Tomografía sísmica local, comportamiento sismotectónico y estructura termal de la litósfera por debajo de la Cordillera Oriental de Colombia

Abstract

La esquina noroccidental de Suramérica, la cual incluye el norte de los Andes, es una región de alta complejidad geológica y tectónica, donde procesos de desgarre litosférico, subducción de losas oceánicas de diferente naturaleza y edad, flexura litosférica, entre otros, están operando simultáneamente. En este documento se plasman los resultados de una investigación que tuvo como objetivo principal caracterizar la geodinámica, comportamiento sismotectónico y estructura termal por debajo del sector norte de la Cordillera Oriental de Colombia, con el fin de contribuir al conocimiento de la tectónica de la esquina noroccidental de Suramérica. El estudio se llevó a cabo a partir de la integración de tres técnicas: tomografía sísmica local, comportamiento sismotectónico y parámetro b, y análisis morfotectónico. Las imágenes tomográficas que se obtuvieron a partir de la inversión de datos de sismos por medio del algoritmo LOTOS (Local Tomography Software) permitió identificar una serie de anomalías en las velocidades de las ondas P y S, y en la relación Vp/Vs. Algunas de estas anomalías pudieron ser relacionadas a la presencia de zonas de alta temperatura a nivel de corteza continental por debajo del sector central y norte de la Cordillera Oriental, en la cuenca de Los Llanos y en el Valle Medio del Magdalena. También se logró constatar que algunas anomalías termales pueden tener una fuente más profunda, en el dominio del manto continental. Por otro lado, entre 90 y 120 km de profundidad se presenta un marcado contraste en la distribución espacial de las anomalías de alta velocidad de la onda P: al sur de 5°N aproximadamente, esta anomalía se extiende desde el sector más occidental de la zona de estudio hasta la parte central (73°W), mientras que al norte de 5°N, dicha anomalía es más amplia, alcanzando la parte más oriental de la zona. Lo anterior es evidencia de un cambio en la geometría de la subducción a esta latitud, con una subducción plana al norte y una más empinada al sur. También, se determinó que regiones con marcados valores bajos en el parámetro b se relacionan espacialmente con importantes anomalías termales en la corteza (zonas de alta temperatura), evidenciadas por una combinación de Vp bajas, Vs muy bajas y Vp/Vs altas. Esta observación implica que zonas de la corteza continental relativamente más calientes responden con un comportamiento más plástico ante los esfuerzos y, por ende, concentran menor sismicidad. Finalmente, el análisis morfotectónico regional del terreno demuestra que la zona de estudio exhibe una tectónica activa, representado por valores bajos en la sinuosidad de los frentes montañosos que limitan la Cordillera Oriental y el flanco oriental de la Cordillera Central, una moderada a fuerte asimetría en las cuencas de drenaje de orden 6, y curvas hipsométricas rejuvenecidas. Aunque no fue posible vincular cuantitativamente estos parámetros morfométricos con los valores de anomalías de velocidad de las ondas P y S, y parámetro b, sí es evidente que los procesos geodinámicos profundos que operan actualmente por debajo de la zona de estudio se ven reflejados en superficie por un relieve tectónicamente activo.