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Mapa geológico de las unidades litoestratigráficas Neógenas expuestas en la parte norte del Departamento del Atlántico, Colombia María Alejandra Ibarguen Morón Universidad del Norte Área de Ciencias Básicas, Departamento de Física y Geo-Ciencias Barranquilla, Colombia 2022 2 Mapa geológico de las unidades litoestratigráficas Neógenas expuestas en la parte norte del Departamento del Atlántico, Colombia María Alejandra Ibarguen Morón Tesis o trabajo de investigación presentada(o) como requisito parcial para optar al título de: Geóloga Director: Ph.D. Camilo Montes Universidad del Norte Área de Ciencias Básicas, Departamento de Física y Geo-Ciencias Barranquilla, Colombia 2022 3 A Dios y a mi hermanito Yei, mi mayor inspiración para lograr grandes cosas, a quien prometo ayudar a cumplir sus sueños. 4 Agradecimientos A Dios, por darme la fortaleza ante todas las adversidades. A mi mamá, por su paciencia, su amor infinito, sus consejos y por ser mi aliento diario. A mi papá, por apoyarme incondicionalmente y guiarme en este camino. A mis hermanos, por ser parte de mi motivación. A mi abuelita (QEPD), porque se lo prometí. A mis tías, simplemente gracias. A mi director de tesis Camilo Montes por su enseñanza, su dedicación y su disposición incondicional. A Juan David Atencio por su apoyo en el trabajo de campo. A mis amistades por estar en las altas y bajas de este proceso académico. A mí misma, por querer ser mejor cada día. 5 Resumen A partir de trabajo cartográfico se llegó a la digitalización de un mapa geológico que detalla las unidades litoestratigráficas Neógenas, Formación Hibácharo y Formación Tubará, del norte del departamento del Atlántico. El mapa geológico resultado de la digitalización en QGIS de elementos cartográficos obtenidos en campo y en Google Earth Pro, permite visualizar la geología de dos estructuras: sinclinal de Tubará y anticlinal de Sibarco. Ambos pliegues son contemporáneos, tienen sus ejes con rumbo NNE y son casi simétricos, pero el anticlinal es estrecho en comparación a la estructura sinclinal. Los flancos del anticlinal de Sibarco poseen buzamientos muy variables entre 03 y 34°, y los flancos del sinclinal entre 05 y 15°. Tales datos estructurales concuerdan con el buzamiento regional determinado en campo. Además, se determinó una discordancia angular entre lo que corresponde a la unidad de Arcillolitas de Sibarco o la base de la Formación Tubará, la cual tiene ángulos de buzamiento entre 5 y 15°, descansando sobre coquinas bien cementadas de una unidad indiferenciada de la Formación Hibácharo cuyos ángulos de buzamiento están entre 27 y 30°. Las estructuras identificadas y la estratigrafía propuesta, permiten relacionar las Formaciones Hibácharo y Tubará con la tectónica compresiva que tuvo lugar en el Neógeno. Estos resultados obtenidos constituyen una observación valiosa para el desarrollo de futuras investigaciones en el área, además conducen a replantear las discusiones de trabajos en donde no plantean la discordancia angular. Palabras clave: Mapa geológico, unidades Neógenas, discordancia angular, cinturón plegado, secuencia estratigráfica. 6 Abstract Based on cartographic work, a geological map was digitized detailing the Neogene units, the Hibácharo Formation and the Tubará Formation, in the north of the department of Atlántico. The geological map resulting from the digitization in QGIS of cartographic elements obtained in the field and in Google Earth Pro, allows visualizing the geology of two structures: the Tubará syncline and the Sibarco anticline. Both folds have their axes trending NNE and are nearly symmetrical, but the anticline is narrow compared to the syncline structure. The flanks of the Sibarco anticline have highly variable dips between 03 and 34°, and the flanks of the syncline between 05 and 15°. Such structural data is consistent with the regional dip determined in the field. In addition, it was possible to identify an angular unconformity between what corresponds to the Arcillolitas de Sibarco unit or the base of the Tubará Formation, which has dip angles between 5 and 15°, resting on well-cemented coquinas of an undifferentiated unit of the Formation. Hibácharo Formation whose dip angles are between 27 and 30°. The identified structures and the proposed stratigraphy allow to relate the Hibácharo and Tubará Formations with the compressive tectonics that took place in the Neogene. These results obtained constitute a valuable observation for the development of future research in the area, in addition they lead to rethink the discussions of works where the angular unconformity is not raised. Keywords: Geological map, Neogene units, angular unconformity, fold belt, stratigraphic sequence. 7 Contenido Pág. 1. Introducción ......................................................................................................................................................... 9 2. Planteamiento del Problema ............................................................................................................................. 11 3. Objetivos ............................................................................................................................................................. 12 3.1. Objetivo general............................................................................................................................................ 12 4. Área de estudio ................................................................................................................................................... 13 5. Marco geológico ................................................................................................................................................. 15 5.1. Contexto estructural ...................................................................................................................................... 15 5.2. Estratigrafía .................................................................................................................................................. 15 5.2.1. Formación San Cayetano ........................................................................................................................ 16 5.2.2. Formación Péndales ................................................................................................................................ 16 5.2.3. Formación Las Perdices .......................................................................................................................... 16 5.2.4. Formación Hibácharo ............................................................................................................................. 17 5.2.5. Formación Tubará ................................................................................................................................... 17 5.2.6. Formación La Popa ................................................................................................................................. 18 6. Metodología ........................................................................................................................................................ 19 6.1. Recopilación bibliográfica ............................................................................................................................19 6.2. Contactos y Datos estructurales en Google Earth Pro .................................................................................. 19 6.3. Trabajo de campo ......................................................................................................................................... 23 6.4. Empalme del trabajo de campo en Google Earth Pro ................................................................................... 25 6.5. Digitalización en QGis ................................................................................................................................. 26 7. Resultados ........................................................................................................................................................... 29 8. Discusión ............................................................................................................................................................. 31 9. Conclusiones ....................................................................................................................................................... 34 10. Referencias Bibliográficas ............................................................................................................................... 35 8 Lista de figuras Pág. Figura 1. Rasgos tectónicos alrededor de la cuenca Sinú-San Jacinto. Modificado de Güiza et al., (2004). ...........10 Figura 2. Mapa de pendientes del área de estudio. Fuente topógráfica: Modelo Digital de Elevación (MDE), Misión Topógráfica Shuttle Radar (STRM), WGS 1984. ....................................................................................................13 Figura 3. Polígono del área de estudio. Fuente topógráfica: Misión Topógráfica Shuttle Radar (STRM), WGS 1984 ..................................................................................................................................................................................14 Figura 4. Esquema de los criterios visuales usados para trazar los contactos en Google Earth Pro. Modificado de Sterling (2011). .........................................................................................................................................................20 Figura 5. Esquema de vista en corte de los criterios visuales usados para trazar los contactos en Google Earth Pro. Modificado de Sterling (2011). ................................................................................................................................20 Figura 6. Esquema en vista de planta del método para la derivación de buzamientos en Google Earth Pro. Modificado de Sterling (2011). ....................................................................................................................................................22 Figura 7. Ejemplo de los contactos trazados en Google Earth Pro, representados como líneas amarillas, y en rojo las líneas de rumbo utilizadas para indicar los puntos donde derivar buzamientos. ......................................................22 Figura 8. Ejemplo de contactos trazados en campo, representados como líneas amarillas. .....................................23 Figura 9. Estratos aflorantes en la localidad del Chorro de San Luis, alrededor del municipio de Tubará. .............24 Figura 10. Toma de datos de buzamiento en el municipio de Tubará, Atlántico. ....................................................24 Figura 11. Mapa topográfico 17-III-B georeferenciado en Google Earth Pro, en contraste con los contactos trazados previamente en el software. ......................................................................................................................................25 Figura 12. Simbología utilizada en la digitalización de los contactos ......................................................................26 Figura 13. Simbología usada en la digitalización de los datos estructurales. ...........................................................28 Figura 14. Mapa geológico de las unidades Neógenas expuestas en la parte norte del departamento del Atlántico, Colombia. Compilado de Galeano (2020) y trabajo propio. ....................................................................................29 Figura 15. Corte geológico trazado de A-A’ en el mapa geológico. ........................................................................31 9 1. Introducción La dinámica tectónica de convergencia entre las placas Sudamericana y Caribe durante el Terciario (Neógeno) condujo a la formación de los cinturones deformados del Sinú y de San Jacinto (Duque-Caro, 1980). El prisma de acreción conformado por ambos cinturones de pliegues, dispuestos de manera paralela entre sí, ubica al cinturón deformado del Sinú hacia el oeste del cinturón deformado de San Jacinto, separados por la zona de falla de Sinú, de tal manera que el cinturón deformado del Sinú está parcialmente sumergido (Rodriguez, 2020). El régimen contraccional de la zona ocasionó deformación intensa que principalmente afectó rocas de las formaciones de la parte occidental de la cuenca Sinú-San Jacinto. Mientras que hacia la parte oriental se observan plegamientos suaves y amplios en las rocas del Neógeno, con la presencia de fallas inversas en dirección N-S como parte de un sistema de cabalgamiento con vergencia al occidente, además de fallas transversales en dirección NW y algunas NE (Barrera, 2001). Las unidades litológicas del Neógeno presentes en la parte norte del departamento Atlántico están representadas como la Formación Tubará, y la Formación Hibácharo las cuales se depositaron en un ambiente marino-deltaico (Barrera, 2001). La Formación Tubará conforma una serie de colinas al oriente de la población de Juan de Acosta, con dirección N30°E, y constituye la estructura sinclinal de Tubará; junto con parte de los estratos arcillosos de la Formación Hibácharo en sus flancos (Bordine, 1974; Duque-Caro, 1984; Guzmán et al., 2004; Molinares et al., 2012). Tanto la Formación Tubará como la Formación Hibácharo son unidades formales que han sido descritas por Autores como Ortíz (2020), Anderson (1992), Duque-Caro (1980), De Porta (1974), Bueno & Caro (1970), y el reciente trabajo de Galeano (2020) muestra en detalle la estructura y distribución de estas unidades litoestratigráficas al sur de la población de Tubará. 10 Figura 1. Rasgos tectónicos alrededor de la cuenca Sinú-San Jacinto. Modificado de Güiza et al., (2004). La parte norte del departamento del Atlántico se encuentra enmarcada dentro de los Bloques San Jacinto y Sinú Norte, de manera que un mapa geológico la parte Norte del departamento del Atlántico representa la herramienta científica básica y precisa para interpretar aspectos tectónicos, litológicos, ambientales y estratigráficos importantes. Asimismo, sería de gran utilidad para evaluar la existencia de recursos minerales e hídricos, y para establecer vinculaciones genéticas entre unidades y eventos. Por lo tanto, en este trabajo se presenta un mapa geológico de las unidades litoestratigráficas Neógenas de la parte norte del Atlántico cartografiadas en campo y en imágenes satelitales, como continuación del trabajo de Galeano (2020) hacia el norte del municipio de Tubará. 11 2. Planteamiento del Problema La cartografía geológica es una herramienta indispensable desde el punto de vista científico, económico, ambiental y social, ya que apoya las políticas de gestión de recursos (agua, roca, industriales, minerales, entre otros), de medio ambiente, ordenamiento territorial, prevención de riesgos geológicos y de políticas económicas (Romão & Cunha, 2012). De tal forma que todas las actividades geocientíficasapoyadas en la cartografía geológica ponen a disposición información muy útil e importante. Los mapas geológicos, por ejemplo, se sustentan principalmente de la cartografía y se complementan con tecnología de imágenes satelitales y Sistemas de Información Geográfica para dar como resultado la representación en 2D de elementos geológicos que afloran en superficie y los fenómenos que los afectaron en el pasado. La cartografía geológica en el departamento del Atlántico ha sido trabajada por varios autores como Galeano (2020), Barrera (1998), Huguett (1988), Bueno (1970), Henao (1951), French & Schenk (2004) pero presentan variación en cuanto a las escalas, precisión y continuidad de las unidades litoestratigráficas, o no tienen como finalidad presentar un mapa geológico. En general, la cartografía geológica y los trabajos de campo e investigaciones son muy escasos. Además, la historia geológica del área aún tiene vacíos, historia que está ligada a los procesos de la cuenca Sinú - San Jacinto, cuya interpretación requiere de estudios detallados y de carácter regional como este. Por tanto, esta contribución pretende integrar y actualizar la información geológica de la parte norte del departamento del Atlántico en pro del desarrollo de hipótesis o conclusiones que se puedan hacer con base a la geometría de pliegues, la ley de superposición, la ley de horizontalidad, la ley de continuidad lateral, y relaciones litoestratigráficas mediante observaciones en el mapa geológico a realizar. De tal forma se podría responder, por ejemplo, si existe contemporaneidad entre el sinclinal de Tubará y la estructura anticlinal de Sibarco. Por otro lado, el estudio de Huguett (1988) indica presencia de recurso hídrico subterráneo en la cuenca, respecto a ello, el mapa geológico puede servir para inferir la localización de dicho recurso Adicionalmente, con el mapa geológico se pueden mejorar los planes de ordenamiento territorial de esta zona del Atlántico. 12 3. Objetivos 3.1. Objetivo general Crear un mapa geológico integrado y actualizado de las unidades litoestratigráficas Neógenas del norte del departamento del Atlántico para identificar estructuras y plantear conclusiones mediante observaciones. 3.2. Objetivos específicos • Continuar y expandir las observaciones del trabajo de Galeano (2020) hacia el norte. • Refinar los contactos litoestratigráficos de las unidades aflorantes en el área de estudio. • Identificar estructuras tales como pliegues, fallas y discordancias. • Comprender la estructura 3D de los cuerpos de roca presentes. • Entender las relaciones estratigráficas de las unidades Neógenas de la zona, respecto al cinturón Plegado de San Jacinto. • Plantear relaciones de eventos y estructuras del norte del Atlántico con el Cinturón plegado Sinú - San Jacinto. 13 4. Área de estudio El área se ubica en el departamento del Atlántico, comprende municipios como Tubará, Puerto Colombia, Baranoa y Galapa, cubriendo así una extensión de aproximadamente 298 𝑘𝑚2 (Figura 2). En dicha área de estudio se distinguen dos paisajes: las colinas y las zonas planas. Las colinas alcanzan valores de hasta 400 metros sobre el nivel del mar y ocupan la parte occidental y central del área. Tubará, Juan de Acosta y El Morro son algunas colinas que se destacan en este paisaje. Mientras que la parte oriental del área de estudio contrasta con ese relieve montañoso, pues es un relieve casi plano formado por sedimentos recientes de origen fluvial y eólico (Barrera, 2001). Figura 2. Mapa de pendientes del área de estudio. Fuente topógráfica: Modelo Digital de Elevación (MDE), Misión Topógráfica Shuttle Radar (STRM), WGS 1984. 14 Esta zona del departamento, limitada por el río Magdalena hacia el este y por el mar Caribe hacia el noroeste, se caracteriza por tener un ecosistema propio de bosque tropical seco con temperaturas alrededor de 35ºC y precipitaciones entre 500 y 1.400 mm/año, según el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM). Las temporadas de lluvias son en los meses de Septiembre a Noviembre y durante el mes de Abril, y las temporadas secas se extienden de Diciembre a Marzo y otra de Junio a Agosto. Por ende, es típico encontrar los afloramientos de roca cubiertos por la espesa vegetación en épocas de lluvia, y solo quedan expuestos en arroyos, canteras o en carreteras. Por el contrario, durante la época seca del año los árboles pierden sus hojas, dejando alfombras de hojas en el suelo que solo permiten ver los afloramientos de roca cuando van siendo movidas por la brisa. Figura 3. Polígono del área de estudio. Fuente topógráfica: Misión Topógráfica Shuttle Radar (STRM), WGS 1984. 15 5. Marco geológico 5.1. Contexto estructural Los cinturones plegados del Sinú y San Jacinto ubicados en el norte de Colombia crean una cuña de sedimentos que, aunque es de pendiente topográfica muy baja, alcanza hasta 12 km de espesor y ha sido acrecionada en el margen occidental durante el Cenozoico; de tal magnitud que el acortamiento general es de al menos 110 km, con una tasa de acortamiento de 1 a 2 cm por año (Toto & Kellogg, 1992). Autores como Kellogg et al. (2005) y Flinch (2003) proponen que el prisma de acreción, que tectónicamente limita al noroeste con la falla marginal del Caribe Sur y al sureste con la zona de falla de Romeral, se caracteriza por un cabalgamiento inverso con vergencia al oeste (NNE-SSW), y que el momento de deformación del cinturón de San Jacinto es Pre-Oligoceno a Mioceno medio y del cinturón de Sinú es Cuaternario a Plioceno. Además, ambos cinturones tienen fallas inversas con buzamientos de 30° - 40° y rumbo entre N30°E - N40°E, y en ocasiones llegan a tener 60° de buzamiento (Reyes et al., 2001). El Cinturón Plegado de San Jacinto forma una cadena de serranías discontinuas y cerros, una de estas estructuras que más se destaca en el departamento del Atlántico es el sinclinal Tubará, un pliegue asimétrico ancho constituido por la Formación Tubará, cuyo flanco oriental es más empinado, y el cierre estructural es estrecho (Barrera, 2001). De acuerdo a Galeano (2020) hay unidades en el sector de Tubará que presentan cambios faciales laterales, como es el caso de la unidad de Areniscas de Arroyo de Piedra (Plta) que se compone de areniscas conglomeráticas de grano grueso a medio hacia la parte sur y areniscas calcáreas al norte, presentando además cambios de espesor. 5.2. Estratigrafía La estratigrafía de la parte norte del departamento del Atlántico contiene rocas sedimentarias y sedimentos de edad Paleoceno superior hasta el presente. De manera que la secuencia sedimentaria Neógena expuesta en dicha zona del departamento, que comprende la parte nororiental del Cinturón Plegado de San Jacinto, está compuesta por una sucesión regresiva, espesa y principalmente siliciclástica intercalada con secuencias biogénicas discontinuas (Guzmán et al., 2004; Aguilera, 2011). Las principales unidades litoestratigráficas de la secuencia sedimentaria son: 16 5.2.1. Formación San Cayetano Unidad compuesta de arenitas líticas arcosas desde conglomeráticas a grano fino, cemento silíceo y calcáreo, con intercalaciones de lodolitas con arenas finas a medias con cemento calcáreo y abundante yeso y sulfuro, es decir, una unidad de origen turbidítico (Guzmán et al., 1994; Duque-Caro, 1972, 1973, 1978). Se ha sugerido que es de edad Paleoceno Superior a Eoceno medio, y su límite superior es discordante con la Formación Las Perdices, y le infrayace la Formación Cansona (Clavijo & Reyes, 1996; Duque-Caro et al., 1991). 5.2.2. Formación Péndales Unidad compuesta por conglomerado polimíctico mal seleccionado en matrizarenosa, e intercalaciones de areniscas de grano grueso, representando el Eoceno, además reposa de forma discordante sobre la Formación Luruaco, y está expuesta principalmente hacia la parte del litoral (Barrera, 2001; Henao, 1951). Según Barrera (2001) el sector donde aflora esta unidad tiene perturbación tectónica y aflora de manera aislada entre sí. Por ello, la posición estratigráfica de esta unidad consiste en que su contacto con la Formación San Cayetano y su contacto superior con las unidades suprayacentes no sea visible o se interprete como inconforme, aunque con la Formación Las Perdices el contacto sí logra ser distinguido por un cambio de pendiente entre los conglomerados de la Formación Péndales y la topografía suave de la Formación Las Perdices; Además, se puede describir como un contacto fallado según las relaciones estratigráficas y estructurales. Respecto a la edad, se sugiere tentativamente que es Eoceno medio a superior, de manera que parece ser que la unidad es contemporánea o antecede al depósito de conglomerados de la Formación Arroyo de Piedra. Teniendo en cuenta tal posición estratigráfica y edad, Barrera (2001) y Guzmán et al. (2004) plantean que la Formación Péndales es el equivalente de la Formación Maco en el anticlinorio San Jacinto. 5.2.3. Formación Las Pérdices Unidad de edad Oligoceno, compuesta de lodolitas grises, físiles en capas delgadas, e intercalaciones de areniscas de grano fino en capas delgadas, y su edad corresponde al Oligoceno Superior - Mioceno Inferior (Barrera, 2001). 17 5.2.4. Formación Hibácharo Es una secuencia transgresiva compuesta de limolitas negras carbonosas, lodolitas grises y amarillas, areniscas de grano fino y costras de oxidación estratiformes, con esporádicos niveles bioclásticos; y aflorando hacia la base están capas gruesas de arenitas suprayacidas por las arenitas de grano fino (Barrera, 2001). Esta unidad se depositó durante el Mioceno medio, y luego entre el Mioceno tardío y el Plioceno se depositaron secuencias costeras sobre secuencias de ambientes de plataforma (Bermudez, 2016). Según Barrera (2001) el contacto inferior de esta unidad es aparentemente concordante con la Formación Las Perdices, en cambio el contacto superior con la Formación Tubará es discordante. La formación aflora principalmente en las serranías de Piojó y Tubará (Ortíz, 2020). 5.2.5. Formación Tubará Esta unidad corresponde a un ambiente marino somero, hacia el tope se caracteriza por calizas terrígenas y areniscas de grano fino con presencia de fragmentos de bivalvos (Guzmán et al., 2004). Hacia la base presenta alternancia entre areniscas conglomeráticas y conglomerados con clastos de cuarzo lechoso, limolitas, chert y rocas igneas en una matriz arenácea, tambien contiene areniscas en capas gruesas intercalada con arcillolitas y lodolitas (Lozano, 2014). De acuerdo a Barrera (2001), la Formación Tubará constituye el sinclinal de Tubará; Aunque, cabe resaltar que la Formación Tubará ha sido motivo de confusión y discusión a causa de la frecuencia en los cambios de facies y las imprecisiones estratigráficas en sus límites. El trabajo de Henao (1951) indica que esta unidad es muy fosilífera, sobre todo de moluscos que han sido descritos por Anderson (1929) y le asigna una edad de Mioceno Medio. Según Ortíz (2020) las unidades Neógenas, Formación Hibácharo y Formación Tubará, corresponden a un ambiente deltaico, con evidencia que indica predominancia de procesos fluviales en el sistema deltaico, aunque hacia el Plioceno se tienen depósitos de transición entre plataforma y frente playa con presencia de coquinas al final de cada ciclo, posiblemente relacionado a la dominancia del oleaje en el sistema deltaico; Asociando así cambios en los espesores y los patrones estratigráficos con eventos de erosión/depositación causados por la migración del paleo- delta del río Magdalena. 18 5.2.6. Formación La Popa El autor Barrera (2001) indica que esta Formación hace parte de las unidades del Cuaternario, y se depositó en condiciones de depositación fluvial muy similar a la actual; Consta de calizas amarillas con bloques de arrecifes coralinos, arcillas micáceas, arcillas arenosas, caliza porosa arrecifal y caliza maciza de arrecifes coralinos. 19 6. Metodología 6.1. Recopilación bibliográfica La metodología consistió inicialmente en la compilación, análisis y evaluación de la información cartográfica y geocientífica existente y disponible del área con el propósito de hacer un diagnóstico sobre el estado del conocimiento geológico que se tiene de dicha área de estudio. Se revisaron de manera general las memorias de las planchas 16-17 del INGEOMINAS (Barrera, 2001), así como los trabajos de Galeano (2020), Ortiz (2020), Fernández (2020), Barrera (1998), Huguett (1988), Bueno (1970), Henao (1951), ANH (2006), French & Schenk (2004), Lozano (2014) y Burgos (2020). De esta bibliografía, las planchas geológicas y el trabajo de Galeano (2020) son las que muestran como resultado mapas que tienen buena resolución e información más reciente, lo cual es importante para la realización de este trabajo, y no implican mucha discordia en cuanto a la nomenclatura y la posición estratigráfica empleadas en ellos. 6.2. Trazado de contactos litológicos y derivación de datos estructurales en Google Earth Pro Luego de conocer la información bibliográfica, la metodología fundamentalmente consistió en la observación y digitalización de estructuras en imágenes satelitales disponibles en Google Earth Pro trazando líneas que indican los contactos, usando la base de cada capa litológica reconocible en la imagen satelital (Ver figura 4). Por ello, este trabajo es fundamentalmente basado en sensores remotos. 20 Figura 4. Esquema de los criterios visuales usados para trazar los contactos en Google Earth Pro. Modificado de Sterling (2011). Figura 5. Esquema de vista en corte de los criterios visuales usados para trazar los contactos en Google Earth Pro. Modificado de Sterling (2011). 21 Para trazar los contactos con certeza en el programa, se hizo necesario ajustar las herramientas ‘Inclinación’ y ‘Brújula’, logrando así visualizar desde distintos ángulos y orientación la imagen satelital, de tal manera que se identificara correctamente el plano estructural. Asimismo, recurrir a fechas anteriores o posteriores en las cuales el plano no estuviese cubierto por la vegetación o nubosidad, y también tener en cuenta la regla de las “v”, sobre todo al trazar unos contactos inferidos cuya continuidad no era distinguible. La configuración de la exageración vertical en Google Earth Pro también se modificaba entre 0 y 3 para identificar con mejor precisión los cambios topográficos que en ocasiones coincidían con la base de las capas. En base a esto, se identificaron los planos estructurales, la contrapendiente de cada uno de estos y las base de las capas. Todas estas herramientas fueron usadas también para derivar datos estructurales de manera cualitativa, es decir, juzgando visualmente el buzamiento de los planos para caracterizarlo como buzamiento alto, medio o bajo. En Google Earth Pro, además, se derivaron datos de buzamiento y dirección de buzamiento usando la regla de los tres puntos. Se trazaron dos líneas de rumbo paralelas entre sí para cada contacto que lo permitiese: una para la elevación mayor y otra para indicar la elevación menor, buscando siempre una diferencia de elevación de más de 100 m. Luego, se usó la herramienta ‘Regla’ en Google Earth Pro, se trazó una línea perpendicular a las dos líneas de rumbo. Así se obtuvo el datode dirección de buzamiento y el de la distancia por el rumbo (b), que corresponde al cateto adyacente al ángulo de buzamiento. Teniendo dichos datos, se calculó la diferencia de elevación (a), correspondiente al cateto opuesto al ángulo de buzamiento, y se realizó la siguiente operación matemática para obtener el ángulo de buzamiento: Fórmula 1. Fórmula trigonométrica para el cálculo de ángulos de buzamientos. 22 Figura 6. Esquema en vista de planta del método para la derivación de buzamientos en Google Earth Pro. Modificado de Sterling (2011). Figura 7. Ejemplo de los contactos trazados en Google Earth Pro, representados como líneas amarillas, y en rojo las líneas de rumbo utilizadas para indicar los puntos donde derivar buzamientos. 23 6.3. Trabajo de campo Los procesos de digitalización de mapas geológicos suelen llevar un reconocimiento en campo útil para la verificación de observaciones. El trabajo de campo se realizó alrededor del municipio de Tubará, principalmente hacia la parte NW de este, durante 2 días del mes de Febrero del año 2022 como método de control de los contactos y los datos estructurales que se derivaron en Google Earth Pro. En la salida de campo se llevaron a cabo las siguientes actividades: cartografía geológica, descripción de la litología, toma de datos de buzamiento y transectas. Las herramientas utilizadas fueron: Brujula Brunton, martillo geológico, lápiz, transportador y lupa cartografiando sobre el mapa topográfico de la plancha 17-III-B del año 1976 a escala 1:25000 del Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Dicho mapa se utilizó como base topográfica y guía de vías de acceso, de manera que sobre él fue graficada toda la información de carácter geológico recolectada en campo, como contactos estructurales siguiendo la regla de las “v”, datos de las visuales hechas desde puntos altos e identificados en el mapa, descripción de la litología, datos de buzamiento y los recorridos. Figura 8. Ejemplo de contactos trazados en campo, representados como líneas amarillas. 24 Figura 9. Estratos aflorantes en la localidad del Chorro de San Luis, alrededor del municipio de Tubará. El trabajo de campo se llevó a cabo durante una época seca del año, por lo tanto, había poca vegetación y se logró tomar datos estructurales y descripciones litológicas de varios afloramientos expuestos, lo cual es positivo sobre todo para definir los contactos y estructuras geológicas. Figura 10. Toma de datos de buzamiento en el municipio de Tubará, Atlántico. 25 6.4. Empalme del trabajo de campo en Google Earth Pro Se georeferenciaron en el software QGIS 3.24.0 los mapas topográficos de las planchas 17-III-B y 17-ID del año 1976 a escala 1:25000 del Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Posteriormente se importaron los archivos georreferenciados de ambos mapas en Google Earth Pro, sirviendo de base topográfica para armonizar, precisar y corregir los contactos trazados en campo con los trazados en Google Earth Pro. Se señalaron los puntos donde se tomaron datos estructurales en campo, entonces se relacionaron y compararon con los datos de buzamiento derivados en Google Earth Pro. Adicionalmente, con la herramienta ‘Polígonos’ de Google Earth Pro, se realizó un esquema de polígonos para representar cada unidad litoestratigráfica con los contactos trazados hasta el momento, teniendo como referencia los polígonos del mapa de Galeano (2020) y las planchas geológicas 16-17. Figura 11. Mapa topográfico 17-III-B georeferenciado en Google Earth Pro, en contraste con los contactos trazados previamente en el software. 26 6.5. Digitalización en QGis La información resultante de los procesos anteriores, más la configuración de polígonos que representan las unidades de los contactos trazados, permitieron la elaboración de un mapa geológico en el software QGIS 3.24.0. En primer lugar, se importó la capa ráster correspondiente al DEM STRM de la zona obtenido del sitio web USGS a una resolución de 30 m/pixel, luego sobre este se importaron las capas vectoriales de todos los contactos, datos estructurales, y polígonos, en general todo el proyecto trabajado en Google Earth Pro. Cuyas capas de Google Earth Pro se convirtieron de archivo kml a tipo shape en QGIS. En este punto, se georeferenció el mapa de Galeano (2020) y la plancha geológica 16-17 del Instituto de Investigación e Información Geocientífica, Minero-Ambiental y Nuclear INGEOMINAS- cuyo autor es Barrera (1998), ajustando la transparencia para contrastar con el esquema de los polígonos hecho en Google Earth Pro y completar partes donde no se tenían contactos para cerrar los polígonos concretamente. Es decir, los mapas georeferenciados sirvieron de guía para darle continuidad a los contactos que no fueron visibles ni pudieron ser inferidos en Google Earth Pro. De tal manera que, para el área de estudio, en el mapa se establecen como ‘Contactos Inferidos’ estos trazos derivados de Galeano (2020) y la plancha geológica mencionada, más los contactos ocultos por la vegetación o poco distinguibles que fueron inferidos en Google Earth Pro, mientras que los contactos distinguibles en Google Earth Pro se establecieron como ‘Contactos Observados’. Adicionalmente se digitalizaron los contactos trazados en campo. Figura 12. Simbología utilizada en la digitalización de los contactos. a) Simbología para los contactos inferidos y derivados de Galeano (2020) y Barrera (1998): línea punteada, color negro. b) Simbología para los contactos observados en Google Earth Pro: línea continua, color negro. 27 c) Simbología para los contactos del Cuaternario: línea continua delgada, color gris. d) Simbología de los contactos trazados en campo: línea continua, color verde. Posteriormente, con la herramienta ‘Unir polígonos vectoriales’ se unieron las capas de los contactos observados, contactos inferidos, cuaternario y zona de estudio, para obtener una sola línea que represente el contacto entre unidades litoestratigráficas, y esas líneas se convirtieron en polígono con la herramienta ‘Poligonizar’. Una vez obtenidos los polígonos se categorizaron de acuerdo a la unidad litoestratigráfca que representan, la cual fue asignada en la tabla de atributos de la capa de polígonos con base a la nomenclatura de Galeano (2020), y así cada unidad se representó con un color diferente. Posteriormente se importaron las capas del mapa de Galeano (2020), para unirlas y armonizarlas con los polígonos de este trabajo. Los puntos de los datos estructurales de Galeano (2020), que incluyen los del Servicio Geológico Colombiano (SGC), más los que fueron tomados en campo, junto con los derivados en Google Earth Pro, se les asignó la simbología adecuada para poder representar la dirección de buzamiento. Un símbolo CVG fue usado para que tomara la inclinación dada por el dato de la columna de ángulo de buzamiento en la tabla de atributos, agregándosele como etiqueta el dato de buzamiento. Lo anterior, se hizo luego de haber hecho la corrección de la dirección de buzamiento, pues se le sumó 90° a dicho dato para que coincidiera con la orientación norte en QGIS 3.24.0. 28 Figura 13. Simbología usada en la digitalización de los datos estructurales. a) Simbología para los datos estructurales tomados en campo. b) Simbología para los datos de Galeano (2020). c) Simbología para datos estructurales cuantitativos derivados de Google Earth. d) Simbología para los datos estructurales cualitativos derivados de Google Earth: A- Buzamiento alto M- Buzamiento medio B- Buzamiento bajo e)Simbología para datos estructurales del Servicio Geológico Colombiano. Por último, se agregó la simbología de las estructuras de los pliegues, los volcanes de lodo y las fallas, asimismo agregué la nomenclatura de las unidades litoestratigráficas como etiqueta a cada polígono. Todas las capas creadas en el proyecto están en el sistema de coordenadas WGS 84 (World Geodetic System 1984), y en el mapa se usó la misma nomenclatura estratigráfica usada por Galeano (2020). 29 7. Resultados Figura 14. Mapa geológico de las unidades Neógenas expuestas en la parte norte del departamento del Atlántico, Colombia. Compilado de Galeano (2020) y trabajo propio. De manera general, en el mapa podemos ver que en la parte norte del Atlántico afloran principalmente rocas sedimentarias del Paleógeno y Neógeno, las cuales están en algunas zonas parcialmente cubiertas por depósitos cuaternarios de distinto origen: eólico, lacustre, fluvial, coluvial y marino, asociado a los ambientes geológicos y morfogenéticos de la zona. Las rocas sedimentarias expuestas se encuentran plegadas configurando pliegues anticlinales y sinclinales. El mapa geológico nos muestra que las unidades litológicas hacia la parte nororiental de Tubará no presentan contactos claros y continuos, mientras que en el sector de Tubará y hacia la parte NW de este se tiene continuidad en los contactos, aunque el espesor de las unidades allí es muy variable; De hecho, algunas unidades llegan a 30 adelgazarse totalmente, por ejemplo, las Areniscas Cerro de la Viuda en el flanco occidental del Sinclinal de Tubará. En cuanto a la parte litoral, están los depósitos de playa junto con acantilados de la unidad Arcillolitas de Sibarco (Mha), la unidad indiferenciada de la Formación Hibacharo (Mhi) y la Formación La Popa (Qpp). La estructura principal en el área de estudio es el Sinclinal de Tubará, conformado por unidades Neógenas y caracterizado por sus flancos casi simétricos hacia esta parte norte del Atlántico, siendo el flanco occidental el que presenta una inclinación un poco mayor. Además, el mapa geológico (Ver figura 15) muestra que la estructura tiene un rumbo NNE y en su extremo norte un cabeceo al SSW en un cierre estrecho, que contrasta con su extremo sur, donde el cierre es más amplio. El núcleo de la estructura sinclinal está formado por la unidad Areniscas Arroyo de Piedra y en los flancos por la unidad Areniscas Cerro de la Viuda y la unidad Areniscas de Pajuancho. Otra estructura distinguida es el Anticlinal de Sibarco, el cual es estrecho, tiene ángulos de buzamientos entre 03° y 10°, pero también hay datos de 15° hasta 34°, cuya diferencia en los ángulos es más notoria en la unidad Areniscas Cerro de la Viuda. Mientras que las Arcillolitas de Sibarco y la unidad indiferenciada de la Formación Tubará poseen ángulos de buzamiento que varían muy poco entre sí, se mantienen bajos. Sin embargo, ambos conjuntos de datos de buzamiento son coherentes en el estudio, pues en el trabajo de campo se determinó que el buzamiento regional alrededor del municipio de Tubará es de 08 a 11°, y que varios planos con buzamiento de aproximadamente 20° pueden corresponder a clinoformas. En cuanto al rumbo de las 3 unidades que conforman este pliegue es prácticamente el mismo, en dirección NNE. En este orden de ideas, se puede contrastar que el anticlinal de Sibarco es estrecho, en comparación a la amplia estructura que forma el sinclinal de Tubará, pero ambos pliegues tienen el mismo rumbo. A partir del mapa, también se definió una discordancia a la base de las Arcillolitas de Sibarco, una discordancia angular cerca la localidad del Chorro de San Luis definida por estratos arenosos y arcillosos con ángulos de buzamiento entre 5 y 11°, descansando sobre rocas calcáreas (coquinas bien cementadas) con buzamientos entre 27 y 30°. De acuerdo a mapas anteriores de la zona (Galeano, 2020; Barrera, 1998) correlacioné la unidad arenosa- arcillosa con la unidad de Arcillolitas de Sibarco (Mha) y la base de la Formación Tubará. La unidad que se encuentra por debajo de la discordancia la correlacioné con una unidad más antigua, pero indiferenciada de la Formación Hibacharo (Mhi). El mapa geológico (Figura 12) muestra el trazo de la discordancia definiendo una ventana debajo de la cual afloran las rocas calcáreas. Además, en el trabajo de campo realizado para esta investigación, se reconocieron unas areniscas lodosas que podrían ser parte de la unidad de Arcillolitas de Sibarco o la base de la Formación Tubará, descansando sobre las calizas en la localidad del chorro de San Luis. 31 8. Discusión El departamento del Atlántico está enmarcado por una geología relativamente sencilla, ya que solo afloran rocas sedimentarias del Paleógeno y Neógeno, tal como lo dice Mendivelso et al. (2010) y lo demuestra nuestro mapa de la figura 15. Sin embargo, respecto a la estratigrafía, tanto el departamento del Atlántico como parte del departamento de Bolívar, presentan secuencias estratigráficas con características muy particulares, y esto en gran parte se debe a la dinámica tectónica de la zona, dentro del bloque Sinú-San Jacinto. Por ejemplo, el sistema de fallas de Romeral está teniendo control en la sedimentación de las unidades litoestratigráficas del Mioceno medio, además del control estructural a causa del Lineamiento del Sinú (Mendivelso et al., 2010). La secuencia estratigráfica en el área de estudio queda definida de la siguiente manera: la unidad Turbiditas de Luruaco (Psct) perteneciente a la Formación San Cayetano de edad Paleoceno Tardío a Eoceno Temprano se depositó, según Ortíz (2020), posterior a la colisión del plateau del Caribe conformando el anticlinorio de Luruaco, junto con la Formación Pendales (Epc), con la cual denota una inconformidad debido al contraste litológico. De manera discordante suprayacen las unidades Neógenas, con la Formación Hibacharo (Mhi) de edad Mioceno en discordancia angular con la Formación Tubará (Pltv) de edad Pleistoceno. Después, la unidad Conglomerados del Vaivén (Cv) depositada en la parte SSW del flanco occidental del Sinclinal de Tubará, fallada en el tope de acuerdo a la falla inferida de Galeano (2020). Finalmente, el Cuaternario, representado por la Formación La Popa (Qpp) y los depósitos eólicos (Qe), coluviales (Qa) y de playa (Qp), depositado sobre las unidades Neógenas. Figura 15. Corte geológico trazado de A-A’ en el mapa geológico. A través del corte geológico podemos reafirmar la existencia de una discordancia angular, entre lo que corresponde a las Arcillolitas de Sibarco (Mha) o la base de la Formación Tubará y la unidad indiferenciada de la Formación Hibácharo (Mhi). Sin embargo, la unidad de coquinas bien cementadas, es decir la Formación Hibácharo, ha sido cartografiada como Formación La Popa en la plancha 16-17 realizada por Barrera (1998) y como Coquinas de Juaruco en el trabajo de Galeano (2020). Es decir, la ubican como una unidad del Cuaternario, y no plantean la discordancia. 32 En este orden de ideas, considero que la discordancia identificada en el Mioceno superior tiene sentido si analizamos que hay una discontinuidad que ha sido previamente planteada por Duque-Caro et al. (1991), relacionándola con los eventos tectónicos ocurridos durante el Mioceno medio, teniendo como evidencia la marcada superficie de erosión y las diferencias en los buzamientos en el contacto entre las Formaciones Hibácharo y Tubará. Así mismo, Barrera (2001) menciona que la base de conglomerado matriz soportado en arenitas gruesas con gránulos y güijos de cuarzo, chert, cuarcitas y rocas volcánicas descansa sobre la Formación Hibácharo, ya que ambas formaciones están separadas por una superficie de erosión e identifica una diferencia angular menor a 10° entreellas, proponiendo una inconformidad angular en este contacto. Según Henao (1951) también hay discordancia en el sector de Tubará, aunque le ubica en el Mioceno medio. Al respecto, sería interesante hacer más actividades de campo, de cartografía, para conocer si esa discontinuidad que mencionan Barrera (2001) y Duque-Caro et al. (1991), es la misma que reconocimos en este trabajo. Al determinarse esta discordancia angular entre las arcillolitas de Sibarco o la base de la Formación Tubará y la unidad indiferenciada de la Formación Hibacharo, pueden replantearse tanto los resultados del trabajo de Galeano (2020), como también las discusiones planteadas en la memoria explicativa de las planchas 1617 del Instituto de Investigación e Información Geocientífica, Minero-Ambiental y Nuclear, cuyo autor es Barrera (1998). Así mismo, se deben tener ciertas consideraciones con las interpretaciones hechas por Ortiz (2020) en su trabajo a partir de los resultados de Galeano (2020) y Barrera (2001), ya que, entre otras cosas, el registro estratigráfico fue indispensable en su investigación para inferir las migraciones del paleo-delta del río Magdalena. Referente a la descripción de los pliegues, la de este trabajo coincide con la hecha por Barrera (2001) y Galeano (2020). Aunque Galeano (2020) expresa que el sinclinal de Tubará es un pliegue asimétrico, en este trabajo es descrito como casi simétrico, y de igual forma lo describe Barrera (2001), como una estructura ligeramente asimétrica. El corte, además, indica contemporaneidad entre el sinclinal de Tubará y el anticlinal de Sibarco. De manera que el estilo estructural de la zona, de acuerdo a las estructuras presentes y las edades de las unidades que las conforman, se puede asociar con la tectónica compresiva del Neógeno. Dicha actividad tectónica se vincula con el Cinturón Plegado de Sinú-San Jacinto. Respecto a la unidad indiferenciada de la Formación Hibacharo (Mhi), esta parece tener una estructura imbricada, lo cual se puede atribuir a fallas de cabalgamiento. Pues, según Kellogg et al. (2005) en este estilo de deformación las rocas sedimentarias por encima de un despegue se deforman independientemente del basamento cristalino; agregando que los pliegues vertiginosos del noroeste y las fallas de cabalgamiento de la zona tienden aproximadamente N20°E. A partir de la sección geológica hecha también se puede discutir la continuidad de la 33 unidad indiferenciada de la Formación Tubará, puesto que puede corresponder a la unidad Areniscas de Pajuancho que encontramos en el sinclinal de Tubará, y haría parte del anticlinal de Sibarco. Finalmente, cabe destacar que con la metodología usada no se logró identificar en el área de estudios las fallas que mencionan autores como Mendivelso et al. (2010), Barrera (2001) y la plancha geológica 16-17 del Instituto de Investigación e Información Geocientífica, Minero-Ambiental y Nuclear -INGEOMINAS. Teniendo en cuenta que las fallas pueden estar cubiertas por los extensos y espesos depósitos cuaternarios. 34 9. Conclusiones La recopilación del trabajo cartográfico en el norte del departamento del Atlántico permitió concluir que en el área de estudio se tienen dos pliegues importantes, que son el anticlinal de Sibarco y el sinclinal de Tubará, además de la discordancia angular que se definió entre lo que corresponde a la unidad Arcillolitas de Sibarco o la base de la Formación Tubará y la unidad indiferenciada de la Formación Hibácharo, siendo esta última la más antigua. Los criterios para definir la discordancia fueron netamente cartográficos, es decir, basándose en buzamientos y litología. De tal forma que este trabajo representa una nueva cartografía del norte del departamento del Atlántico necesaria para ampliar el conocimiento de la evolución estructural y sedimentaria de la zona. Esta cartografía representa un gran avance sobre los trabajos previos, pues en ella se plasman nuevas observaciones estratigráficas y de estructuras geológicas. De hecho, en base a la discordancia angular propuesta se considera conveniente revisar las observaciones que se han hecho en trabajos previos (Galeano, 2020; Ortíz, 2020; Barrera 2001) en donde no plantean dicha discordancia. Cabe resaltar finalmente que la cartografía geológica usando imágenes satelitales es una buena metodología, ya que permite hacer el trabajo cartográfico en lugares de difícil acceso, economizar los gastos económicos que conllevan las actividades de campo y, quizá, implica menos tiempo que en campo. En pocas palabras, es una herramienta versátil para hacer cartografía geológica. 35 10. Referencias Bibliográficas Aguilera, R., (2011). Petroleum Geology of Colombia, Sinú San Jacinto Basins. Geology and Hydrocarbon Potential. Vol. 12. ANH –university EAFIT. Department of Geology. B&G Unión Temporal. (2006). Cartografia Geológica en los cinturones plegados Sinú – San Jacinto: Compilación, Análisis y Evaluación de la información existente. 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