Dos fa lias inverses adicionales pertenecen, por levantarbloques occidentales, al borde oriental del Macizo deFloresta. Afectan el flanco occidental del sinclinal de Beteitivay se denominaran en este informe Falla de Paz de Rfo yFalla del Cerro Culata (Fig.2).

La Falla de Soapaga: Aparte de la transformaci6n delSinclinal de Beteitiva a una simple cui'ia, el elementodistintivo de la Falla de Soapaga se encuentra en el bloquelevantado en forma de un sinclinal estrecho que, en sucostado oriental y formando el propio techo de la falla, est alimitado por una lamina 0 un bloque delgado de basamentometam6rfico. Este sinclinal se manifiesla porprimera vez alNW de Beteitiva en la Formaci6n "Gir6n" por una zonadelgada de un buzamiento opuesto al de la pendienteestructural del bloque levantado. En esla area se encontrarontam bien los primeros lentes de esquistos clorfticos, quecomponen aqul el basamento (Fig. 3, perfil C). Esle sinclinalse ensancha hacia el N, en donde, a juzgar por losbuzamientos mas acenluados, adquiere lambien una mayoramplitud. En el corte del Rfo Soapaga esta eslructura aflorasobre un desnivel de 300m. Aquf se pone en evidencia laorientaci6n vertical de su plano axial. Conforme a estaactitud, se observa en la zona de la bisagra del sinclinal unc1ivaje que, local mente, hasta define la anisotropfa principalen las capas rojas de la Formaci6n "Gir6n" y representa unc1ivaje de plano axial.

La estructura intema de este sinclinal se deduce en elcorte del Rfo Soapaga por medio del conglomerado basalde la Formaci6n "Gir6n". Este conglomerado estaplenamente desarrollado en el flanco occidental, se truncasin embargo en un anquto Iigeramente oblicuo contra elbloque de basamento metam6rfico que forma la partecolgante de la Falla de Soapaga (Fig. 3, perfil A). De hecho,este truncamiento se debe a una falla normal de una actitudmuy inclinada que, en combinaci6n con la Falla de Soapaga,facilit6 la protrusi6n de la lamina 0 del bloque marginal delMacizo de Floresta. La alta inclinaci6n de esta fall a normalexcluye tarnblen un buzamiento moderado de la Falla de

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Soapaga.

Otro rasgo clave para el analisls de este sinclinal marginales la discordancia angular entre la Formaci6n "Gir6n" y lasunidades paleozoicas infrayacentes que, aunque inaccesibleala observaci6n directa, se evidencia en la secci6n del RfoSoapaga por la oblicuidad de la proyecci6n de la base de laFormaci6n "Gir6n" con las pendientes estructurales de laFormaci6n Cuche. Observese, sin embargo, que la extensi6nde la Formaci6n "Gir6n" en el flanco occidental del sinclinalno ofrece un suficiente espacio para cortar el espesor totalde la Formaci6n Cuche, aun suponiendo una discordanciaangular de 90°. Estas relaciones geometricas por sf solasya presuponen la existencia de una falla normal.

EI unlco horizonte gufa, que permite estimar eldesplazamiento de la falla normal, es la Formaci6n Floresta.De forma arbitraria tratamos de minimizar estedesplazamiento, suavizando el buzamiento de los estratosde las formaciones dev6nicas y asumiendo unadelgazamiento gradual de las capas rojas de la Formaci6nCuche hacia la Falla de Soapaga (Fig. 3, perfil A). Pero aunlomando en cuenta estas suposiciones, la falla normaldeberfa haber desplazado la Formaci6n Floresta en 1500m.Debido al espesor desconocido de las formacionespaleozoicas, no es posible estimar el desplazamiento de laFalla de Soapaga.

Para el plano de la Falla de Soapaga se midieronbuzamientos de 60° a subverticales. Se encuentran instruc-tivos afloramientos de esta falla a 10 largo de un carreteableque atraviesa la Quebrada Colacote, en donde las unidadesarenosas de las Formaciones Socha Inferior y Picacho delflanco invertido del sinclinal de Beteltiva se reclinan contrala falla, para ser cortadas por esta ultima (Fig. 2). Entre lasunidades truncadas y los esquistos c1orfticos del basamentose presentaun "melange" tect6nico, constituido por lodolitasde la Formaci6n Guaduas, que contiene fragmentos ex6ticosde calizas cataclasticas, cuya procedencia deberfa ser dela Formaci6n Tibasosa. Los esquistos mismos estantransform ados a 10 largo de pianos de movimiento aultracataclastitas; hasta la fecha no se han terminado lassecciones delgadas correspondientes en ellaboratorio delDepartamento.

Los datos estructurales de lado y lade de la falla definenun rumbo uniforme de N400E, de acuerdo al curso rectilfneode la falla al S de Paz de Rfo (Fig. 4f, 9 Y h).

La Falla de COrrales: EI relevo de las dos fallas inversasse produce al W de Beteitlva en el mayor receso delcontacto entre basa-mento pre-cretaceo y su cobertera. Deahf hacia el S, el patr6n estructural del borde oriental del

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A= 0.628 km2Al=480m.Zo.1300m<to "'S·POro Z; 1.500m

F16.3

Fig. 3. Cortes geoI6gleo •• Su ublcecl6n eatj trauda en la Fig. 2.Sfmbolos utlllzados en los caleulos de despegue: A • Area de exceso porenelma de un nlvel de referenelaj AL • Acortamlentoj Zo • Profundldad dedespegue sin eizallaj z- Profundidad de despegue con cizallaj 'I' -Angulo de.cizalla.

Macizo de Florestacambia consis-tentemente con respecto a lossiguientes aspectos (Figs. 2 y 3): 1)Las capas se ensanchan

considerablemente, el cambio masdrastlco siendo registrado por laFormaci6n Une; 2) el contactoentre el basamento metam6rfico y

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su cobertera, asi como las unidades delCretaceo Inferior, asumen posicionessubverticales e invertidas; y 3), el contactoprograda desde el receso de Beteitiva otravez hacia el E. Este ultimo punta parece serla consecuencia de los puntos 1) Y2): Con laaparici6n de la falla se produce un cambio enel mecanismo de deformaci6n de plegamientopor alargamiento intemo de las capas a unplegamiento acornpatiado por un fallamientoinverso, con direcci6n de transporte hacia elE. La vergencia acentuada se refleja en laposici6n invertida del flanco oriental del Macizode Floresta. Estas relaciones entreplegamiento y fallamiento tienen mucho encomun con las relaciones estructurales dealgunos bloques de basamento del antepafsde las Montanas Rocosas, como documen-tado por ejemplo por BERG(1962; ct. su fig.6),quien acuM para estas situaciones el termmode" fold - thrust uplift". La falla misma, porlevantar un bloque de basamento, que ajuzgar por la poca deformaci6n de lossedimentos, es relativamente rfgido, tiene lascaracterfsticas de una falla de arrastre 0

"drape fault". Sequn este esquema, esprobable que los sedimentos del bloqueyacente no terminen en forma de curia (0 en"arrastre inverse"). sino que se enderecen atraves de un sinclinal, antes de truncarsecontra la falla.

EI componente horizontal de estetransporte por plegamiento y fallamientopodrfa corresponder al avance de la falla endirecci6n SE desde su inicio (es decir desdeel receso al E de Beteitiva) hasta el punta desu pleno desarrollo, en donde se ha consumidopor completo el flanco occidental del Sinclinalde Beteitiva. Esta distancia proyectada alplano de perfil suma 1.7km. Es claro que esteargumento se basa en una visionextremadamente cilfndrica del Macizo.Siguiendo estos argumentos se puedetam bien estimar una lncllnacion promedia delflanco fallado, proyectando el eje del sinclinaldeun horizonte de referencia desde el recesode Beteitlva a los pianos de los perfiles DoE(Fig. 3) Y uniendo este punta con elafloramiento de este horizonte en la superficie.Tomando la base de la Forrnacion Une comohorizonte de referencia, se obtiene unainclinaci6n de 70°. Ahora bien, para producirse

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a)

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O.Buntla, sector S

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Villa Franca - O.Colacote

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Rio Minas, J

un desplazamiento a 10 largo de la Falla deCorrales y tomando en cuenta esta inclinaci6npromedia de 70°, las capas deberfan tener unbuzamiento mayory la falla un buzamiento menorde estos 70°, como 10muestran los perfiles DyEde la Fig.3.

Un rasgo estructural, que hasta ahora harecibido poca atenci6n, caracteriza el estiloestructural del bloque colgante de la Falla deCorrales. Se expresa en la vista del mapa comoplegamiento abierto con un eje de pliegueaparente vertical, que consiste de arcosrelativamente amplios, separados por recesosagudos menores. EI mapa de la Fig.2 alcanza ai1ustrartres de estos recesos menores, separadospordistancias de 2.6 km a 3.2 km, que coinciden,cada uno, con un drenaje transversal al eje delMacizo de Floresta. Parece significativo que estearqueamiento se manifiesta en donde elabombamiento del Macizo de Floresta define unaestructura apretada y que esta ausente a 10 largode la Falla de Soapaga. Estos plegamientosaxiales, que producen estructuras parecidas aoroclinas, se han producido en cajas dedeformaci6n y se forman en la direcci6n de menorconstrerilrnlento durante deformacionescompresivas (MULUGETA & KOYI 1987).

Para i1ustrar el efecto de este arqueo secompilaron en las Figs. 4b) a e) mediciones deestratificaci6n y de lineaciones de intersecci6n 0

de alargamiento para sectores al N y al S de losrecesos de las quebradas Buntfa y Otengs. Loscam bios de rumbo, dados por estos datosestructurales, coinciden visiblemente con losIfmites cartografiados, demostrando que que estearqueo se debe a un plegamiento "ductil" (esdecir a una deformaci6n continua hasta la escalamesosc6pica) del Macizo de Floresta.

La Falla de Corrales se presenta enafloramientos excelentes al N de la QuebradaManglar, en donde separa las lutitas de la

Fig. 4. Compilaciones de datos estructurales en laproyecci6n estereografica de igual area,hernisferio inferior. Los puntas representsn polosde planas de estratificaci6nj los asteriscosrepresentan lineaclones. Para cada poblaci6n seIndica un clrculo mayor de mejor ajuste.

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Geologfa Colombiana 21, 1996

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Q.Manglar, falla entre las fmes Concentraci6n y Picacho

Fig. 5. Detoaatructur .... (Fig. 5tI) YvI_ horizontal (Fig. 5b)de un lIftoramlento de .. Falla de Co".'" al n0rt8 de la Quebrlld8Manglar. La proyeccl6n eate~r'f1ca ea de Igual erea (hemlsferlo Inferior) y muestra los pianos de falla y sus estrfas (f1echaasobre ios pianos; la flecha Indica el sentldo de desplazamiento del bloque colgante) de este afloramiento.

Formaci6n Chipaque de areniscas cuarzosas de laFormaci6n Concentraci6n. Las areniscas estan en unaposici6n normal, ya que el flanco invertido del sinclinal deBeteitiva se trunca mas al N. En el contacto las areniscasestan afectadas por bandas cataclasticas que son paralelasa la falla y solamente a traves de una inspecci6n detenidaes posible determinar que la estratificaci6n asume, alacercarse al plano de falla, una posici6n bastante oblicuacon respecto a este ultimo (Fig, 5b). Sobre el plano de fallalos estratos han dado lugar a escalones, que son paralelosa las estrias del plano de falla y que se midieron comoindicadores de movimiento. Estas direcciones cabecean enla direcci6n de buzamiento de la fall a y son por 10tanto detipo "dip - slip", como se i1ustra en la Fig, Sa.

Las fallas de Paz de Bfo v del cerro Cutata: Las fallas dePaz de Rio y del Cerro Culatas son fallas de desplazamientosmenores y se presentan, en la vista de los cortes, en unarreglo escalonado con las fall as de Soapaga y Corrales.Ambas fallas elevan un bloque que constituye a la vez elflanco oriental del sinclinal de Beteitiva. La Falla de Paz deRio desvia su rumbo en una direcci6n mas nororiental deleje del Macizo de Floresta, dejando asi un espacio para elensanchamiento del sinclinal de Beteitiva en el N del area

de estudio (Fig. 2). AI igual que la Falla de Soapaga, estafalla esta bordeada por un sinclinal marginal y, por nopresentarse en ningun afloramiento, este sinclinal es laevidencia principal de su existencia. Las capas del bloqueyacente buzan hacia la falla. Una fall a satelite menor seubica al E del Municipio de Soapaga y muestra, de maneramucho mas incipiente, las mismas caracteristicasestructurales.

Las capas que forman el sinclinal del bloque colgante dela Falla de Paz de Rio estan afectadas por un plegamientomenory comparten a traves de esta deformaci6n compresivauna caracteristico en comun con las capas rojas de laFormaci6n "Gir6n" en la zona de bisagra del Sinclinal deSoapaga. Los pliegues se observaron en capas de areniscade la Formaci6n Guaduas, son isoclinales y muestran unavergencia hacia elW (Fig. 6). A estos pliegues se sob reponeuna irnbricacion, cuyo sentido de cizalla es independientede la polaridad de las capas, de manera que su formaci6nno debe relacionarse con una cizalla flexural asociada alpleqarniento.

Este plegamiento se interpreta como producto de undeslizamiento gravitatorio que condujo a la acumulaci6n y

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Kammer:BordeOriental del Macizode Floresta

w E

2m

Fig. 6. PlIegUM en 8Corde6n, 8' S de Pu de Rro.

al engrosamiento de la Formaci6n Guaduas en la zona debisagra del sinclinal. Las imbricaciones deben haberseformado posteriormente a estos pliegues secundarios, comorespuesta a un aplastamiento casi perpendicular a suspianos axiales. Vale destacar que por este engrosamientode las unidades incompetentes en la zona de bisagra, elsinclinal debe ria tener una amplitud mucho mayor hacia elbasamento.

La Falla del Cerro Culatas Iimita un bloque basculado ensu lade colgante, cuyo labia se levanta al maximo cerca dela falla. Este bloque levantado noexhibe un sinclinal marginal.AI W de Puente Reyes, cerca de la confluencia del RioGameza con el Rio Chicamocha, se observa un contactotectonizado y verticalizado entre arenlscas de la Formaci6nSocha Inferior y lodolitas carboniferas de la Formaci6nGuaduas. Con estas deformaciones intensas las unidadesparecen haberse verticalizado por un efecto de arrastre porencima de un saito de basamento.

5. ESTRUCTURAS DEL FLANCO OCCIDENTAL DELALTO DE PISBA

EIflanco occidental del Alto de Pisba puede subdividirseen el area de estudio, estructural- y morfol6gicamente enuna zona interna u oriental, que tiene las caracteristicas de

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un cintur6n plegado y una zona externa u occidental queconsiste de bloques 0mesetas fallados. Un tercer dominiose define por untren de pliegues que rodea el Sinclinal deBeteitlva en su lade oriental y que en la Quebrada Canelas,cerca de la Vereda Bolivar, forma un pequerio anticlinorio(Figs. 2 y 3, perfil E). Nos referiremos a esta estructura,conforme a la nomenclatura utilizada por DENGO& COVEY(1993; cf. su Fig.7) como Anticlinal de Bolivar.

Todas estas zonas estructurales guardan un paralelismocon el rumbo de las fallas externas del Macizo de Floresta.Esto se documenta bien en la parte septentrional del areade estudio (Fig. 2), en donde las unidades desvian haciauna direcci6n mas nororiental, de acuerdo al rumbo de laFalla de Paz de Rio.

Los pliegues de la parte interna 0 alta del Alto de Pisba,tal como se documentan en los perfiles E y F de la Fig. 3,consisten de anticlinales relativamente estrechos, separadospor sinclinales amplios. Sus ejes oscilan algo dentro delrumbo prescrito, esta tendencia irregular siendo masacentuada hacia el flanco externo. Los pianos axiales deestos pliegues son verticales y las vergencias, si presentes,son poco pronunciadas (perfil F, Fig. 3). En los pianos deperfil es posible unir las zonas de bisagra de los sinclinalespor una envolvente, que indica para esta zona interna un

declive de hasta 15° hacia el Rfo Chicamocha. Estasrelaciones sugieren para el origen de estos pliegues unmecanisme de despegue por deslizamiento gravitatorio.Evidentemente. esta interpretaci6n deberfa examinorse encortes regionales, ya que areas afectadas por una tect6nicacompresiva 0 con acumulaciones de masa deberfancompensarse por areas distensivas 0 con deficiencias demasas. Estos estudios requieren sin embargo una revisi6ncartoqrafica regional. En el area de estudio esta hip6tesispuede examinarse porcalculos de profundidad de supuestoshorizontes de despegue, partiendo de areas de exceso porencima de un horizonte de referencia. Estos calculos die roncomo resultados profundidades de alrededor de 1OOOmpordebajo del miembro superior de la Formaci6n Ermitano 0dela "Arenisca Tierna", que se tom6 como nivel de referencia(Fig. 3, perfiles E y F).

Las profundidades de despegue, aunque coherentesentre sf, representan probablemente val ores mfnimos.Asumiendo que las unidades tienden a aumentar susespesores hacia el piedemonte lIanero, se sumaron losespesores maximos de las diferentes unidades entre labase del Cretaceo hasta la base del miembro superior de laFormaci6n Ermitano, obteniendo un valor de1500m. Deacuerdo a las consideraciones desarrolladas para el analisisde los pliegues de la Barrera de Guataquf (KAMMER&MOJICA,1995), calculamos, tomando las areas de exceso yla profundidad de 1500m como constantes, los angulos decizalla promediados para un modelo que combina despeguey cizalla en un transporte de tipo gravitatorio hacia elW (Fig.3, perfiles E y F), obteniendo valores de hasta 8°.

Estos calculos deberfan confrontarse con datos desubsuelo, para examinar si la suposici6n de un despegueen las capas del Cretaceo basal este justificada 0 si lospliegues de despegue no se nuclean en los horizontes masbasales del Paleozoico. Pliegues con vergencias endirecci6n de las pendientes estructurales se han observadoen las Formaciones Tibet y Cuche en el interior del Macizode Floresta (Fig. 3, perfil A). Pero hasta hoy no tenemosindicios de la presencia de estas formaciones en el subsuelodel Alto de Pisba.

La zona extema del flanco del Alto de Pisba se caracterizapor una serie de bloques 0 mesas fallados, que definentfpicamente sinclinales muy amplios, en los cuales losbuzamientos no exceden 5°. Las fallas son de muy altoangulo con continuidades de hasta 15km. Una falla menorse destap6 en las minas de carb6n al N de T6paga y afloracomo plano nftido, revestido por un material carbonoso(Fig. 7a). EI material carbonoso esta pulido tajantementehacia el bloque colgante, perc forma incrustaciones 0

bolsas asimetricas en el bloque yacente, que indican el

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sentido del movimiento. Estas estructuras presentan unanaloqo milimetnco de una de las milonitas de los AlpesExtemos, que se form6 en un material calcareo ex6tico conrespecto a las unidades clastlcas de los bloques colgantey yacente (LOCHSEITENKALK;cf. HElM1919; Fig. 7b).

Un rasgo de diffcil comprensi6n se refiere a losdesplazamientos variables y hasta invertidos de estasfallas. La falla que pasa inmediatamente al W de Gameza,por ejemplo, muestra un desplazamiento inverso al sur. Enestesegmentocontiene hasta un pequenosinclinal marginalen su bloque levantado. Hacia el N, el desplazamientocambia a un desplazamiento normal.

EI corte mas completo del Anticlinal de Bolfvar, sepresenta en las pendientes de laQuebrada Canelas (Fig. 3,perfil E). Los afloramientos bastante continuos permitieronaqul la proyecci6n de todas las unidades al plano de perfil,sin necesidad de recurrir a ninguna extrapolaci6n. LasIfneas de proyecci6n se escogieron de acuerdo al cabeceode los ejes de pliegue en diferentes dominios estructuralesya las Ifneas de contorno de la base de la Formaci6n SochaInferior.

De estas proyecciones es evidente que las variacioneslocales de espesor juegan un papel importante en estospliegues. Como tendencia general, las unidades blandasse adelgazan en los anticlinales y contribuyen asi a unamortiguamiento de la amplitud de plegamiento hacia lasunidades terciarias. No obstante, las unidades plegadasguardan un estilo arm6nico. Los dos anticlinales muestrancon su asimetrfa una vergencia hacia el E y esta vergenciaesta acentuada por un pequefio cabalgamiento que seprodujo en la bisagra del anticlinal mas occidental, perc quese Iimita al miembro inferior de la Formaci6n Ermitano (Fig.3, perfil E).

Una unidad que muestra una gran variaci6n en espesores la Formaci6n Guaduas, como i1ustrael perfil E de la Fig.3, en donde la relaci6n entre espesor maximo a espesormfnimo alcanza un factor de 2.5. EI en~irosamiento seproduce aquf por un plegamiento angular y cerrado conpianos axiales sub-horizontales, a manera de una estructuraen acorde6n.

Para el origen del Anticlinal de Bolfvar se deberfanexaminar las posibilidades de 1) un despegue gravitatoriodirigido hacia el occidente y un represamiento consecuentede las masas deslizadas delante de las fallas externas delMacizo de Floresta 0 de 2) un cabalgamiento dirigido haciael E como consecuencia dellevantamiento del Macizo deFloresta. Esta segunda altemativa no se refiere tanto a undespegue generado por la traslaci6n del Macizo de Floresta

73


FIG.70

NNW SSE

I'm.a

Fig. 7. a) Falla al norte de T6paga. b): Afloramiento de lamllonlte de "Lochselten" de los Alpes Centrales, aeparandocapas roJasconglomeratlcas del Permlano ("Verrucano" a)ensu techo, de turbidites terclarlas enau muro (b). La mllonltamlama conslate de una caps calcarea recrlatelizada y replegadacon los sedimentos de su yacente. Un plano n(tido marca unhorizonte de movlmiento tardio. EIaentido de movlmiento erahacla el N. Modlflcado de la Fig. 23 de Trumpy, 1980.

como bloque, sino mas bien a un acortamiento delbasamento durante su levantamiento por una cizalla queserfa oblicua a la interlase basamento-cobertera (ct. NARR& SUPPE1994) Yque dejarfa un exceso de cobertera en sufrente. Cizallas diferenciales podrfan producirse adernascomo consecuencia de un plegamiento por deslizamientoflexural que se acentua a medida que un pliegue se vuelve

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mas apretado (ct.la Fig. 9-9 en SUPPE1985) Y que debenhaberse generado en el Sinclinal de Beteitiva. Estosmovimientos hacia afuera de un sinclinal pueden dar lugara pliegues secundarios (ct.la Fig.101 de BROWN1984).

Varias evidencias favorecen un origen de estos plieguescomo consecuencia de un transporte hacia el este. Unprimer argumento se refiere a la fntima correlaci6n espacialentre la Falla de Corrales y el Anticlinal Bolfvar, que seindividualiza paralelamente a dicha falla al E de Beteitiva.Hacia el sur, dicho anticlinal degenera a un pliegue de pocaamplitud, al interponerse la falla del Cerro Culatas. Unsegundo argumento concieme al estilo estructural de estospliegues, que por su naturaleza compuesta, su amplitud ysu vergencia se diferencian visiblemente de los pliegues delflanco interne del Alto de Pisba. Un tercer argumento serefiere a las interlerencias que deberfan haber resultadoentre un transporte de las masas rocosas hacia el W y lasfallas del dominic externo del flanco del Alto de Pisba, a noser que se descartara un origen coetaneo para estasestructuras. Estos problemas clnernatlcos se evitan en lahip6tesis de un transporte hacia el E.

Independientemente de estas hip6tesis se obtuvo parael acortamiento entre los puntos A y B del perlil E (Fig. 3) unvalor de 1080m y para una profundidad mfnima de despegueun valor de 1020m, tomando el miembro superior de laFormaci6n Ermitaiio como nivel de referencia. EI espesorprobable de esta columna es sin embargo 1200m; a estevalor corresponderfa una cizalla promedia de 25°.

6. DEFORMACIONES FRAGILES

Aunque el conocimiento actual de las deformacionesfragiles es todavfa poco coherente para integrarlas a unaevoluci6n estructural del area de estudio, damos un breveresumen de las mediciones efectuadas durante las laborescartoqrancas. Pianos de falla fueron medidos en diferentesunidades, perc mas que todo en la Formaci6n SochaInferior. Los datos se evaluaron en redes estereoqraflcaspor rnetodos graficos (ALEKSANDROWSKI1985; GOLDSTEIN&MARSHAKen MARSHAK& MITRA1988), antes de procesarlosen el programa "FaultKin" (ALLMENDINGERet al. 1982). Esteprograma, en su opci6n basica, etectua el anallsls de lospianos estriados por medio de una superposici6n de losdiedros de compresi6n y de extensi6n (ANGELIER& MECHLER1977; LISLE1987) Y permite promediar las direcciones delos ejes de compresi6n y extensi6n a partir de calculos devectores propios. Los resultados se compilaron en la Tabla1. La Fig. 8 da la representaci6n disdrica de los resultadosen un mapa tect6nico del area de estudio y la Fig. 9 detallalas proyecciones para cad a poblaci6n.

o2. Puente Reyes

5 10 15km... .... -11.... ..... .....'

Geologia Colombiana 21,1996

Dtformeclontt prlnclP'Itt'" t! pflno bor!zontl':

+Compresi6n y extensi6n(faHas direccionales)

+Extensi6n y direcci6nintermedia (fallas normales)

•-.Compresi6n y direcci6nintermedia (fallas inversas)

Fig. 8. Mapa .structural con repreeentacionea d~r1caa de loa campo. de eafuerZo parala. dlferentea poblaclonea de flIlI ...Loa dledroa en blanco contlenen el ele de compreai6n P y los dledroa en negro los eles de tensi6n T. Los puntos negrosrepresentan los eles de compresl6n para pianos indlvlduales, los puntos en blanco ejes de tensi6n. Las estaciones con lasmedlclonea de flIllas estan numeradas de acuerdo a la Tabla 1; lasletras se refleren a lugares con los datos estructurales dela Fig. 4.

75


Para la evaluaci6n de los datos cabe anotar dosobservaciones: 1) Cuando las fallas muestran arreglossirnetrlcos 0 "pseudo-conjugados", las fallas conjugadasdeberfan contener la direcci6n del esfuerzo maximo en subisectriz aguda, a no ser que hayan sido heredadas deeventos anteriores. Este criterio se cumpli6 para todos losarreglos slrnetncos, con excepci6n de la estaci6n 2 (Tabla1; Fig. 9); 2) en este tipo de analisls que es esencialmentegeometrico, no hemos separado fallas con diferentes tiposde desplazamientos y en tres estaciones se analiza roncombinaciones de fallas direccionales con fallas inversas 0

fallas normales. En el primer caso la direcci6n cornun a losdos tipos de falla es la direcci6n del esfuerzo maximo,mientras que para el segundo caso la direcci6n constantedurante la mutaci6n de los ejes principales de los elipsoidesde esfuerzo era la del esfuerzo mfnimo. En ambos casosestas combinaciones refuerzan la simetrfa dada por elgrupo predominante de las fallas.

En el sector norte del area, la consistencia de losresultados es evidente: las estaciones 5 a 10 (Fig. 8 YTabla1) registran todas un alargamiento nororiental, debido a lapresencia predominante de fall as direccionales. Observeseque este alargamiento sigue el rumbo estructural, como 10ilustran las estaciones 5 a 8 en la terminaci6n meridional dela Falla de Soapaga y la estaci6n 9 en el Sinclinal deSoapaga (Fig. 8). Con estos datos podemos excluirdeformaciones relacionadas a movimientos de rumbo a 10largo de la Falla de Soapaga. EIorigen de este alargamientoes aun poco claro. Es una deformaci6n regional que semanifiesta en el Macizo de Floresta, tanto por fallasdireccionales (estaci6n 10 en la Fig. 8) Yvenas de tensi6n,como por un alargamiento debil, perc consistente, de losf6siles de la Formaci6n Floresta. Cabe anotar que losdesplazamientos rnaxirnos de estas fallas se observaronen la cercanfa de la Falla de Soapaga, al N de Beteitiva, endonde suman hasta 30m en la Formaci6n Picacho (CARDOZO& ZUNIGA1995). En este lugar las fallas direccionalesamortiguan posiblemente un alargamiento ductil del Macizode Floresta.

Los resultados de la parte surson menos consistentes yreflejan variaciones locales. En las estaciones 1 y 3 semidieron fallas normales con desplazamientos que alcanzanhasta decfmetros. Extensiones equivalentes a las que semidieron en la estaci6n 3, se observaron en todo elmonoclinal del Cerro Culatas (Fig. 8). La estaci6n 1 seencuentra inmediatamente al N de la Falla de Gameza yaqui se determin6 a traves de las relaciones angularesentre las capas y las fallas una extensi6n de un 8.5%. Ladirecci6n de esta extensi6n es perpendicular a unas fallasnormales mayores, que afectan el area mas al NW de estemismo bloque estructural y que dieron lugar a escalones

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topoqraficos en el tope de la Formaci6n Socha Inferior (Fig.8). N6tese que en este bloque la direcci6n de extensi6n esoblicua al rumbo estructural. Si esta extensi6n es unfen6meno local 0 un rasgo particular del flanco extemo delAlto de Pisba, se debera mostrar en examenes posteriores.

En el anticlinal que separa el monoclinal del CerroCulatas y el bloque al W de Gameza se midieron fall asinversas cuya direcci6n de compresi6n es perpendicular alrumbo estructural (estaci6n 2, Fig. 8). Esta deformaci6ncompresiva parece relacionarse a dicho anticlinal.

En resumen, estos datos dispersos y poco homoqeneosse asocian de una parte a una tect6nica de basamento quese caracteriza por un alargamiento axial; de otra parte a unatect6nica de bloques que muestra, tanto deformacionescompresivas, como distensivas en la direcci6n transversalde las estructuras. A nivel macrosc6pico, estas relacionesvariadas podrfan corresponder a los desplazamientosalternantes de las fallas, que limitan los bloques (ct. tramosde falla con desplazamientos normales al S de Tasco y alN de la Quebrada Canelas; Fig. 2). Las deformacionesmeso- y macrosc6picas son, sin embargo, poco consistentesentre sf, como se i1ustra en la estaci6n 1 (Fig. 8), en dondeun area afectada por deformaciones distensivas linda contrauna falla inversa.

7. DISCUSION

Los trabajos para este informe se encaminaronprincipalmente a la confecci6n del mapa, que se condens6en la Fig. 2 Y a la construcci6n de secciones verticalesseriadas para examinar la consistencia del mapa. Algunasde estas secciones no se incluyeron en este informe porsufalta de confiabilidad, 10 que justifica la necesidad decompletar algunas cartograffas locales.

EI analisis estructural se hizo en esta etapa deconocimiento por una aproximaci6n descriptivaprincipalmente; los trabajos futuros se destinaran a unmodelamiento estructural. Un punta central para lacomprensi6n estructural del area tiene que ver con unainterpretaci6n adecuada de los estilos estructurales que seasocian a las fallas del borde oriental del Macizo de Floresta.

Un estilo estructural muy particular se manifiesta en lascercanfas de la Falla de Soapaga. A travss de su sinclinalmarginal el basamento metam6rfico se erige hacia ellabiooccidental de la falla y alcanza aquf posiblemente el nivelestructural mas alto del Macizo de Floresta. Las capas delbloque yacente, en cambio, buzan hacia la falla. Estos doscomportamientos opuestos tienden a maximizar eldesplazamiento de la falla y en este sentido las estructuras

Rio Gameza

Q. Azufre

[8

Puente Reyes

Q. Divaquia,

9 •

GeologIa Colombian a 21,1996

Cerro Culatas

Cosgua

10

Q.Las Flores (Villa Franca) Rio Soapaga Rio MinasFig. I. ProyecclonM~delgu.I"'(hemlef8rlolnf8rlor) de 10. pl.noa de fell. yde.u ........ (ftech .. aobre 10.pl.no.; I. f1ech.lndlc. eI eentldo de deaplU8mlento del bloque colg.nte). Numeraci6n conform. a la Tabla 1.

a nivel del macizo yes muy probable que este levantamientodel basamento haya conducido a una amplificaci6n de lasestructuras iniciales porprocesos diferentes a los elasticos:porejemplo, por un colapso marginal del bloque levantado,como respuesta a levantamientos divergentes entre partescentrales y marginales del Macizo de Floresta (KAMMER

1993). La falla deberfa, porconsiguiente, poseeruna formaplanar 0 convexa hacia arriba.

a lade y lade de ella podrfan compararse con los rebotesproducidos en medios elasticos y modificados por efectosde isostasia. Los modelos nurnericos correspondientes(KING sf al. 1988; STEIN sf al. 1988) se aplican paracomportamientos reol6gicos muy particulares (entre otros,para una capa slsmoqemca reducida a unos pocoskil6metros de espesor) y a una prefiguraci6n horizontal delas capas. Con estas rastricciones los modelos rigen a 10major una avoluci6n muy incipienta. En el caso del Macizode Florasta al fallamiento se sobrepona a un abombamiento La Falla de Corrales, en cambio, por relacionarse con

n


TABLA 1DATOS Y COMENTARIOS DE LAS FALLAS ESTRIADAS

E8taci6n, comentario8 Formaci6n 51 82 83

1.Rio GamezaF.N.; s1 en bisectriz aguda Socha Inferior 43/79 239/11 148/032. Puente ReyesF.I.; s3 en bisectriz aguda Socha Inferior 114/03 205/21 18/693. Cerro CulatasF.N., buzando al SE Socha Inferior 47/81 217/08 307/014. Quebrada ManglarF.I., buzando al NW Concentraci6n 321/03 51/03 181/865. Quebrada AzufreF.D. sinestrales, F.1. Picacho 126/17 252/63 30/216. Quebrada DivaquiaF.N.; F.D. (predominan dextrales) Picacho 43/68 227/22 136/017. CosguaF.D. (predominan dextrales), 1 F.1. Socha Inferior 313/07 145/82 44/02s1 en bisectriz aguda8. Quebrada Las Flores (Villa Franca)F.D. sinestrales, F.1. Picacho 132/04 41/22 232/689. Rio SoapagaF.D. (predominan sinestrales) Capas Rojas 102/31 263/58 007/0810. Rio MinasF.D.; s1 en bisectriz aguda Tibet 145/07 263/76 53/12

s1 > s2 > s3: esfuerzos principales;F.N., F.D. Y F.I.: fall as normales, direccionales e inversas

una mayor flexi6n en senti do del arrastre, muestra undesplazamiento menor. Su desarrollo esta Iigado a lainversi6n del flanco oriental del Macizo de Floresta, que semanifiesta en el mapa por el avance del trazo superficial dela falla hacia el E y el engrosamiento de las capas en elbloque colgante. Tomando en cuenta uha inclinaci6npromedia del flanco oriental de 70°, determinado a travesde la proyecci6n del eje del Sinclinal de Beteitiva, las capasdeberian tenerun buzamiento mayory la falla un buzamientomenor con respecto a este valor. Esto significaria que lafalla cortana el contacto entre basamento y cobertera en uncierto anqulo y se diferenciaria asl de fallas que se ubicanen el mismo limite de estos dos medios, debido a un efectode despegue de la cobertera, inducido por ellevantamientode un bloque de basamento rigido ("drape-induceddetachment", NARR& SUPPE1994). Para tener una mayorcerteza en cuanto a su comportamiento en profundidad,faltaria, sin embargo, examinar las foliaciones internas delbasamento para decidir si este ultimo se pleg6 conforme asu abombamiento 0 si su comportamiento se asemeja al deun bloque rigido.

78

EI examen de las deformaciones fragiles indica laprevalencia de un alargamiento en direcci6n del trenestructural en cercanias de la Falla de Soapaga. De acuerdoala inclinaci6n sub-vertical de esta falla, las deformacionescompresivas deberian ser moderadas en su cercania. EIbloque basculado del Cerro Culatas y los bloques falladoso mesas del flanco extemo del Alto de Pisba muestran unadeformaci6n distensiva, cuyo origen se ignora. La presenciade este regimen distensivo y su direcci6n de alargamientoalgo oblicua al rumbo estructural (estaci6n 1, Fig. 8), sinembargo, son indicios de una desconexi6n de lasdeformaciones compresivas entre el cintur6n plegado delflanco interno del Alto de Pisba y del Anticlinal de Bolivar.Estas relaciones favorecen, para la formaci6n de dichoanticlinal, un transporte hacia el E.

8. CONCLUSIONES

1. EI area de estudio se compone de diferentes zonasestructurales, cad a una caracterizada por un estiloestructural particular. Estas zonas comprenden el bordeoriental del Macizo de Floresta con el Sinclinal de Beteitiva,

el Anticlinal de Bolivar, y las zonas externas e internas delflanco occidental del Alto de Pisba.

2. De acuerdo al relevo de las fall as de Soapaga y deCorrales, el borde oriental del Macizo de Floresta se divideen un segmento septentrional fallado con relacionesestructurales de un "arrastre inverso" y en un segmentomeridional, en donde el flanco del macizo esta afectado poruna combinaci6n de flexi6n y fallamiento. En la zona detransici6n, el flanco oriental del Macizo de Floresta estaafectado unicamente porfiexi6n 0plegamiento y exhibe unalargamiento interne de las formaciones cretaceas de un100% aproximadamente.

3. EI Anticlinal de Bolivar se interpreta como pliegue dedespegue, que por relacionarse a la Falla de Corrales,parece haberse formado como respuesta allevantamientodel Macizo de Floresta por un acortamiento diferencialentre basamento y cobertera y por cizallas dirigidas haciaafuera del Sinclinal de Betelnva,

4. EI flanco externo del Alto de Pisba consta de bloqueso mesas, separados por fallas de alto angulo condesplazamientos inversos 0normales. Las deformacionesintemas de estos bloques pueden ser distensivas, comoesta demostrado para el area de Gameza. Esta arearepresenta, porconsiguiente, una zona de amortiguamientode las deformaciones compresivas de las zonas adyacentes.

5. EI flanco interne del Alto de Pisba esta afectado porpliegues abiertos, que por haberse formado en una pendienteestructural continua, parecen haberse originado por undespegue como consecuencia de un colapso gravitatorio.

AGRADECIMIENTOS

Cuiero dar mis agradecimientos a los colegas del Departamentode Geociencias, con quienes pude com partir los campos decartografla, especialmente a J. Mojica y C. Villarroel, quienes meintrodujeron a la tect6nica y a la estratigraffa de esta regi6n. G.Ujueta puso un mapa fotogeol6gico preliminar a mi disposici6n. J.Mojica revis6 el texto. Los datos estructurales se evaluaron con laayudade los programasSTEREONET de R.W. Allmendinger, R.A.Marrett & T. Cladouhus.

Esta contribuci6n es un aporte al proyecto "Mecanismos deLevantamiento y Estilos Estructurales de la Cordillera Oriental",auspiciado por el CINDEC (Universidad Nacional) y COLCI ENCIAS.

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Manuscrito recibido, marzo de 1996

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Estructuras y Deformaciones del Borde Oriental del Macizo de