Geoquimica de las Lutitas Negras.

Geoquímica de las lutitas negras del Cretácico inferior

Formación de paja, Cordillera Oriental, Colombia: Fuente de meteorización, procedencia y configuración tectónica

Resumen

Las principales características y oligoelementos de las lutitas negras del Cretácico Inferior Formación Paja de Colombia son comparables con el promedio de la corteza superior continental.  

Entre las excepciones están marcados los enriquecimientos de V, Cr y Ni. Estos enriquecimientos están asociados con un alto contenido de carbono orgánico. CaO y Na2O están muy reducidos, lo que lleva a altos valores para el índice químico de alteración (77-96) y el índice de plagioclasa de alteración (86-99), lo que indica derivación de un estable, terreno de fuente félsica intensamente meteorizado. La abundancia de metales y diseños varían considerablemente, pero se pueden dividir en tres grupos principales según sus características y su posición estratigráfica. Cuatro muestras de la parte inferior de la formación de paja (Grupo 1) se caracterizan por Ferrosos enriquecidos con patrones de condrita normalizados (media LaN/YbN = 6.67) e importantes anomalías negativas de UE (promedio de la UE La UE/* = 0,63). Un segundo grupo de cinco muestras (Grupo 2), también de la parte inferior, tienen relativamente patrones planos de REE (metales- Elementos extraños de la tierra) (media LaN/YbN = 1,84) y sólo ligeramente menos anomalías de UE (promedio de eu/eu* = 0,69). Seis muestras de las partes medias y altas (grupo 3) tienen patrones sumamente fraccionadas (media LaN/YbN = 15,35), semejantes a los del grupo 1 y un promedio idéntico de eu/eu* de 0,63. Los patrones de REE (metales – elementos extraños de la tierra) fraccionados e importantes anomalías negativas de EU de los grupos 1 y 3 son compatibles con la derivación evolucionada de una fuente félsica. Los patrones delgados del grupo 2 de esquito y cóncavo fuerte. MREE (el medio de los elementos extraños de la tierra) redujo los patrones en dos esquitos adicionales probablemente fueron producidas durante la diagénesis, en lugar de reflejar más insumos de detrital mafico. Un análisis de una sola piedra arenisca sugiere una modificación diagenetica de los REE metales- Elementos extraños de la tierra) porque el de REE es idéntico al de la corteza continental superior excepto por la presencia de una importante anomalía positiva de la UE (UE/EU* = 1.15). La procedencia félsica  de todas las muestras es sugerido por la agrupación en los diagramas Th/Sc-Zr/Sc y GdN/YbN-eu/eu*. El promedio de los grupos no modificados 1 y 3 de los patrones de REE (metales- Elementos extraños de la tierra) compara bien con sedimentos cratonicos de la formación de Roraima del escudo Guayanes (Republica de Guayana – es un país), sugiriendo la derivación de una fuente continental de composición similar. En comparación con los sedimentos modernos, los parámetros geoquímicos (K2O/Na2O, LaN/YbN, LaN/SmN, eu/eu*, La/Sc, La/s, Ce/Sc) sugieren la formación paja fuera depositada en un margen pasivo. La paja de esquitos representan, por lo tanto, sedimentos altamente maduros reciclados a partir de erosiones profundas, antiguas, sedimentarias/las rocas metasedimentitas, posiblemente en el Escudo o campo Guyanés aunque las rocas graníticas ricas en sodio (Na)pueden haber contribuido en cierta medida.

1. Introducción

La Cordillera Oriental es un NNE-SSW – Es un cinturón que tiende a doblarce compuesto de basamento Precámbrico al basamento Paleozoico cubierto por una espesa secuencia de rocas sedimentarias mesozoicas - Terciarias. Es generalmente aceptado que la formación de la Cordillera Oriental durante el Mioceno - Plioceno involucró la inversión de dos cuencas tardías de cretácico primitivo – jurásico, la cuenca Tablazo- del Magdalena al oeste y la Cuenca del Cocuy, al oriente. Estos paleocuencas están separados por el alto de Santander, que es cortada por los defectos/ fallas hasta recorrer paralelamente a la principal inclinación de la cordillera (Colletta et al., 1990; Dengo y Covey, 1993; Cooper et al.,1995).

Las unidades de Lutitas negras Neocomianas en ambos flancos del sector central de la Cordillera Oriental son de especial significatividad porque alberga ricos depósitos de esmeraldas “tipo colombianas”, acompañado también de mineralización hidrotermal. Las Pizarras o esquitos han sido objeto de diversos estudios centrados principalmente en la génesis de la mineralización de las esmeraldas (Ulloa y Rodrı'Rodríguez, 1976; Ulloa, 1980; Cheilletz et al., 1994,1997; Giuliani et al., 1995, 2000; Branquet et al., 1999a,b). Sin embargo, poco trabajo se ha dirigido a los aspectos geoquímicos relacionados con la procedencia y la configuración tectónica de deposición de las rocas sedimentarias dentro de ella.

Estudios recientes demuestran que los principales factores que afectan la composición de las rocas clasticas sedimentarias son por la fuente de composición de la roca, área o zona meteorizada, orden, y configuración tectónica, diagenesis y reciclaje. (p. ej., Bhatia, 1983; Nesbitt y Young, 1984; Taylor y McLennan, 1985; Roser and Korsch, 1986; McLennan et al., 1993).

Este estudio se centra en las muestras de superficie del Cretácico Inferior (Hauterivian–Aptian) formación paja en el distrito de Bolívar, ubicada en el flanco oeste de la Cordillera Oriental de Colombia (Fig. 1a y b). La sucesión de paja consiste predominantemente de riqueza organica de lutitas negras, muy poca o baja arenisca limosa intercalada de grano fino, altamente organico- fangolitas arenosas beige y ocasionalmente fangolitas verdes altamente organicas. Trabajos previos en el área de estudio de Ulloa y Rodrı'guez (1978) y Fabre y Delaloye (1983) examina la aparición generalizada de metal de base, barita, y mineralización fluorita, que es posiblemente contemporánea con la encontrada en otras partes de la Cordillera Oriental. Otros estudios realizados en Bolívar (Santander) se centran en la escala regional de cartografía geológica, geoquímica, reconocimiento y prospección de cobre y mineralización de metales básicos (Mun˜oz,1961; Pulido, 1976; Tellez, 1980), y a escala regional la foto-interpretación (Go'mez, 1977). Un reciente estudio de Campos (2003) examina la arcilla mineralógica, geoquímica, geoquímica orgánica, química mineral y microtermometria de formacion paja asociados a vetas hidrotermales.

El propósito de este articulo es examinar la toda la geoquímica de la roca en la formacion paja en el distrito de Bolívar para evaluar su procedencia, origen y configuracion tectónica y su fuente de meteorizacion, sobre la base de sus composiciones y oligoelementos importantes, incluidos los (REE – metales o elementos extraños de la tierra).

1. Configuración geológica

La evolución geológica de Colombia implica variasbetapas de acreción, la subducción y colisión durante la interacción de la América del Sur, Nazca/Farallon ybplacas del Caribe. Roeder y Chamberlain (1995) ybTaboada et al. (2000) discuten diversos modelos tectónicos geodinámicos y aspectos relacionados con la evolución de la Cordillera Oriental y la zona norte de la región andina. Maze (1984) describe una serie de cuencas alargadas y fosas tectonicas similares a la estratigrafía y configuración tectónica a lo largo de la margen occidental de América del Sur y América Central (incluyendo los finales de las cuencas del cretácico primitivo – jurásico de la Cordillera oriental), donde la sedimentación se asoció con hendiduras. Sin embargo, sobre la base del estudio de la quinta formación en el noroeste de Venezuela, Maze (1984) examina el mecanismo de formación de hendiduras continentales en el marco de los márgenes pasivos, regiones midcontinentales y márgenes activos. Él sugiere que durante los tiempos del Jurásico, la historia tectónica era compleja y podría haber implicado la sedimentación relacionados con ambos procesos de margen convergente de las placas y la tensión relacionada con la apertura del mar del Caribe.

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