Generalidades Del Sistema de Romeral en Cercanias a Medellin

7/25/2019 Generalidades Del Sistema de Romeral en Cercanias a Medellin

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GENERALIDADES DEL SISTEMA DE FALLAS DE ROMERAL EN LASCERCANAS A MEDELLIN

OSWALDO ORDEZ CARMONA (1), MAURICIO VALENCIA MARN (2),HUMBERTO GONZLEZ IREGUI (3), ELIANA CAOLA HERRERA (4), MARACECILIA RUIZ C. (5), ALBA PATRICIA RENDN-RAMIREZ (6), CARLOS RIOS-

RESTREPO (7)

(1) Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medelln, AA. 1027,Medelln, Colombia, e-mail: [email protected]

(2) Grupo de Investigacin en Geomecnica Aplicada, Universidad Nacional de Colombia,

sede Medelln, AA. 1027, Medelln, Colombia, e-mail: [email protected]

(3) INGEOMINAS, Instituto Colombiano de Geologa y Minera, Cl 75 No. 79 A 51,Medelln, Colombia, e-mail: [email protected]

(4) Programa de Ingeniera Geolgica, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medelln,AA. 1027, Medelln, Colombia, e-mail: [email protected]




RESUMENLa Falla de San Jernimo representa la traza mas oriental del Sistema de Fallas de Romeral y

su zona de incidencia transcurre por jurisdiccin de algunos municipios del reaMetropolitana de Medelln. Dinmica y estructuralmente se reconocen al menos tres eventosdeformacionales asociados a su actividad, en regmenes dctil, frgil cohesivo, y frgil nocohesivo. El rgimen tectnico analizado, revela acortamiento E-W y desplazamientosinversos para gran parte de las deformaciones registradas. Localmente, y coincidiendo conuna zona de transferencia, se registran importantes rasgos morfotectnicos, interpretados

preliminarmente como reactivaciones recientes en estructuras satelitales. La traza principalde la zona de falla tiene un rumbo N-S a N15W, con un buzamiento de alto ngulo al E, yexhibe numerosas evidencias, de campo y morfolgicas, que indican la necesidad de reevaluarlos clculos de amenaza ssmica realizados para la ciudad en estudios anteriores.

Palabras clave: Sistema de fallas de Romeral, falla de San Jernimo, Milonitas


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INTRODUCCINRespecto al Sistema de Fallas de Romeral (SFR), se han originado un sinnmero de hiptesise interpretaciones, difundidas por diversos autores a travs de los aos, las cuales giran en

torno a su asociacin genrica a una megasutura de acrecin o zona de transicin entremateriales ocenicos y materiales de afinidad continental.

No obstante, las notables diferencias con respecto al origen, edad, nomenclatura, historiadeformacional y cinemtica del sistema en s, o en su defecto, de cada una de las fallas que sele asocian, son motivo de fuerte controversia.

Este hecho se atribuye a: 1) la disposicin semiparalela de las estructuras de primer y segundoorden, 2) la presencia de gran diversidad de rocas a lado y lado de las trazas, afectadasdinmicamente de forma penetrativa, 3) la historia deformacional de fracturas-fallas,

preexistentes y precursoras, con posibles movimientos diacrnicos y policinemticos, 4) lapersistencia de las trazas principales, continuas en mapas regionales y discontinuas en elcampo, y 5) el dficit de trabajos geofsicos que permitan definir y correlacionar estructurasen profundidad.

En este trabajo se presentan los aspectos mas significativos sobre estructuras asociadas a estesistema de fallas, y en especial, sobre la zona de influencia directa de la falla de SanJernimo, en un tramo cercano a Medelln y localizado entre el municipio de Caldas y la partesuroccidental del Cerro del Padre Amaya (longitud aprox. de 20 km y un ancho de 1 a 2 km).

Sector sobre el cual, aspectos geolgicos, morfotectnicos, estructurales y dinmicos,

favorecen el estudio de tpicos relacionados con el comportamiento de la falla, su importanciaregional, y el potencial de incidencia de sta sobre la valoracin del riesgo ssmico deMedelln.

QUE ES EL SISTEMA DE FALLAS DE ROMERAL?

NomenclaturaEl nombre deRomeralfue inicialmente definido por Grosse (1926) para hacer referencia a un

sobrescurrimiento observado sobre la cuchilla de Romeral, en las cercanas del municipioantioqueo de Heliconia. Posteriormente, con base en estudios de gravedad (Case et al.,1971) y gradientes de velocidad ssmica (Meissner et al., 1976), afirman que la Falla de

Romeralmarca el lmite entre la corteza ocenica al occidente, conformada por las rocas de laCordillera Occidental, y la corteza continental al oriente, constituida por las rocas intrusivas ymetamrficas de la Cordillera Central.

Gonzlez (1977) denomina Sistema de Fallas de Romeral al conjunto de estructurasanastomosadas, limitadas por las fallas Sabanalarga al occidente y San Jernimo al oriente.Woodward Clyde Consultants-WCC(1979), considera que este sistema representa una zonade subduccin cretcea, conformada por fallas anastomosadas de direccin predominante

NNW.Finalmente, Gonzlez y Maya (1995) definen la Falla San Jernimo, segn conclusiones delComit de Nomenclatura del Primer Simposio de Geologa Regional, como la estructura ms


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oriental del SFR y la cual debe corresponder al lmite occidental del material de afinidadcontinental.

Geometra y dinmicaEn cuanto al comportamiento dinmico existen estudios con resultados que difierenampliamente, dependiendo de la zona de anlisis y del autor. Entre ellos, Grosse (1926)afirma que Romeraltiene las caractersticas de una falla de alto ngulo, buzante al E, y congrandes desplazamientos verticales; Gonzles (1974) sostiene que por las caractersticas en la

parte sur de la falla principal, con un ngulo de inclinacin alto hacia el E, se tienedesplazamientos con componentes de rumbo y buzamiento; Toussaint y Restrepo (1976)consideran que es una falla de rumbo, aunque desconocen el sentido y la magnitud deldesplazamiento.

El Coloquio sobre el Sistema Cauca-Romeral, desarrollado en la dcada de los 90`s, agrupdiversas teoras acerca del comportamiento de la falla, entre otras se tiene: falla de rumbodestral segn Parra, sinestral segn Toussaint, falla de cambios de rumbo destrales ysinestrales, segn James.

Estudios tectnicos y microestructurales desarrollados en el suroccidente y centrooccidentedel pas (ver e. g. Bles et al., 1989; Paris et al., 1989; Paris y Sauret, 1991; Chicangana et al.2003, Cuellar et al., 1993; Valencia et al., 2003), han propuesto desplazamientos

policinemticos a diferentes niveles corticales, producto del cambio en la configuracingeodinmica y la orientacin de esfuerzos.

GEOLOGA DE LA ZONA DE ESTUDIOEn al zona de estudio (Fig. 1), aflora un conjunto de rocas gneas, metamrficas y volcano-sedimentarias. Las unidades que afloran al oriente de la Falla San Jernimo, estnrepresentadas por el Complejo Cajamarca (sensu Maya y Gonzlez, 1995), constituido

principalmente por cuarcitas, esquistos pelticos, silceos y bsicos; y la Diorita de Altavista,definida inicialmente por Grosse (1926) como la Diorita de Boquern. Esta ltima,caracterizada por una composicin variable, representada por dioritas hornblndicas,

cuarzodioritas y gabros, con texturas desde fanertica gruesa hasta afantica, y aspectobrechoide a modo de hibridaciones.

Las unidades aflorantes al occidente de la falla San Jernimo, estn representadas por elComplejo Quebradagrande (Maya y Gonzlez, 1995), constituido por: espilitas, basaltosespilticos, porfirticos y amigdaloides, andesitas, liditas, shales fino arenosos, grauwacas yocasionalmente bancos de tobas silicificadas y conglomerados; pequeos cuerpos plutnicos

bsicos denominados Gabros de Romeral (Gonzlez 1976), y ultramafitas serpentinizadasdispuestas a modo de cintas elongadas, consideradas por Toussaint y Restrepo (1974) como

parte del Complejo Ofioltico del Cauca.

ntimamente asociada a la dinmica de esta estructura y trazas satlite, se presentan zonas decizalla discretas, en regmenes dctil y frgil, las cuales han transformado varios de loslitotipos aflorantes en milonitas y cataclasitas, respectivamente.


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Figura 1. Mapa geolgico del rea de estudio (Tomado de Meja, 1983)

Depsitos coluviales y coluvio-aluviales, sin diferenciar, afloran puntualmente en lasvertientes de los principales drenes, en especial en jurisdiccin de los municipios de Caldas y

la Estrella, sectores potenciales para la evaluacin posterior de la actividad reciente de la falla.

ASPECTOS GEOLGICO-ESTRUCTURALES Y MORFOTECTNICOSEl sector oriental del SFR, en la zona de estudio, est representado por la zona de dao de laFalla de San Jernimo y su traza principal (o core-fault). Esta ltima, separando rocascorticales: metamrficas e intrusivas del litoferoclasto Cordillera Central, al este, y unidadesde afinidad ocenica al oeste: gabros de Romeral, ultramafitas serpentinizadas y rocas delComplejo Quebradagrande.

Morfotectnicamente la zona de falla principal y fracturas satlites de primer orden, son

fcilmente reconocibles por la presencia de: fuertes cambios de pendiente, silletas, bermas defalla, drenajes controlados, algunos drenajes desplazados, valles rectilneos, lomos de falla?,lomos de obturacin?, facetas triangulares y cicatrices de deslizamientos (Fig. 2);


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caractersticas que son muy destacadas en la parte norte de la zona de estudio (entre elcorregimiento de San Antonio de Prado y el sector del Cerro del Padre Amaya).

Figura 2. Lomo de obturacin asociado con un ramal de la Falla San Jernimo. El drenaje esobligado a cambiar de direccin sugiriendo un desplazamiento lateral izquierdo.

El core-faulto zona de deformacin principal en el rea de estudio, desde el punto de vistatectonoestructural, est representado por dos zonas de cizalla precursoras, dispuestas en formasubparalela y entrelazadas por una zona de deformacin tipo relay o de transferencia.Sobre esta ltima, se marcan las principales estructuras de primer y segundo orden satelitales,y los rasgos morfotectnicos de posible actividad reciente.

Esta zona de deformacin y sus ramales satlites, tienen un rumbo N-S y N-W conbuzamientos de alto ngulo al oeste, y se destacan por exhibir fuerte deformacin dctil,principalmente exhibida en rocas gabroicas y las escamas imbricadas ms orientales delComplejo Quebradagrande. Las foliaciones milonticas, lineaciones minerales e indicadorescinemticos asimtricos, indican una disposicin subvertical con componente dedeslizamiento inverso W sobre E, para la deformacin penetrativa ms antigua registrada.

Estructuras de segundo orden, con buzamiento al oeste, son caracterizadas por fallamientoinverso, en rgimen cataclstico, dirigido E sobre W, cortando la deformacin dctil inicial.

Dichos rasgos, dispuestos en forma domin, son geomtricamente compatibles conestructuras en rgimen frgil, de bajo ngulo y dirigidas W sobre E, observadas sobre lasrocas del complejo Quebradagrande presentes en el extremo oeste de la zona de estudio, ycuyo origen es dado por acortamientos o esfuerzos compresionales E-W.

Localmente, y coincidiendo con la zona de transferencia previamente establecida, algunosmacizos rocosos exhiben fracturas y fallas, limpias, con componente oblicuodeslizante de tiposinestrolateral inverso o inverso.

Facetas triangulares, observadas puntualmente sobre esta zona, y caracterizadas pordisposicin escalonada y geoformas gradualmente variables, se asocian espacialmente a los

planos de falla frgiles, subverticales, con vergencia al E.

NNESSW


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Estructuras interpretadas como posibles lomos de falla (Fig. 3), estn asociados espacialmentea la ocurrencia de los principales rasgos morfotectnicos, que sugieren una componentedominante de rumbo lateral izquierdo.

Figura 3. Lomo de falla asociado con la Falla San Jernimo en el sector de la Quebrada LaCabaa, a unos 10 Km. al occidente de Medelln. La escala est representada por las personas

localizadas sobre el lomo, en el centro de la fotografa.

No obstante, se debe precisar la presencia de ventanas de exposicin, de cuerpos ultramficosy/o plutnicos, dispuestos a modo de bent-folds o estructuras overstep asociadas a

desplazamientos buzantedeslizantes (ver e. g. Crider y Peacock, 2004), de corta longitud, loscuales pueden desarrollar morfologas similares.

Trabajos de campo puntuales, actualmente desarrollados, proveern la informacin necesariapara la interpretacin de estos rasgos, previo al desarrollo de trincheras a ejecutarse.

Consideraciones preliminares:La falla de San Jernimo y su zona de dao, en la zona de estudio, exhiben un ancho que

alcanza entre 1~2 km, y en el pueden ser identificados los varios tipos de rocas, antesmencionados, as como las transformaciones, que por efectos de la falla, han sufrido lasunidades aflorantes.

Cabe destacar la fuerte milonitizacin que han experimentado rocas como gabros, shales,cherts y basaltos; aspecto que algunas veces permite confundirlas con rocas metamrficas dela Cordillera Central. Medidas efectuadas en los macizos gabroicos definen un rumbo N-S yun buzamiento de alto ngulo para la foliacin milontica, rasgos que son paralelos a la traza

principal de la falla de San Jernimo. Adicionalmente, la presencia de milonitas en superficieda cuenta de significativos movimientos verticales asociados a esta falla, dado que estas rocas

proceden de profundidades en donde la deformacin es dctil y que puede en teora ser

superior a los 7 km.

N S


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Estructuras frgiles, cohesivas y no cohesivas, evidencian reactivaciones asociadas aestructuras preexistentes o precursoras, bajo condiciones de confinamiento subsuperficiales, ylas cuales pueden ser interpretadas en funcin de los principales episodios tectnicos

registrados.

La presencia de deslizamientos oblicuodeslizantes, comnmente observados en estudiosneotectnicos desarrollados en otras regiones sobre el SFR, evidencian el control desarrollado

por las estructuras preexistentes, las cuales solo pueden ser interpretadas en funcin dereactivaciones bajo un nuevo campo de esfuerzos, tpico actualmente estudiado en otrasregiones del mundo (ver e. g. Marn et al., 2004).

Por otra parte, se destaca la abundancia de rasgos morfotectnicos, asociados a la zona detransferencia identificada, y que evidencia la interpretacin de estas zonas en trminos dedeflexin de esfuerzo y registros de alta tasa de deformacin (ver e. g. Homberg et al., 2004)

Cabe destacar que los rasgos morfotectnicos, de posible actividad reciente, se observan sobreuna estructura satelital de la Falla San Jernimo, en el sector de la Quebrada La Cabaa, ylocalizada a 10 Km. al occidente de la Ciudad de Medelln.

Este comportamiento, refleja el papel de los core-fault, con registros de deformacin dctil,en la historia deformacional superpuesta, y manifestado por la concentracin de procesos dehardening, que dificultan los procesos de fracturamiento mecnico posterior, bajo regmenesde esfuerzos superpuestos.

Las evidencias de actividad tectnica reciente, sugeridas por estructuras tan cercanas aMedelln, indican la necesidad de reevaluar los clculos de amenaza ssmica realizados para laciudad en estudios anteriores.

AgradecimientosEl presente trabajo hace parte de la investigacin Estudio de la amenaza ssmica del sistemade fallas de Romeral en cercanas a la ciudad de Medelln, financiado por el DIME de laUniversidad Nacional, Sede de Medelln.

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