MODELAMIENTO ESTRUCTURAL DE LA ZONA LIMITE ENTRE LA MICROPLACA DE PANAMA Y EL BLOQUE NORANDINO A PARTIR DE LA INTERPRETACION DE IMÁGENES DE RADAR, CARTOGRAFIA GEOLOGICA,

ANOMALIAS DE CAMPOS POTENCIALES Y LINEAS SISMICAS

8 INTEGRACIÓN DE MODELOS

Con base en la integración de la información presentada en los capítulos anteriores se establece un modelo estructural para la zona límite de la microplaca de Panamá y el bloque Andes Norte (Norandino). En la formulación de este modelo se aplica el principio de “Economía de Hipótesis” que indica que no se debe recurrir a estructuras ocultas o más complejas de las mínimas necesarias para explicar los datos.

8.1 INTRODUCCIÓN

Con base en los resultados obtenidos a partir de información satelital, aérea y terrestre, se plantea un modelo estructural de la zona límite entre la microplaca de Panamá y el bloque Andes Norte. Los modelos estructurales conceptuales mejoran nuestro entendimiento sobre la forma y distribución de las estructuras en el subsuelo; ellos están basados en datos geofísicos, cartografía geológica, imágenes de sensores remotos, líneas sísmicas, pozos exploratorios y cualquier otro tipo de información útil. Estos modelos se presentan como mapas geológicos y secciones transversales verticales.

8.2 ASPECTOS TECTÓNICOS GENERALES

El modelo tectónico de Meschedé y Frisch (1998) planteado para explicar la historia de la placa Caribe durante el Mesozoico y el Cenozoico, muestra para el Hauteriviano una fosa tectónica que bordea el flanco occidental de la Cordillera Central, en el extremo noroccidental de Suramérica. Para el Albiano la fosa se ha desplazado hacia el occidente y el remanente de la fosa que bordeaba la Cordillera Central se ha transformado en una falla de cabalgamiento (thrust). Para este mismo tiempo, se da inicio a la formación del arco de Panamá (o de Costa Rica-Panamá). En el Paleoceno, el arco de Panamá y la Cordillera Occidental ya se han formado, estando el flanco occidental de esta última bordeada por una falla de cabalgamiento. Para el Mioceno temprano, el modelo indica que la parte sur del arco de Costa Rica-Panamá está muy cerca de colisionar con la Cordillera Occidental. Aunque el modelo no lo muestra, es de suponer que la falla que bordeaba la Cordillera Occidental, permitió los movimientos relativos del arco de Panamá y de Suramérica, que posteriormente conllevaron a su colisión.

La colisión del arco de islas de Centroamérica y Suramérica, permite inferir la existencia de una zona de subducción, para el tiempo en que dicho suceso ocurrió, en lugar de una falla de cabalgamiento como se desprende del modelo de Meschedé y Frisch (1998). Se interpreta que esta zona de subducción era de bajo ángulo, inclinada hacia el este y se localizaba sobre la margen occidental de la Cordillera Occidental y por tanto sobre el flanco occidental cinturón plegado del Sinú. Como indica Hernández (2009), este planteamiento se apoya en la presencia de anomalías gravimétricas positivas sobre el arco magmático de Mandé y anomalías gravimétricas negativas en la zona ocupada por el

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cinturón plegado del Sinú. Esta zona de subducción debió ser un ramal de la actual zona de subducción que bordea a Suramérica.

La formación de dicha zona de subducción implicó la partición de la placa oceánica, la formación de una trinchera y el doblamiento de la placa subducente. De acuerdo a Turcotte & Schubert (1982) la partición de una placa, no altera su rigidez flexural, pero si aumenta su capacidad de deflexión máxima, a pesar de que el peso estático o tectónico que actúe sobre ella, se conserve igual. La deflexión máxima de una placa partida de la misma rigidez flexural y bajo la misma carga vertical, es el doble que la de una placa no partida (Turcotte & Schubert, 1982). Es decir, el peso del borde de la placa de Suramérica, representado por el extremo noroccidental de la Cordillera Occidental, deflectó la placa oceánica que infrayace el arco de islas.

Es de anotar que antes de la colisión del arco de Panamá con la Cordillera Occidental, ocurrió la intrusión de material granítico que dio origen en el Paleoceno-Eoceno al arco magmático de Mandé, provocando el doblamiento y el ascenso iniciales de la corteza oceánica. Este doblamiento generó adicionalmente esfuerzos distensivos en la parte superior de la corteza que permitieron dar inicio a la formación de fallas normales.

La colisión en el Mioceno del arco de islas de Panamá y la esquina noroccidental de Suramérica conlleva a la conformación de la cuenca de ante-arco de Urabá desde el Eoceno tardío (Hernández, 2009). Debido a que las masas de tierra tienden generalmente a acercarse en forma oblicua la una respecto a la otra en el proceso de colisión, porciones de la vieja cuenca oceánica que las separaba pueden permanecer no cerrados después de la colisión, como es el caso del golfo de Urabá, que es el remanente actual de la cuenca oceánica que separaba el arco de islas de Suramérica.

La subducción del arco de islas se paralizó por la alta flotabilidad de la placa oceánica (Hernández, 2009). Este bloqueo y la convergencia subsiguiente indujeron posiblemente una flexión pronunciada de la placa, cuya parte central empezó a exhumarse por una combinación de levantamiento y erosión, como lo evidencia la pronunciada inclinación de las piroclástitas de la Formación Santa Cecilia - La Equis en la costa occidental del golfo de Urabá (Hernández, 2009).

8.3 MODELO

En la zona límite de la microplaca de Panamá y el bloque Andes Norte se diferencian dos ambientes o zonas geológicas de características particulares. La zona oriental conformada por una secuencia de rocas sedimentarias plegadas y falladas, apoyadas sobre corteza oceánica, localizada en el extremo noroccidental de la Cordillera Occidental y correspondiente al cinturón deformado del Sinú, y la zona occidental, conformada por rocas ígneas, que hace parte del arco de islas de Panamá. El límite de estas dos zonas geológicas se encuentra cubierto por depósitos cuaternarios de la llanura aluvial del río Atrato y una espesa secuencia siliclástica del Neógeno. Adicionalmente se establece que la zona límite de la microplaca de Panamá y el bloque Andes Norte hace parte de un escenario definido por la colisión de un continente y un arco de islas, intercalado entre dos zonas relacionadas a subducción: la de la placa Caribe bajo el bloque Andes Norte al norte y la de la placa de Nazca (Pacifica) igualmente bajo el bloque Andes Norte, al sur.

El cinturón deformado del Sinú hace parte de un prisma de acreción conformado por una secuencia sedimentaria imbricada del Eoceno y el Oligoceno de más de 12 km de

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espesor, suprayacida por cuencas piggyback, fusionado a la esquina noroccidental de Suramérica durante el Cenozoico. El cinturón del Sinú representa un cinturón plegado y fallado de un borde continental, formado por anticlinales estrechos con limbos fuertemente empinados, separados por sinclinales amplios y suaves, caracterizado por la presencia de volcanes, domos y diapiros de lodo, producto de la movilización de shales de alta presión del Oligoceno-Mioceno. El patrón de deformación del cinturón deformado del Sinú muestra pliegues fallados con vergencia al W, desarrollados sobre un basamento suavemente inclinado, que se interpreta como generado por la subducción de bajo ángulo de la placa Caribe bajo el bloque Andes Norte.

El arco de Panamá es un arco doble formado por los arcos del Baudó y de Mandé (este último integrado por los arcos de Sautatá y Dabeiba). El arco del Baudó está compuesto por secuencias del Cretáceo superior al Paleógeno de basaltos toleíticos con interestratficaciones menores de estratos piroclásticos y siliclásticos. El arco de Mandé está similarmente conformado por basaltos y secuencias vulcano-sedimentarias del Cretáceo tardío. La formación del arco de islas de Panamá ocurrió en un tiempo no posterior al Albiano (Cretáceo medio) y colisionó contra Sur América en el Mioceno siguiendo una dirección E a ESE. La falla de Uramita es considerada la sutura entre estas dos unidades tectónicas. Debido a su flotabilidad el arco no subduce bajo Suramérica y es considerado en cambio como un “indentador” rígido que induce deformación al norte de los 5° de latitud norte, incluso en las tierras de la Cordillera Oriental. La falla de Uramita parece ser la prolongación sur del lineamiento de Colombia (Duque-Caro, 1980) o Falla Marginal del Caribe Sur (Taboada et. al, 2000), extendiéndose hasta la Zona de Deformación de Istmina.

El arco magmático de Mandé, orientado en dirección NS a NW, corresponde a un pilar tectónico limitado por fallas normales, que separa las cuencas de Urabá y del Atrato. En la parte media sur de la zona cubierta con las líneas de gravimetría y magnetometría, la traza de la falla que limita el arco de Mande por el flanco oriental, coincide con la prolongación norte de la falla de Murindó de la cartografía geológica de INGEOMINAS.

El basamento de las cuencas de Urabá y del Atrato está conformado por corteza oceánica intruída por rocas graníticas del batolito de Mandé y se encuentra afectado por fallas normales que limitan bloques que definen altos y bajos estructurales (Figuras 8.2 y 8.3).

La similitud de características litológicas entre la Serranía del Darién y los denominados arcos magmáticos de Dabeiba y Mande, así como entre la Serranía del Baudó (Colombia) y la Serranía de Maje (Panamá), aunado a la generación por parte de estas unidades de fuertes anomalías magnéticas y gravimétricas positivas, indica en cada caso que constituyen arcos magmáticos continuos. La continuidad de estas estructuras permite inferir que el bloque Chocó-Panamá constituye una sola unidad tectónica, también denominada microplaca de Panamá, cuyo limite oriental esta dado por la Falla de Uramita o Sistema de Fallas de Uramita, la cual lo separa del bloque Andes Norte. La Falla de Uramita por tanto corresponde actualmente al remanente de una zona de subducción “congelada” de bajo ángulo, con buzamiento hacia el oriente (Figura 8.4). La zona de deformación difusa localizada al oriente de Panamá, cerca de la frontera con Colombia, debe corresponder tan solo a una zona de disipación de esfuerzos, más no al límite de una microplaca tectónica.

La cuenca de Urabá es una cuenca antearco, asimétrica, flexural, que presenta una mayor profundidad hacia el oriente y contiene una secuencia sedimentaria que alcanza los 10 km de espesor máximo, dividida en una Unidad de Aguas Profundas y una Unidad

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de Aguas Someras. Se encuentra limitada al occidente por la falla de cabalgamiento que la pone en contacto con el Cinturón Plegado del Sinú. La secuencia de Aguas Profundas se encuentra suavemente plegada, tanto por la flexura del basamento como por la posible presencia de niveles de shale de alta presión, mostrando terminaciones tipo onlap sobre el basamento. La Unidad de Aguas Someras también muestra terminaciones tipo onlap, tanto sobre las capas de la Unidad de Aguas Profundas como sobre el basamento.

El flanco oriental de la cuenca del Atrato también muestra bloques hundidos y levantados, limitados por fallas normales. El límite occidental de la cuenca del Atrato debe corresponder a una falla inversa o de cabalgamiento, con componente de rumbo, que bordea el extremo suroriental de la Serranía del Darién y atraviesa la Serranía del Baudó hasta alcanzar el Océano Pacifico, en inmediaciones de Juradó. Este lineamiento es casi paralelo a la frontera de Colombia y Panamá y es denominado por algunos autores como Falla de Unguía.

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Figura 8.1: Mapa geológico generalizado de la zona de estudio (recuadro), mostrando la localización de las secciones geológicas esquemáticas. Modificado del mapa geológico

general elaborado con base en las planchas 58, 59, 60, 68, 69, 70, 79-Bis, 79, 80, 89, 90, 91, 101, 102 y 103 a escala 1:100.000 de INGEOMINAS (1999 y 2005).

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Figura 8.2 Sección geológica esquemática del sector sur de la zona cubierta por las líneas de gravimetría y magnetometría

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Figura 8.3. Sección geológica esquemática del sector norte de la zona cubierta por las líneas de gravimetría y magnetometría

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Figura 8.4. Esquema tectónico en la región de Urabá donde se muestra el límite entre la microplaca de Panamá y el bloque Norandino, definido por el Sistema de Fallas de Uramita

MODELAMIENTO ESTRUCTURAL DE LA ZONA LIMITE ENTRE LA MICROPLACA DE PANAMA Y EL BLOQUE NORANDINO A PARTIR DE LA INTERPRETACION DE IMÁGENES DE RADAR, CARTOGRAFIA GEOLOGICA,

ANOMALIAS DE CAMPOS POTENCIALES Y LINEAS SISMICAS

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Del presente estudio se derivan las siguientes conclusiones y recomendaciones:

• La zona de estudio se caracteriza por presentar un relieve montañoso de poca altura, que no sobrepasa los 700 msnm y un relieve bajo y plano, en gran parte pantanoso, situado por debajo de los 100 msnm. El relieve montañoso corresponde a las estribaciones noroccidentales de la Cordillera Occidental, a la Serranía del Darién y a las estribaciones nororientales de la Serranía del Baudó. El relieve bajo y plano corresponde a la llanura aluvial del valle bajo del río Atrato, donde adicionalmente emerge una serie de cerros aislados de poca altura, conformados por rocas graníticas, que hacen parte del arco de Mandé o Sautatá.

• Las estribaciones noroccidentales de la Cordillera Occidental están separadas de las Serranías del Baudó y del Darien por la extensa llanura aluvial del valle bajo del río Atrato y el golfo de Urabá.

• En la zona montañosa que bordea la margen oriental del valle bajo del río Atrato se encuentran rocas sedimentarias plegadas que hacen parte del Cinturón Plegado del Sinú, así como rocas volcánicas básicas e intrusivas graníticas que hacen parte del arco de Dabeiba, en tanto que en la zona montañosa que bordea la margen occidental del valle del río Atrato se encuentran principalmente rocas volcánicas básicas intruídas por rocas graníticas, cubiertas parcialmente por rocas sedimentarias, que hacen parte de la Serranías del Darién y del Baudó.

• En la zona límite de la microplaca de Panamá y el bloque Andes Norte (Norandino) se presentan dos ambientes geológicos completamente diferentes, uno fundamentalmente sedimentario al oriente y otro fundamentalmente volcánico al occidente, cuyo límite se encuentra oculto por una espesa cobertera de depósitos cuaternarios y rocas del Neógeno que solo puede ser determinado a partir de información geofísica.

• Sobre la margen occidental del valle bajo del rio Atrato, se puede definir un lineamiento de orientación NNE que bordea el extremo suroriental de la Serranía del Darién y atraviesa la Serranía del Baudó hasta alcanzar el Océano Pacifico, en inmediaciones de Juradó. Este lineamiento es casi paralelo a la frontera colombo-panameña y es denominado como Falla de Unguía.

• Al sur de la zona de estudio se infiere un lineamiento de dirección aproximada EW, que al parecer controla el curso del río Sucio y que limita por el extremo norte el arco de Dabeiba.

• La geofísica satelital permite definir anomalías gravimétricas y magnéticas positivas que se correlacionan con el basamento cristalino de las Cordilleras Central y Occidental, así como con el arco de islas de Panamá. De igual manera muestra una discontinuidad correspondiente a la falla de Uramita.

• La geofísica aerotransportada muestra fuertes anomalías positivas y negativas, separadas por gradientes fuertes. Las anomalías positivas son correlacionables

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con el extremo noroccidental de la Cordillera Occidental (arco de Dabeiba en el sector de Dabeiba y Mutatá), el arco de Mandé o Sautatá y las Serranías del Darién y del Baudó, en tanto que las anomalías negativas son correlacionables con las cuencas del Sinú, Urabá y Atrato.

• La similitud de características litológicas entre la Serranía del Darién y los denominados arcos magmáticos de Dabeiba y Mande, así como entre la Serranía del Baudó (Colombia) y la Serranía de Maje (Panamá), aunado a la generación por parte de estas unidades de fuertes anomalías magnéticas y gravimétricas positivas, indica en cada caso que constituyen arcos magmáticos continuos. La continuidad de estas estructuras permite inferir que el bloque Chocó-Panamá constituye una única unidad tectónica, denominada también como microplaca de Panamá.

• La interpretación de anomalías gravimétricas y magnéticas permite definir que el límite entre la microplaca de Panamá y el bloque Norandino lo constituye el Sistema de Fallas de Uramita, el cual corresponde actualmente al remanente de una zona de subducción “congelada” de bajo ángulo, inclinada al este.

• Las cuencas de Urabá y del Atrato son de forma alargada en dirección general NS y cuentan con secuencias sedimentarias que alcanzan espesores del orden de 10 km.

• Los límites laterales de las cuencas de Uraba y del Atrato están definidos por fallas, en virtud de los altos gradientes que se presentan entre las anomalías positivas y negativas.

• La cuenca de Urabá contiene una espesa secuencia siliclástica que se divide en una Unidad de Aguas Profundas y una Unidad de Aguas Someras, apoyada sobre una unidad vulcanoclástica y un basamento cristalino que en general se profundiza hacia el oriente a partir del arco de Sautatá o Mandé. El basamento en general se encuentra afectado por fallas normales que generan bloques levantados y hundidos, suministrándole una geometría de grabens y semi-grabens, excepto en el sector oriental, donde se encuentra afectado por fallas inversas.

• La secuencia siliclástica se encuentra flexionada hacia abajo, indicando subsidencia de la cuenca. La flexión de las capas se corrobora con las relaciones tipo onlap de las capas de esta unidad con el basamento.

• La unidad vulcanoclástica se encuentra afectada por las fallas normales del basamento, más no así la secuencia siliclástica del Neógeno.

• El cinturón plegado del Sinú es una cuña sedimentaria de más de 12 km de espesor, adosada a la margen noroccidental de Suramérica.

• La cuenca de Urabá es una cuenca de ante-arco, flexural, desarrollada en la margen convergente de la microplaca de Panamá y el bloque Andes Norte. La flexura es consecuencia de la intrusión granítica que dio origen al arco magmático de Mande, la convergencia de microplaca de Panamá y el bloque Norandino y el peso del cinturón plegado del Sinú. Este último actúa como peso estático o tectónico, sobre el borde de la placa oceánica que constituye el basamento de las cuencas de Uraba y del Atrato.

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• Las densidades y susceptibilidades magnéticas de muestras de roca mediadas en laboratorio, muestran una amplia gama de valores y por tanto una alta dispersión con relación a los valores promedio, indicando que es más conveniente y preciso hacer estas mediciones sobre muestras de rocas frescas, preferiblemente que correspondan a testigos o núcleos de perforaciones exploratorios.

• Se recomienda obtener testigos de perforaciones exploratorias que se realicen en la zona del Urabá, para determinar valores de densidad y susceptibilidad magnética más precisos, en comparación con los que se obtienen de muestras de rocas de afloramientos.

• Se recomienda realizar la adquisición de datos gravimétricos y magneticos sobre el golfo de Urabá

MODELAMIENTO ESTRUCTURAL DE LA ZONA LIMITE ENTRE LA MICROPLACA DE PANAMA Y EL BLOQUE NORANDINO A PARTIR DE LA INTERPRETACION DE IMÁGENES DE RADAR, CARTOGRAFIA GEOLOGICA,

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