Extensional and compressional multiphases during the cretaceous in the Upper Magdalena basin: a source-to-sink analysis.

Abstract

Extensional and compressional basins can evolve over tens of millions of years through multiple stages under the same tectonic regime. The Cretaceous tectonic evolution of the Colombian Andes is characterized by shifts between compressional, neutral, and extensional tectonics. The upper plate response to these changes is recorded in the Cretaceous sedimentary rocks along the Western, Central, and Eastern cordilleras, as well as in their bounding basins, including the Upper Magdalena Basin. We integrated field observations, petrography, geochronology, and thermochronology in the Cretaceous sedimentary units preserved in the southern Upper Magdalena Basin and in the basement adjacent to the basin to evaluate the provenance of these units, the exhumation patterns of the source areas and the response of the sedimentary systems to the tectonic changes. The provenance results together with the detrital and bedrock cooling ages suggest exhumation during the Early Cretaceous, which combined with regional magmatic and sedimentary patterns is interpreted as extensional exhumation between ~145 and 100 Ma, during two different stages of crustal extension. Between ~100 and 80 Ma, sedimentation in the Villeta Group represents the end of the extension and the onset of compression, which was characterized by minor rock uplift within the basin. Between 80 and 65 Ma, two subsequent compressional phases caused changes in the sedimentary patterns that resulted in the burial of a previously exhumed horst block and the apparition of new source areas. These major changes in the source areas and sedimentary systems are the result of multiphase deformation episodes during prolonged extensional and compressional phases; highlighting the stages of tectonic evolution that characterize extensional to compressional settings.

Las cuencas extensionales y compresionales pueden evolucionar a lo largo de decenas de millones de años a través de múltiples etapas bajo el mismo régimen tectónico. La evolución tectónica Cretácica de los Andes colombianos se caracteriza por cambios entre tectónica compresional, neutra y extensional. La respuesta de la placa superior a estos cambios se registra en las rocas sedimentarias Cretácicas a lo largo de las cordilleras Occidental, Central y Oriental, así como en las cuencas adyacentes, incluida la Cuenca del Valle Superior del Magdalena. En este trabajo integramos observaciones de campo, petrografía, geocronología y termocronología en las unidades sedimentarias Cretácicas preservadas en el sur del Valle Superior del Magdalena y en el basamento adyacente a la cuenca para evaluar la procedencia de estas unidades, los patrones de exhumación de las áreas fuente y la respuesta de los sistemas sedimentarios a los cambios tectónicos. Los resultados de procedencia, junto con las edades de enfriamiento detríticas y del basamento, sugieren una exhumación durante el Cretácico Temprano, que, combinada con patrones magmáticos y sedimentarios regionales, se interpreta como exhumación extensional entre ~145 y 100 millones de años, durante dos etapas diferentes de extensión cortical. Entre ~100 y 80 millones de años, la sedimentación en el Grupo Villeta representa el final de la extensión y el comienzo de la compresión, caracterizada por un levantamiento menor de rocas dentro de la cuenca. Entre 80 y 65 millones de años, dos fases compresionales posteriores causaron cambios en los patrones sedimentarios que resultaron en el enterramiento de un bloque de horst previamente exhumado y la aparición de nuevas áreas fuente. Estos cambios importantes en las áreas fuente y en los sistemas sedimentarios son el resultado de episodios de deformación polifásica durante fases prolongadas de extensión y compresión, destacando las etapas de evolución tectónica que caracterizan configuraciones extensionales y compresionales (Texto tomado de la fuente)