Configuración de la arquitectura cortical para el segmento norte de las cordilleras Occidental y Central de Colombia a partir del análisis e interpretación de sismos locales e información gravimétrica

Abstract

El análisis geofísico de sismos locales y gravimetría en el NW de Suramérica, permite aportar elementos que ayudan a determinar la configuración de la arquitectura cortical para esta esquina del continente. Este trabajo utiliza una secuencia de pasos que van desde la recolección (“picking”) de fases sísmicas, pasando por la obtención de diagramas de Wadati, la localización de eventos sísmicos con modelos simplificados y finalmente la relocalización definitiva de terremotos utilizando HYPOINVERSE-2000; esta metodología de localización presenta bajas incertidumbres y evita convergencia de las soluciones a mínimos locales. La relocalización de la sismicidad permite identificar zonas sismogénicas en el manto litosférico de la placa de Nazca producto de la flexión, una posible zona de subducción hacia el SE de la placa Caribe bajo Panamá, caracteriza la sismicidad asociada a la colisión del bloque Panamá – Chocó con Suramérica, corrobora la hipótesis de un segmento de subducción de bajo ángulo al norte de 5,5°N (Caldas Tear) y otro empinado al sur del mismo para la placa de Nazca. Los análisis gravimétricos permiten determinar a partir de relaciones empíricas la topografía del Moho bajo un sector de los Andes del norte, con valores que se encuentran entre 17 y 52 km, indicando espesores corticales variables que aumentan de occidente a oriente; mediante el modelamiento de anomalías gravimétricas, es posible determinar distribuciones de las densidades en la litósfera para dos perfiles regionales; los resultados muestran contrastes en las densidades en la zona de fosa, la cuenca Atrato, las zonas de sutura de los sistemas de fallas de Uramita – Dabeiba y Romeral y presencia de plutones intruyendo rocas metamórficas de la Cordillera Central. Los resultados de este trabajo permiten determinar las interacciones litosféricas producidas por la convergencia de placas y bloques tectónicos en el occidente colombiano bajo los Andes del norte.

Abstract: The geophysical analysis of local seismicity and gravity in the NW of South America, allows an approximation to approach to the configuration of crustal architecture for this corner of the continent. In this work, a sequence of procedures to relocate the seismicity in the area is carried out, which include manual seismic phase picking, construction of Wadati diagrams, location of seismic events with simplified models, and final relocation of earthquakes using HYPOINVERSE-2000; this localization methodology yields low uncertainties and avoids convergence to local minima solutions. Relocation of the seismicity suggests the presence of seismogenic zones in the lithospheric mantle of the Nazca plate as a result of its flexure, and a possible subduction zone towards the SE of the Caribbean plate beneath Panamá. The seismicity associated to collision of the Panamá-Chocó block and South America could be re-assessed, and the obtained pattern is consistent with the hypothesis of a flat slab subduction segment North of 5.5°N (Caldas Tear) and a steep one south of that latitude for the Nazca plate. The gravimetric analyses allows to determine, from empirical relationships, the Moho depth and topography in a region below the northern Andes, with values that range between 17 and 52 km, showing a variable crustal thickness, which increases from west to east; by modeling gravity anomalies, it is possible to determine density distributions in the lithosphere along two regional profiles; results show the main density contrasts around the trench area, the Atrato basin, Uramita - Dabeiba and Romeral suture zones, and are consistent with the presence of plutonic rocks that intrude metamorphic rocks of the Central Cordillera. The results of this work allow to elucidate the lithospheric interactions generated by the convergence of plates and tectonic blocks in western Colombia below the northern Andes.