Geomorfología tectónica del noroccidente de la Cordillera Central, Andes del Norte - Colombia

Abstract

Este trabajo explora las relaciones entre tectónica y geomorfología a partir de nuevos datos termocronológicos, geocronológicos, geomorfométricos y de modelamiento numérico. De esta forma se establece un acercamiento a la historia tectonotermal de bloques litotectónicos, la respuesta morfotectónica y la evolución del paisaje en el borde noroccidental de la Cordillera Central, donde aparecen sistemas geomórficos contrastantes, a saber: el Altiplano Antioqueño (AA) y el cañón del río Cauca (CRC), emparentados geográficamente por la cuenca del rio San Andrés (CRSA), y separados por la falla Espíritu Santo (FES) y estructuras asociadas al sistema de fallas de Cauca-Romeral (SFCR). Entre los resultados se destacan la magmatogénesis de rocas afines al complejo Cajamarca ca. 229 Ma, inmersas en el SFCR, la cristalización del Batolito Antioqueño ca. 72 Ma. Tasas de exhumación entre 0,3-0,7 km/Ma y tasas de enfriamiento entre 11,6-13,4 °C/Ma durante el Paleoceno/Eoceno. Además del equilibrio termal y topográfico que sugieren las edades (U-Th)/He en apatito y la ocurrencia de superficies de erosión sobre ambos bloques litotectónicos. El reseteamiento parcial de las edades (U-Th)/He en la zona de influencia de la FES entre aproximadamente 45 y 25 Ma, marca el levantamiento diferencial de bloques litotectónicos desde finales del Eoceno. Los modelos termomecánicos 2D reproducen dos pulsos de enfriamiento entre 55-40 Ma y 25-20 Ma, con una mayor tasas de exhumación por erosión en el primer evento. Se realizaron un conjunto de modelos numéricos tipo forward termocinemáticos 3D a partir de condiciones geológicas impuestas y soportadas en distintas publicaciones, los resultados con mejor ajuste (misfit) sugieren tasas de exhumación de alrededor de 0,1 km/Ma durante el Cenozoico tardío. Mediante la geomorfometría se documentan además el rejuvenecimiento del paisaje, la preservación de paisajes relictos, la marcada incisión sobre el CRC, la inversión del relieve, la potencial reorganización del sistema fluvial, y la captura de drenajes localizados en el AA como respuesta morfotectónica de las fases orogénicas finales (20 Ma). Estos resultados constituyen un aporte preliminar para detectar las relaciones entre tectónica y geomorfología a largo y mediano plazo, lo cual constituyen elementos de partida para estimar la evolución del paisaje en los Andes del Norte.

Abstract: Based on new thermochronologic, radiochronologic, geomorphometric and numeric modelling data, this investigation explores relationships and potential feedbacks between tectonics and geomorphology. This approach allows to unravel the tectonothermal history of discrete lithotectonic blocks, the morphotectonic response to uplift-exhumation and patterns of landscape evolution in the northwestern portion of the Central Cordillera (Colombia) where contrasted geomorphic systems coexist, namely: as the Antioqueño Plateau (AP) and the Cauca river canyon (CRC), geographically united by San Andrés river catchment (SARC) and separated by Espiritu Santo Fault (ESF) and other structures associated with the Cauca-Romeral Fault System (CRFS) or megashear zone. Results lead to the identification of various significant events such as the Triassic magmato-genesis of rocks embedded in the SFCR and related to the Cajamarca complex, crystallization of the Antioqueño Batholith ca. 72 Ma. Exhumation rates of 0,3-0,7 km/Ma and cooling rates of 11,6-13,4 °C/Ma in Paleocene/Eocene times. Furthermore Thermal and topographic equilibrium suggested by apatite (U-Th)/He ages and occurrence of erosional surfaces on both lithotectonic blocks. Partial resetting of (U-Th)/He ages registered on the ESF zone ca. 45 and 25 Ma are interpreted as indicative of differential uplift of erosional surfaces since the Late Eocene. Thermomechanical 2D models reproduce two cooling pulses between 55-40 Ma, 25-20 Ma, with higher rates of exhumation by erosion in the first event. Preferred 3D Thermo-kinematic numerical modelling based on geological constrains supported in different publication, suggests exhumation rates close to 0,1 km/Ma for the Late Cenozoic. Geomorphometry assessment documents landscape rejuvenation, preservation of relict landscapes, marked incision on CRC, relief inversion, reorganization of the fluvial system including fluvial capture of drainage located in the AP as a result of morphotectonic responses to late orogenic phases ( 20 Ma). These results reveal mid- to long-term relationships and feedback mechanisms between tectonics and geomorphology, and constitute fundamental pieces of information to understand landscape evolution in Northern Andes.