Evidence of frictional melts in weak carbonate rocks-examples from the Cuisa Fault, Alta Guajira/Northern Colombia

Abstract

A lo largo de la falla de deslizamiento en rumbo de Cuisa, en la Formación Shale de Cuisa del terreno compuesto Guajira-Falcon, región de la Alta Guajira, Colombia, son documentadas fracturas rellenas de carbonato, vesículas y venas. Algunas venas discretas rellenas por carbonato son formadas por procesos repetidos de ruptura-sello. Adicionalmente, en pequeñas muescas ubicadas a ambos lados de las zonas de ruptura-sello, ocurren nódulos de calcita de la misma composición que la que se encuentra presente en las zonas de ruptura-sello. Ellas están embebidas en una matriz de calcita de tamaño de grano fino de composición significativamente diferente, rica en MgO y pobre en FeO. Nosotros discutimos su origen por fusión friccional durante un cizallamiento extremadamente rápido (sísmico?) en el cual los nódulos representan clastos de las venas de carbonato de tamaño de grano grueso primarias. La matriz de tamaño de grano fino se deriva de los fundidos rápidamente enfriados, los cuales son posteriormente desvitrificados. Por lo tanto, se interpretan como pseudotaquilitas calcáreas preservadas. AbstractAlong the strike-slip Cuisa fault, in the Jurassic Cuisa Shale Formation of the Guajira-Falcon Composite Terrain, Alta Guajira region, Northern Colombia, discrete carbonate-filled fractures, blebs and veins are documented. Some discrete carbonate-filled veins are formed by repeated crack-seal processes. In addition, in a small notch beside the crack-seal zones, calcite nodules of the same composition of the crack-seal calcites occur. They are embedded in a fine-grained matrix of calcite of significant different composition, which is rich in MgO and poor in FeO. We discuss their origin by frictional melting during (seismic?) extremely rapid shear in which the nodules represent clasts of former coarse-grained carbonate veins. The fine-grained matrix derives from rapidly cooled melts, which devitrified later. Therefore, an interpretation as preserved carbonaceous pseudotachylytes is presented.