Modelamiento estructural de la zona límite entre la microplaca de Panamá y el bloque norandino a partir de la interpretación de imágenes de radar, cartografía geológica, anomalías de campos potenciales y líneas sísmicas

Abstract

Las mediciones geodésicas satelitales obtenidas en el proyecto CASA, sugieren la existencia de la microplaca rígida de Panamá e indica que esta converge en sentido oeste-este con el bloque Norandino. Estudios de sismicidad indican que el límite oriental de la microplaca de Panamá y el bloque Norandino es una zona de deformación difusa, resultante de esfuerzos compresivos este-oeste, localizada cerca de la frontera de Colombia y Panamá. La microplaca de Panamá hace parte del arco de islas de Panamá, el cual surge en un tiempo no posterior al Albiano y colisiona con la Cordillera Occidental en el Mioceno, debido a la deriva de la placa de Suramérica hacia el occidente. La Cordillera Occidental hace parte del bloque Norandino, conformado por el sistema cordillerano de los Andes de Ecuador, Colombia y Venezuela. Se ha establecido que el límite o sutura del arco de Panamá y la esquina suroccidental de la placa de Suramérica está definido por la falla de Uramita y la falla o zona de deformación de Istmina. Frente a este escenario surgen los interrogantes: ¿Dónde se sitúa el límite de la microplaca de Panamá y el bloque Norandino?, ¿Qué clase de estructura define este límite?, ¿Qué estructuras se encuentran en esta zona límite? y ¿Este límite está dado por la falla de Uramita o la zona de deformación difusa situada cerca de la frontera de Colombia y Panamá? Los modelos tectónicos regionales elaborados con base en información satelital, aérea y de superficie de campos potenciales magnético y gravimétrico corroboran la existencia de discontinuidades corticales mayores, como la falla de Uramita, sin definir si corresponde al limite de la microplaca de Panamá y el bloque Norandino. A partir de estudios regionales con base en información magnética y gravimétrica aérea, se ha definido que el espesor de la secuencia sedimentaria en la cuenca del Atrato, alcanza los 10.5 km y que el arco magmático de Mandé es un pilar tectónico, limitado por fallas, que incluye los denominados arcos de Dabeiba, Sautatá y la Serranía del Darién. La interpretación de algunas de las líneas sísmicas del programa Bajo Atrato-79 y Golfo de Urabá-89, tomada del atlas Sísmico de Colombia, muestra el basamento de la cuenca de Urabá afectado por fallas normales que limitan bloques hundidos y levantados, una secuencia sedimentaria que se acuña contra el arco magmático de Mandé y se torna más gruesa hacia el oriente, asi como la presencia de fallas de cabalgamiento en el sector oriental. La interpretación de la línea sísmica L-1979-16 muestra una falla de cabalgamiento que pone en contacto las sedimentitas del Neógeno del cinturón plegado del Sinú con las de la cuenca de Urabá. A partir de la interpretación de anomalías de campos potenciales gravimétrico y magnético, junto con información de imágenes de radar, cartografía geológica y líneas sísmicas, se establece en este estudio que la colisión del arco de Panamá con la Cordillera Occidental, conlleva a la existencia de una zona de subducción de bajo ángulo inclinada hacia el este, localizada sobre la margen occidental del cinturón plegado del Sinú, como lo sugiere la presencia de anomalías gravimétricas positivas sobre el arco magmático de Mandé y anomalías gravimétricas negativas en la zona ocupada por el cinturón plegado del Sinú. La formación de dicha zona de subducción implica la partición de la placa oceánica, la formación de una trinchera y la flexión de la placa subducente. Antes de la colisión del arco de Panamá con la Cordillera Occidental, había ocurrido la intrusión granítica que dio origen al arco magmático de Mandé, provocando el doblamiento y ascenso de la corteza oceánica. Este doblamiento generó esfuerzos distensivos en la parte superior de la corteza que conllevó a la formación de bloques levantados y hundidos limitados por fallas normales, dentro de los cuales se encuentra el pilar tectónico que conforma el arco magmático de Mandé. Al ocurrir la colisión, se dio inicio al cierre de la conexión entre el Océano Pacifico y el mar Caribe y la formación de las cuencas de antearco de Urabá y del Atrato. Estas cuencas son consideradas como flexurales, debido a la flexión del basamento provocado por el peso del cinturón plegado del Sinú. / Abstract. Satellite geodetic measurements obtained in CASA proyect, suggest the existence of a rigid Panama microplate and indicate that this converges with the North Andean block in west-east sense. Seismic studies indicate that the eastern boundary of the Panama microplate and the North Andean block is a diffuse deformation zone, resulting from compressive east-west stresses, located near Colombia-Panama border. The Panama microplate is part of the Panama islands arc, which originates before Albian times and collides with the Western Cordillera in the Miocene, due to drift of South American plate to the west. The Western Cordillera is part of the North Andean block, consisting of the Andean mountain system of Ecuador, Colombia and Venezuela. It has been found that the limit or suture of the Panama island arc and the southwest corner of South American plate is defined by Uramita fault and fault or Istmina deformation zone. These facts let arise these questions: Where is the boundary of Panama microplate and North Andean block?; What kind of structure defines this limit?; What structures are in this limit zone? and Is this limit given by Uramita fault or by the diffuse deformation zone near Colombia-Panama border?. The regional tectonic models developed based on satellite, aerial and surface data, about potential magnetic and gravimetric fields, corroborate the existence of major crustal discontinuities, such as Uramita fault, without defining whether it corresponds to the limit of Panama microplate and the Nor Andean block. Based on regional studies on aerial magnetic and gravimetric data, it has been found that the sedimentary sequence thickness in the Atrato basin, reaches 10.5 km and the Mande magmatic arc is a tectonic pillar, bounded by faults, including the so-called Dabeiba, Sautatá and Darien Serrania arcs. The interpretation of some seismic lines of the program Bajo Atrato-79 and Golfo de Urabá-89, taken from Seismic Atlas of Colombia, shows the Urabá Basin base is affected by normal faults limiting sunked and raised blocks, a sedimentary sequence that is wedged against Mande magmatic arc and becomes thicker towards east, as well as the presence of thrust faults in the eastern sector. The seismic line L-1979-16 interpretation shows a thrust fault that connects Neogene sediments of Sinu fold belt with Urabá Basin. Based on the interpretation of anomalous gravimetric and magnetic potential fields, together with information from radar images, geological mapping and seismic lines, this study has established that the colliison of the Panama arc with Western Cordillera, leads to the existence of a low-angle subduction zone inclined to the east, located on the west bank of the Sinu fold belt, as suggested by the presence of positive gravimetric anomalies on the Mande magmatic arc and negative gravimetric anomalies in the area occupied by the Sinu fold belt. The subduction zone formation involves the partition of the oceanic plate, drawing up of a trench and subducting plate bending. Before the Panama arc and Western Cordillera collision, granitic intrusion occurred to raise the Mande magmatic arc, causing bending and rise of the oceanic crust. This stress generated tensional bending at the top of the crust that led to the formation of raised and sunken blocks bounded by normal faults, within which lies the tectonic pillar which forms Mande magmatic arc. The collision caused the end of the connection between the Pacific Ocean and Caribbean Sea and the formation of the Uraba and the Atrato forearc basins. These are considered as flexural basins, due to bending of the base caused by the weight of the Sinú folding belt.