Origen y evolución de los granitoides proterozoicos del oriente colombiano, noroeste del Cratón Amazónico

Abstract

En los departamentos de Guainía y Vaupés, área de estudio del presente trabajo, afloran las rocas más antiguas de Colombia en la parte noroccidental del Cratón Amazónico y de la región selvática del Amazonas. Descifrar la compleja y extensa historia geológica de la zona de estudio con interesantes depósitos minerales pero un acotado conocimiento estratigráfico y estructural de la principal unidad descrita en el sector, el Complejo Mitú, era motivación principal de este trabajo. Esta tesis doctoral se enmarca dentro de la modalidad de compendio de publicaciones, está compuesta por 6 capítulos de los cuales 5 corresponden a artículos (2 publicados). El proceso investigativo implicó 3 etapas: recopilación bibliográfica, planeación logística y labores de campo; preparación de muestras recogidas y su análisis de laboratorio y la interpretación de los resultados y, donde posible, su verificación en campo. Durante los recorridos, principalmente a lo largo de ríos selváticos, se hizo un reconocimiento geológico y la descripción detallada de cada afloramiento encontrado, así como un muestreo de los diferentes tipos de roca, recogiendo un amplio abanico de variación textural y composicional. Este material fue procesado y analizado en relación a su mineralogía, geoquímica, petrología y geocronológicamente, principalmente usando U/Pb en circones con LA-ICPMS. El conjunto de los datos obtenidos permitió identificar diferentes eventos metamórficos, magmáticos y sedimentarios del Proterozoico. La historia geológica del Paleoproterozoico tardío y Mesoproterozoico del oriente colombiano reconocible inició con un metamorfismo regional de alto grado entre 1850 y 1800 Ma que afectó principalmente corteza continental compuesta de sedimentos y granitoídes, generando migmatitas y neises en facies anfibolita alta, que culminó hacia 1750 Ma acompañada por un magmatismo episódico sin a pos-colisional tipo S entre 1700-1800 Ma. Este basamento Orosírico-Estatérico y sus montañas permaneció en relativa estabilidad tectónica entre 1600 y 1700 Ma, aportando gran cantidad de sedimentos para la secuencia sedimentaria conocida a nivel regional como Grupo Tunuí. Posteriormente, una nueva etapa de magmatismo tipo A y S entre 1600-1500 Ma, cuyos rasgos geoquímicos y edades U/Pb en circones heredadas 1700Ma indican procesos de fusión parcial de rocas preexistentes, afectó a todo el basamento; localmente ha generado metamorfismo de contacto en las areniscas del Grupo Tunuí. Magmatismo juvenil de tipo anorogénico a gran escala afectó hacia 1340-1400 Ma todo el noroccidente del Cratón Amazónico, evento que se manifiesta en el basamento con edades U/Pb en apatitos entre 1340 y 1500 Ma marcando temperaturas ~500°C. Esto puede representar dos posibilidades: el calentamiento del basamento por la intrusión de estos grandes plutones o el levantamiento del basamento hasta geotermas menores de 500°C producto de los rifts que permitieron la ascensión de magmas graníticos, o una combinación de varios procesos que posiblemente generaron el cierre o reinicio del sistema U/Pb en los apatitos, y que es concordante con un enfriamiento lento pero progresivo evidenciado en los sistemas K/Ar, Rb/Sr, Ar/Ar no solo del basamento sino también de los intrusivos. Hace 1200-1000Ma la intrusión de cuerpos máficos alcalinos en ambientes de rift como respuesta a la colisión Grenville en el extremo noroccidental del cratón durante la Orogénesis Putumayo cerró el ciclo magmático Mesoproterozoico en esta zona. Los resultados obtenidos permiten refinar la reconstrucción, el origen y la evolución de rocas de este sector del Cratón Amazónico lo que no solo representa un valioso aporte en el conocimiento de un área de gran interés, sino también en el entendimiento regional para una subdivisión del Complejo Mitú y los procesos mineralizantes de Au, Ta, Nb, Sn, W, ETR, entre otros, que puede brindar nuevas herramientas para una exploración más efectiva de otras áreas de la extensa Amazonia colombiana.

Abstract: The study area of this work are the Guainía and Vaupés departments in the eastern part of Colombia, near to Venezuela and Brazil, where the oldest rocks of Colombia are outcropping as northwestern part of the Amazonian Craton, actually largely covered by the Amazonian rain-forest. Unraveling the poorly understood geological characteristics and history of this extended region with unknown mineral deposits was a great motivation for this study. Both stratigraphic and structural knowledge about the main unit described as Mitu Complex is limited, and especially reconstructing the origin and evolution of the magmatic rocks in this part of the Amazonian Craton is challenging and may enhance future exploratory works. This doctoral thesis is within the modality of compendium of publications, it is composed of 6 chapters of which 5 correspond to articles (2 published).The research process passed through three stages: a) bibliographic compilation, logistic planning and field work; b) samples preparation and laboratory analysis and c) interpretation in combination with verification of results in the field. Only by means of river expeditions and complicated field work in difficult-to access areas, geological reconnaissance and detailed description of each observed outcrop as well as sampling of rocks with textural and compositional variations, was possible. The material processed for mineralogical, geochemical and geochronological analysis, allowed to characterize different metamorphic, magmatic and sedimentary Proterozoic events. The late Paleoproterozoic and Mesoproterozoic of eastern Colombia was marked by high-grade regional metamorphic events between 1850 and 1800 Ma that affected mainly continental crust composed of sediments and granitoids and generated high amphibolite facies migmatites and gneisses. The last stage culminated towards 1750 Ma accompanied by episodic magmatism without post-collisional S-type granites between 1700-1800 Ma. This elevated Orosirian-Statherian basement remained in relative tectonic stability between 1600 and 1700 Ma, providing large sediment amounts for building the sedimentary Tunuí Group. A later new magmatic stage between 1600-1500 Ma affected the entire basement producing A and S type intrusions, with geochemical features and inherited U/Pb zircon ages 1700Ma indicating partial fusion of pre-existing rocks, but also locally generating contact metamorphism in the Tunuí Group sandstones. Juvenile large-scale anorogenic magmatism around 1340-1400 Ma affected the whole NW- Amazonian Craton, reflecting itself in U/Pb apatite ages of 1340-1500 Ma, which suggest temperatures ~ 500°C. This may reflect two alternative possibilities: either a basement heating caused by these large plutonic intrusion; or a basement lifting to geotherms below 500°C as a result of rifting allowing the ascent of granitic magmas. Or a combination of several processes that possibly generated the closure or resetting of the U/Pb system in the apatites and that is concordant with a slow but progressive cooling evidenced in the K/Ar, Rb/Sr, Ar/Ar systems not only of the basement but also of the intrusives. Finally, during the Mesoproterozoic 1200-1000 Ma ago, the intrusion of Grenvillian age alkaline mafic bodies in rift environments responded to the AmazoniaLaurentia collision and the Putumayo Orogeny at the NW-part of the Craton. The results obtained during this study about the reconstruction, the origin and the evolution of rocks of this sector of the Amazonian Craton not only represent a valuable contribution for a better understanding of this area of great interest, but also for the regional understanding and subdivision of the Mitu Complex, the Au, Ta, Nb, Sn, W, REE mineralizing processes. This may enhance, among others, improved exploration of other areas within the extensive Colombian Amazonian region.