Boletín de Geología

Editorial.

Installation of continuously monitoring geodetic stations for geoscience research at the south Caribbean margin

Resumen Desde inicios del año 2015 y en el marco del proyecto Red de Observación de Operación Continua GPS del Caribe (COCONet) se han instalado seis estaciones de observación continua del Sistema de Posicionamiento Global (cGPS) y meteorología en el territorio venezolano (El Baúl-CN41, Quebrada Arriba-CN39, Isla de AvesCN49, Los Roques-CN42, Isla de Margarita-CN44 e Isla La Blanquilla-CN43). Adicionalmente, se instalaron otras dos estaciones geodésicas: Saucedo-SAU0 y La Pica Arriba de Catuaro-PAC0, así como un extensómetro a través de la falla El Pilar como parte del proyecto VENCREEP (ANR-Francia). En tal sentido, en el marco del proyecto Tsunami FONACIT 2013000361 ya han sido adquiridas siete estaciones permanentes de nueva generación de las 15 previstas, las cuales serán estratégicamente ubicadas para densificar la red existente en el corto plazo. Estas estaciones permitirán comprender mejor la geodinámica local y regional con implicaciones importantes en el estudio de la amenaza sísmica.

Abstract Since 2015 six new continuous Global Positioning System (cGPS) and meteorological stations have been installed in Venezuela as part of the Continuously Operating Caribbean GPS Observational Network (COCONet) project (El Baúl-CN41, Quebrada Arriba-CN39, Isla de Aves-CN49, Los Roques-CN42, Isla de Margarita-CN44, and Isla La Blanquilla-CN43). Almost simultaneously, in the framework of the VENCREEP project (ANR-France), a survey composed of two geodetic stations (Saucedo-SAU0 and La Pica Arriba de Catuaro-PAC0) and one creepmeter was installed to study the Pilar Fault. Also, new seven cGPS stations of fifteen planned were acquired through the Tsunami project (FONACIT 2013000361), aiming at densifying the current network. The whole set of stations will improve our knowledge about the local and regional geodynamics. We are sure that the results will have implications for seismic hazard studies.

Shallow intraplate seismicity in the Buenos Aires province (Argentina) and surrounding areas: is it related to the Quilmes Trough?

Abstract In the light of the November 30th, 2018 (N30) earthquake activity, some neighborhoods of the city of Buenos Aires were shaken by a 3.8 mb earthquake (4.53 km estimated depth). We examined the historical and recent seismic records in order to analyze possible mechanisms related to the distribution of tectonic stresses as responsible for such unusual earthquakes in a region where only very little seismic activity is reported. According to this, at list one historical event occurred on June 5th, 1888 and other small magnitude earthquakes are mentioned since 1848 interpreted as being associated with the Rio de la Plata faulting. But there is, still no consensus about the role of this structure compared to other structures with orientation SW-NE. The lack of evidence to support one over the other structures makes it difficult to analyze these earthquakes. The presence of the Quilmes Trough connecting the Santa Lucía Basin in Uruguay and the Salado Basin in Argentina was recently proposed to play a tectonic role by a system of ENE-WSW trending controlled by extensional faulting related to the beginning of the Gondwana breakup. This depocenter with a thickness of almost 2,000 m of Mesozoic and Tertiary sequences could be acting as a zone of weakness in the crust and therefore responsible for the mentioned earthquake activity. The orientation of this structure correlates well with the present convergence vector between the Nazca and the South American plates and could therefore be propitious for strain release triggering shallow intraplate seismicity. We propose that most of the epicenters from historical and recent earthquakes might be aligned sub-parallel to the principal axis of the Quilmes Trough. Nevertheless, more data is needed to produce a reliable earthquake monitoring system in order to elucidate the tectonic stress regime and the existence of such structures at depth.

Resumen A partir de la actividad sísmica del 30 de noviembre de 2018 (N30), las cercanías de la ciudad de Buenos Aires fueron sacudidas por un terremoto de 3,8 mb (4,53 km de profundidad estimada). Los registros sísmicos históricos y recientes fueron analizados para identificar rasgos tectónicos responsables inusuales en una región donde se informa muy poca actividad sísmica. Según registros históricos, un evento anterior ocurrió el 5 de junio de 1888 y otros de pequeña magnitud también se mencionan en la región desde 1848. Todos fueron interpretados como asociados con actividad tectónica a lo largo de la falla del Rio de la Plata. Pero, todavía no hay consenso sobre el papel de esta estructura en comparación con otras orientadas SWNE. Recientemente, se propuso la presencia de la Fosa de Quilmes (que conecta la cuenca de Santa Lucía en Uruguay y la cuenca del Salado en Argentina) controlado por fallas extensionales ENE-WSW, relacionadas con el comienzo de la ruptura de Gondwana. Este depocentro (con casi 2.000 m de secuencias mesozoicas y terciarias) actuaría como una zona de debilidad en la corteza y, por lo tanto, responsable de la actividad sísmica detectada. Su orientación se correlaciona bien con el vector de convergencia actual entre las placas de Nazca y Sudamérica y, por lo tanto, podría ser propicia para la liberación de tensión desencadenante de una sismicidad de intraplaca poco profunda. Proponemos que los epicentros recientes y la mayoría de los terremotos históricos podrían estar alineados con el eje principal de la Fosa de Quilmes. Sin embargo, se necesitan más datos para producir un sistema confiable de monitoreo de terremotos en esta región con el fin de mejorar la integridad de los catálogos de terremotos que podrían ayudar a dilucidar el régimen de tensión tectónica y la existencia de tales estructuras en profundidad.

Spectral analysis of earthquake of august 27, 2013 occurred in the Valley of Cauca, Colombia

Resumen Esta investigación determina el contenido frecuencial para el sismo del 27 de agosto de 2013 con epicentro en la cabecera municipal de Restrepo en el departamento del Valle del Cauca, Colombia, registrado por el Servicio Geológico Colombiano y el Observatorio Sismológico y Geofísico del Suroccidente Colombiano. La etapa de tratamiento comprende el análisis espectral por medio del proceso de deconvolución que depende de la composición instrumental de la estación sismológica, el cálculo del espectrograma que describe la evolución temporal del contenido frecuencial y el rango dinámico en unidades de decibelios (dB) y la transformada de Fourier. Posteriormente, se determina la relación del contenido frecuencial con la geología de la zona donde se ubican las estaciones sismológicas. Se establece que, aunque se describen periodos altos en la señal recibida en cada una de las estaciones, la evolución temporal de las ondas sísmicas muestra que las frecuencias halladas en los espectros de Fourier son variables y dependen de las condiciones geológicas más no de los parámetros instrumentales, de tal manera que los depósitos de suelo se comportan como filtros para la energía de alta frecuencia.

Abstract This research determines the frequency content for the earthquake of august 27, 2013 with an epicenter in the county seat of Restrepo in the department of Valle del Cauca, Colombia, recorded by the Colombian Geological Service and Seismological Observatory and Geophysical Colombian Southwest. The treatment step comprises spectral analysis through the deconvolution process that depends on the composition of the instrumental seismological station, the calculation of the spectrogram that describes the time evolution of the frequency content and dynamic range in units of decibels (dB) and the Fourier transform. Then the ratio of frequency content with the geology of the area where seismic stations are located is determined. It is established that although high periods are described in the signal received in each of the stations, the temporal evolution of the seismic waves shows that the frequencies found in the Fourier spectra are variable and depend on the geological conditions but not on the instrumental parameters, so that soil deposits behave as filters for high frequency energy.

Methodology and application of seismic attributes in modeling facies for potentially gas producing areas. Santa Cruz-Jibacoa oilfields area, Cuba

Resumen Históricamente, la exploración petrolera en Cuba, se ha apoyado en estudios geoquímicos, petrofísicos y de ingeniería de yacimientos en los pozos para caracterizar los intervalos productores de hidrocarburos y la explotación del gas disuelto. El objetivo de este estudio es detectar en esos reservorios, las acumulaciones comerciales de gases húmedos a partir del uso de los atributos sísmicos con la instrumentación de una metodología de trabajo. Se escogieron dos yacimientos que se encuentran en la Franja Norte Petrolera Cubana; el Santa Cruz del Norte (patrón de aprendizaje) y Jibacoa (patrón predictivo). Como objeto se estudió la Formación Vega Alta, secuencia sinorogénica de edad Paleoceno-Eoceno Medio, con gran complejidad litológica, considerada sello regional, pero paradójicamente, con apreciables manifestaciones de hidrocarburos, principalmente de gas. Se realizó un análisis microfacial, fundamentalmente con la información de los cuttings (1921 m), construyéndose un modelo ternario para las rocas clásticas y otro para las carbonatadas y silíceas, con predominio de las primeras. Para obtener información sobre la relación entre las litofacies y los atributos sísmicos, se efectuó un análisis exploratorio de los datos. Se establecieron las firmas sísmicas para cada litotipo y con la aplicación de métodos de minería de datos, se ajustó la capacidad de esos atributos para diferenciar cada litofacies. Fueron discretizados 4130 intervalos patrones en pozos. Para trabajar dentro de un dominio con gran incertidumbre, se empleó un algoritmo geoestadístico de simulación secuencial de indicadores para calcular las probabilidades. Se ejecutó la conversión de atributo sísmico a litofacies, mediante una clasificación supervisada, en una matriz de 350000 celdas (aproximadamente 43750 km3 en total), con los atributos sísmicos seleccionados como significativo y por último se estableció un cálculo de riesgo-recompensa que pronostica el alcance económico de esta estrategia.

Abstract Historically the Cuban exploration strategy has been characterized by discovering productive oil intervals and to use its associated gas by conventional methods. The objective of this study was to create a methodology to detect reservoirs with free gaseous hydrocarbons contain, by seismic attributes. Were chosen two oilfields located in the Cuban Northern Oil Belt; (main Cuban oil region); Santa Cruz del Norte (learning pattern) and Jibacoa oil fields (predictive pattern). Were studied the Vega Alta Formation, a synogenic sequence of Paleocene-Middle Eocene age, with great lithological complexity and considered as a regional seal, but paradoxically, with significant hydrocarbons presence. A microfacial analysis was carried out, with the information of the cuttings, building a ternary model for clastite rocks and another model for carbonated and siliceous rocks. Were studied 1921 m by cuttings samples, predominantly clastic lithofacies. An exploratory data analysis was carried out, which permitted obtaining information about the unknown relationship between lithofacies and seismic attributes. The seismic signatures of lithofacial classification were determined, and with the assistance of data mining methods were adjusted the seismic attributes to differentiate lithofacies. These were discretized in 4130 standard patterns intervals. Probability values were calculated applying a geostatistics sequential simulation algorithm. The inverse task (conversion of seismic attributes to lithofacies) was executed, through a supervised classification, into a 350000 cells matrix (approximately 43750 km3), with the selected seismic attributes and finally, an exploration risk analysis was calculated for estimate the economic strategy.

Analysis of piezometric levels and groundwater collection patterns in the Quaternary aquifer of Yopal, Casanare, Colombia

Resumen La problemática de abastecimiento de agua que ha vivido la ciudad de Yopal, Casanare en los últimos ocho años, ha generado un acentuado incremento en la demanda del recurso hídrico subterráneo. En el presente trabajo se plantea una evaluación general dentro del marco geológico e hidrogeológico de las captaciones presentes en los acuíferos cuaternarios de Yopal. El análisis se realizó teniendo en cuenta aspectos fundamentales como la consolidación de una base de datos referente a un inventario de 1225 puntos de captación de agua subterránea, y análisis representativo de material que constituyen los depósitos cuaternarios. La consolidación de la información ha permitido elaborar cartografía referente a la demanda del recurso hídrico subterráneo, y determinar condiciones de flujo subterráneo del área de estudio. Los resultados obtenidos permitieron concluir que las características geológicas del área de estudio favorecen el almacenamiento, circulación y captación de agua subterránea, la cual presenta una dirección predominante NW-SE. Y se determina que el depósito aluvial Qab, presenta conectividad hidráulica con los ríos Charte y Cravo Sur.

Abstract The problem of water supply that has lived the city of Yopal, Casanare in the last eight years, has generated a marked increase in the demand of the underground water resources. This paper presents a general evaluation within the geological and hydrogeological framework of the captions present in the Quaternary aquifers of Yopal. The analysis was carried out taking into account fundamental aspects such as the consolidation of a database referring to an inventory of 1225 points of groundwater collection, and representative analysis of material that make up the quaternary deposits. The consolidation of the information has allowed to elaborate cartography referring to the demand of the underground hydric resource, and to determine underground flow conditions of the study area. The results obtained allowed to conclude that the geological characteristics of the study area favor the storage, circulation and capture of groundwater, which presents a predominant direction NW-SE. And it is determined that the alluvial deposit Qab, presents hydraulic connectivity with the Charte and Cravo Sur rivers.

Contributions to the age knowledge of plutonic, hypabyssal and volcanoclastic igneous bodies outcropping in the Pailitas town area (Cesar, Colombia)

Resumen En el sector del municipio de Pailitas (departamento del Cesar), localizado entre las cordilleras Oriental y Central de Colombia, afloran mayoritariamente rocas Precámbricas (tanto de alto como de bajo grado de metamorfismo) y Mesozoicas (plutónicas, hipoabisales, volcanoclásticas, volcanosedimentarias y sedimentarias continentales), estas últimas agrupadas dentro de la denominada Formación Noreán. La relativa amplia distribución espacial de las rocas de esta unidad, las relaciones entre sus diferentes litologías, las edades de cristalización de sus cuerpos ígneos plutónicos e hipoabisales (edades U-Pb en circones de 176,7±2,2 Ma y 176,0±2,1 Ma, respectivamente), como también las máximas edades de depositación de sus rocas volcanosedimentarias (con picos de edades U-Pb en circones detríticos alrededor de 190 Ma), sugieren que esta unidad se formó en un ambiente tectónico extensivo, el cual permitió tanto el desarrollo de sistemas volcano-plutónicos como la depositación simultánea de sedimentos continentales. En el contexto regional es posible relacionar temporalmente las litologías ígneas aflorantes en el área del municipio de Pailitas, con el arco magmático calco-alcalino de edad Jurásico Temprano-Medio, representado hoy en los cuerpos ígneos coetáneos presentes en la Sierra Nevada de Santa Marta, Norosí, San Martín, San Lucas, Ibagué Sur.

Abstract In the Pailitas town area (Cesar Department), located between the Eastern and Central Colombian mountain ranges, outcrop mostly Precambrian (at high- and low-grade metamorphism) and Mesozoic rocks (plutonic, hypabyssal, volcanoclastic, volcano-sedimentary and continental sedimentary), these last ones grouped into the so-call Norean Formation. The relatively wide space distribution of this unit, the relationship of its lithologies, the crystallization ages of its related-plutonic and hypabyssal rocks (zircon U-Pb ages of 176.7±2.2 Ma and 176.0±2.1 Ma, respectively), as well as the maximum stratigraphic age of the associated-volcano-sedimentary rocks (with the youngest detrital zircons U-Pb ages´ peak at about 190 Ma), suggest this unit was formed in an extensive tectonic environment, which allowed the development of volcano-plutonic systems and simultaneously the deposition of continental sediments. In the regional context, it is possible to relate in time the igneous lithologies outcropping in the Pailitas town area with the calco-alkaline magmatic arc of Early-Middle Jurassic age, today represented in the coeval igneous bodies outcropping in the Sierra Nevada de Santa Marta, Norosí, San Martín, San Lucas, Ibague areas.

Structural styles and stress tensors to the southeast of the Santander Massif (Colombia)

Resumen Este trabajo presenta una explicación a la deformación generada al sur de la Falla Río Servitá, especialmente en su bloque yacente. A partir del análisis de la cartografía geológica y del tratamiento de datos de diaclasas y tensores de esfuerzos determinados con planos estriados de fallas, se distinguieron tres direcciones de máxima compresión horizontal, relacionados con la influencia en la zona de estructuras regionales, los cuales soportan los distintos estilos de deformación. El tensor más representativo corresponde a un esfuerzo horizontal máximo en dirección W-E, relacionado con fallas longitudinales de cabalgamiento como la Falla Río Servitá, con un estilo de deformación de piel gruesa, cuya compresión provoca un sinclinal invertido y fallas nucleadas de acomodamiento en su bloque yacente. Hacia el sur de la zona se alcanza a expresar la influencia de la Falla de Bucaramanga, con un tensor SE-NW que resulta del arrastre en rumbo sinestral de la estructura a lo largo de la falla transpresiva Chicamocha-Soapaga. Se distinguen también, fallas transversales NW, en cabalgamientos con vergencia al SW y retrocabalgamientos que entre si conforman estructuras pop-up, que se relacionan con un tensor SW-NE, el cual se interpreta como parte del efecto radial de la Cuña de Pamplona.

Abstract This work presents an explanation for the deformation generated toward the south of the Río Servitá Fault, especially along with its footwall block. From the analysis of the geological mapping, joints, and stress tensors determined from slickensides, three directions of horizontal maximum compression were obtained in relationship with the influence of regional structures in the zone. The most representative stress tensor is W-E, related to the longitudinal thrust faults such as the Río Servitá Fault, with deformation in a structural style of thick-skinned, that develops in the footwall an inclined synclinal with out-of-syncline thrusts to accommodate deformation from the core of the fold. To the south, the influence of the Bucaramanga Fault is interpreted from the SE-NW stress tensor imposed by the sinistral slip along the transpressive Chicamocha-Soapaga Fault. NW transverse faults are also observed as SW verging thrusts and back-thrust, pop-up structures, all related to a SW-NE stress tensor, which is interpreted as a part of the radial effect from the Pamplona Wedge.

Introduction to the Karst Geoheritage of the municipality of El Peñón (Santander, Colombia)

Resumen Los sistemas kársticos constituyen uno de los ambientes más vulnerables al cambio climático y las acciones humanas, así mismo las actividades turísticas mal desarrolladas en áreas con sistemas kársticos (espeleoturismo) han demostrado que pueden ser una amenaza para su conservación, sin embargo, el turismo también podría ser una forma efectiva de conservación aportando a su vez al desarrollo sostenible de los territorios rurales. El municipio más joven de Santander, El Peñón, ubicado sobre rocas calcáreas de la Formación Rosablanca constituye un extenso e importante sistema kárstico que alberga una gran riqueza geológica, paisajística, arqueológica y biótica. El desarrollo kárstico de la región está regido por el control tectónico de la zona evidenciado en las orientaciones preferenciales NW-SE y NE-SW que adquieren las unidades exo y endokársticas. El estado casi prístino de la gran mayoría de estas manifestaciones subterráneas permite su estudio para la contribución al planteamiento de alternativas que vean este patrimonio como un recurso con gran potencial para aportarle al desarrollo sostenible de este territorio. Se presentan avances en el inventario del patrimonio geológico kárstico con el que cuenta el municipio de El Peñón, y la valoración por medio de la metodología M-GAM de los primeros 6 geotopos identificados: Cañón de Panamá, Caverna Los Carracos, Cueva del Oro, Cueva de La Virgen, Karst Town y Caverna La Tronera. La evaluación por medio de esta metodología permitió conocer la situación actual del turismo en la región y confirmar que estos lugares poseen una riqueza única con vastas oportunidades para el desarrollo del geoturismo y espeleoturismo. La aplicación del índice estandarizado de sensibilidad de cuevas permitió conocer el grado de sensibilidad a las acciones antrópicas de estos ecosistemas, indicando el mayor control que debe existir sobre las actividades que se desarrollen en la galería inferior de la Caverna Los Carracos y la Cueva del Oro.

Abstract Karstic systems constitute one of the most vulnerable environments to climate change and human actions, the tourist activities not suitables in areas with karstic systems (speleotourism) have shown that it can be a danger to their conservation, nevertheless, tourism could also be an effective way of conservation contributing to the sustainable development of rural territories. The youngest municipality in Santander, El Peñón, located on calcareous rocks of the Rosablanca Formation constitutes an extensive and important karstic system that houses a great geological, landscape, archeological and biotic wealth. The karstic development of the region is governed by the tectonic control of the area evidenced in the preferential orientations NW-SE and NE-SW acquired by the exo and endo karst units. The almost pristine state of the great majority of these underground manifestations allows its study for the contribution to the approach of alternatives that see this heritage as a resource with great potential to contribute to the sustainable development of this territory with a recent past of violence. Advances are made in the inventory of the karstic geological heritage that El Peñón has, and the valuation through the M-GAM methodology of the first 6 identified geosites: Panama canyon, Los Carracos Cavern, Golden Cave, Virgin´s Cave, Karst Town and La Tronera Cavern. The evaluation through this methodology allowed an evaluation of tourism in the region and confirm that these places have a unique wealth with vast opportunities for the development of geotourism and speleotourism. The application of the standardized index of sensitivity of caves also allowed us to have a better understanding of the richness of these ecosystems, indicating the greater control that should exist over human activities that take place in the lower gallery of Los Carracos Cavern and Golden Cave.