ImpactU Versión 3.11.2 Última actualización: Interfaz de Usuario: 16/10/2025 Base de Datos: 29/08/2025 Hecho en Colombia
Procedencia de las unidades Paleógenas de la cuenca del Catatumbo y su comparación con las cuencas adyacentes: relación con la convergencia de la placa Caribe
Durante el Paleogeno, los procesos de colision de la placa Caribe con la esquina NW de Suramerica originaron procesos morfo-tectonicos sobre elementos corticales del borde de la margen convergente (Cordillera Central, Macizo de Santa Marta); sin embargo, aun se desconocen aspectos importantes de estos procesos en los segmentos internos de la placa continental. Un analisis de procedencia integrada en la sucesion Paleogena de 270 m de la cuenca del Catatumbo, localizada a mas de 300 km de la margen de colision, permite establecer si los sedimentos orogenicos proceden de las areas emergidas en la margen colisional o de otras areas intraplaca. Nuevos analisis de termocronologia en el sistema (U-Th)/He en apatitos detriticos y paleotermometricos por reflectancia de la vitrinita en estas rocas del Paleogeno indican el grado de enterramiento y la temporalidad de la exhumacion. Las caracteristicas composicionales de las areniscas (20 muestras) y minerales pesados (7 muestras), junto con las edades U/Pb de poblaciones de circones detriticos (7 muestras), permiten definir dos tendencias principales en la procedencia. La primera esta relacionada con las rocas maduras del Paleoceno inferior (Formacion Barco) y Eoceno inferior a medio (Formacion Mirador), con un alto contenido de cuarzo, fragmentos liticos sedimentarios y minerales ultraestables. La segunda tendencia pertenece a las areniscas inmaduras de afinidad composicional Paleoceno superior (Formacion Cuervos) y Eoceno superior (Formacion Carbonera), que incluyen fragmentos de roca metamorficos y volcanicos, aumento en el contenido de feldespatos en rocas de la Formacion Carbonera, y la presencia de minerales inestables como clorita, epidota y biotita. En contraste con este cambio en la inmadurez composicional entre unidades del Paleogeno de la cuenca del Catatumbo, la poblacion de edades de los circones detriticos durante el mismo periodo es constante, y dominan las edades de ~900-1500 Ma. Solo dos poblaciones jovenes se reportan. El incremento de la poblacion de edades de edades Jurasicas se concentran hacia el Paleoceno superior (tope Formacion Cuervos) y Eoceno superior (Formacion Carbonera), y circones volcanicos de edad Paleoceno (58-53 Ma) se documentan en rocas del Paleoceno superior. Las edades antes mencionadas, el aumento en las poblaciones de edades Jurasicas y el incremento de feldespatos potasicos junto con asociaciones de minerales pesados inestables sugieren fuentes de aporte de rocas intrusivas y/o volcanicas cercanas al depocentro, y retrabajamiento de coberteras sedimentarias. Estas caracteristicas estan presentes como parte del proceso de exposicion de diferentes niveles estratigraficos y rocas igneas del Macizo de Santander desde el Paleoceno. Esta interpretacion se soporta por la diferencia entre los marcadores de procedencia de la cuenca del Catatumbo con lo reportado en las cuencas de Cesar-Rancheria, las cuales estan mas cercanas al orogeno marginal (Macizo de Santa Marta). Los analisis de termocronologia de baja temperatura por (U-Th)/He en apatitos detriticos (AHe) y de paleotermometria por reflectancia de la vitrinita (Ro%) sugieren que las rocas del Paleogeno en el piedemonte este del Macizo de Santander se enterraron y exhumaron de manera heterogenea y asincronica. Mientras la sucesion del Paleogeno en la seccion norte fue enterrada lo suficiente para alcanzar valores de Ro entre 0.6-1% y para generar edades de exhumacion por encima de 40-80 oC menores de 3.5 Ma, el mismo nivel estratigrafico de la otra sucesion localizada a menos de 20 km hacia el sur, no se enterro lo suficiente para re-iniciar el sistema AHe segun lo indican las edades variables entre ~247 y ~141 Ma. Estos datos permiten plantear la hipotesis que el proceso de enterramiento no es homogeneo a lo largo del piedemonte del Macizo de Santander, y debe corroborarse con estudios mas sistematicos de reflectancia de la vitrinita, termocronologia, y desarrollo de modelos termales computacionales. Los procesos orogenicos asociados con la subduccion de la Placa Caribe y la esquina noroccidental de Sur America, son las principales causas del cambio en la morfologia interna de una cuenca continua con depositos de estratos marinos someros a marginales del Cretacico superior al establecimiento de cuencas continentales intraplaca, como la Cuenca del Catatumbo, desde el Paleoceno medio-tardio. El corto periodo de subduccion de la placa del Caribe, debido a su espesor anomalo, puede ser considerado como un mecanismo para el establecimiento de altos y cuencas intraplaca aisladas en la esquina NW de Suramerica. Abstract During Paleogene time, the collisional process of the Caribbean plateau against the northwestern margin of South America triggered morpho-tectonic responses via uplift and exhumation along the convergent margin (e.g., Santa Marta massif and Central Cordillera). However, only few evidences have been reported about the effects of these processes onto the internal segment of the continental plate. An integrated provenance analysis was carried out on the Paleocene-Eocene succession of the Catatumbo Basin, located 300 km from the collisional margin, in order to establish whether syn-orogenic sediments recorded in the Catatumbo basin were supplied from marginal or intraplate uplifts. Low-temperature thermochronology analyses via (U-Th)/ He in detrital apatites plus vitrinite reflectance data (Ro%) provide evidence of the degree of burial and timing of exhumation of Paleogene rocks. Compositional pattern of sandstones (20 samples), heavy mineral assemblages (7 samples) and detrital zircon age populations (7 samples), indicate two different provenance trends. Quartz-rich sandstones with significant amounts of sedimentary lithic fragments and ultrastable heavy mineral assemblages are found predominantly in the lower Paleocene Barco Formation and lower to middle Eocene Mirador Formation. On the other hand, sandstones of the upper Paleocene Cuervos Formation and upper Eocene Carbonera Formation are compositionally immature. These units exhibit increases in the content of metamorphic and volcanic lithic fragments, unstable heavy minerals (e.g., chlorite, epidote and biotite), and feldspar fragments in upper Eocene sandstones. In contrast to the compositional variation of Paleogene sandstones in the Catatumbo basin, detrital zircon age populations in Paleogene units are remarkably uniform with prevalence of 900-1500 Ma age populations. The only difference is associated with the presence of Jurassic populations (ca 190 Ma) and upper Paleocene populations (58-53 Ma), which are documented in upper Paleocene and upper Eocene sandstones. An increase of feldspar fragments and unstable heavy minerals in conjunction with the close association with Paleocene and Jurassic peaks in detrital zircon age distribution, suggest that different stratigraphic levels of the sedimentary cover, as well as volcanic and/or intrusive rocks of the Santander Massif were exposed since Paleocene time. Provenance markers of the Catatumbo Basin differ from those of the Cesar – Rancheria basins, which are located adjacent to the marginal uplift (Santa Marta Massif). In such marginal basins, Paleocene sandstones are compositional immature with high content of metamorphic and feldspar fragments, predominant zircons age populations younger than ~300 Ma, and a minor proportion of ~900-1500 Ma age population. This suggests that fluvial systems derived from the collisional margin did not reached intraplate basins. Low-temperature thermochronology analyses by (U-Th)/He in apatite (AHe) and vitrinite reflectance paleothermometry (Ro%) indicate diachronic and heterogeneous patterns of burial and upflift/exhumation of the eastern foothills of the Catatumbo basin. Whereas in the northern section Paleogene strata were buried to reach Ro values between 0.6-1% and to record exhumation events above the 40-80oC during the last 3.5 Ma, strata of the same age in another section located 20 km farther south were not buried below of 40-80o C so as to reset the AHe system since the reported ages display a major spread from ~247 to ~141Ma. Taken together, our datasets imply that burial events of Paleogene strata along the eastern Santander Massif foothills were not uniform. Further constrains require more extensive Vitrinite reflectance and low temperature thermochronological analyses and development of computer based thermal models. Orogenic processes associated with the subduction of the Caribbean Plateau at the northwestern corner of South America, are considered as the main causes for internal breakup of the latest Cretaceous marine- to marginal basin and the establishment of continental intraplate basins, like the Catatumbo Basin, since Mid-Late Paleocene. The short period of subduction of the Caribbean plate, may be taken as a feasible mechanism to generate isolated intraplate uplifted areas and basins in the northwestern corner of the South America plate.