Structural modelling of the Soapaga Fault in the central part of the Eastern Cordillera, Colombia

Abstract

The Soapaga Fault is the eastern border of the Floresta Massif, oriented in an NNE-SSW trend, and several authors have linked it to the Bucaramanga Fault's southern termination. There have been several structural interpretations for this fault, such as the Fault-Propagation, Fault-Bend, and Buckling folding kinematic models: all of these tried to explain the related deformation observed in the field. However, none of these structural interpretations clearly explain structural features such as the Betéitiva Syncline presence in the Soapaga Fault’s footwall, the upright-to-overturned backlimb, and the stratigraphic thinning of the units at this limb of the fold. Therefore, I have proposed a kinematic model using the Trishear folding style to explain the Soapaga Fault deformation in an area between Paz de Río and Corrales localities (Boyacá). For this reason, I have restored five structural cross-sections, associating the geologic evidence observed in the field to three inferred deformation stages for the Soapaga-Corrales fault system. In this study, I identify several structural interpretations for the Soapaga Fault, diverging each other in the kinematic folding models used to explain the deformation related to this structure. I observed that most of the proposed models for the Soapaga Fault evolution do not fit with my structural analysis results, mainly because several authors described both the Corrales Fault and the Soapaga Fault as a single structure. Besides, the restoration I made for the Soapaga-Corrales fault system through the Trishear kinematic model shows that the shortening for the five structural cross-sections could be ten times lesser compared to the fault-bend fold models

La Falla de Soapaga es una estructura orientada en dirección NNE-SSW, la cual corresponde al borde oriental del Macizo de Floresta y se ha relacionado con la terminación sur de la Falla de Bucaramanga. Existen varias interpretaciones estructurales para la Falla de Soapaga como los modelos cinemáticos de pliegues por propagación de falla, por flexión de falla y tipo buckling, los cuales buscan dar respuesta a las evidencias de deformación observadas en campo. Sin embargo, ninguna de estas interpretaciones estructurales explica con claridad características estructurales como la presencia del Sinclinal de Betéitiva localizado en el bloque yacente de la falla, la posición vertical a invertida del flanco trasero de este pliegue, y el adelgazamiento estratigráfico evidenciado en esta parte del pliegue. Por esta razón, he propuesto un modelo cinemático a través del estilo de pliegues tipo Trishear, que explique la deformación de la Falla de Soapaga en una zona entre el sector de Paz de Río y Corrales, Boyacá. Para esto, realicé el balanceo de cinco secciones estructurales asociando las evidencias geológicas observadas en campo a tres episodios deformativos que interpreté para el sistema de fallas Corrales-Soapaga. En este estudio identifiqué que existen diferentes interpretaciones de la Falla de Soapaga, las cuales difieren en gran medida en los estilos deformativos utilizados para explicar la deformación asociada a esta estructura. Mediante el análisis que realicé, observé que varios de los modelos propuestos para la evolución de la Falla de Soapaga no concuerdan con mi análisis, debido principalmente a que la Falla de Corrales se ha descrito como la Falla de Soapaga, tratando estas dos fallas como una sola estructura. Adicionalmente, el balanceo que desarrollé para el sistema de fallas Soapaga-Corrales a través del modelo de Trishear, muestra que el acortamiento para estas secciones puede llegar a ser hasta diez veces menos en comparación con los modelos de pliegues por flexión de falla