correlación estratigráfica, análisis de la fracción
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Correlación estratigráfica, análisis de la fracción mineral pesada y geocronología
de la Fm. Arenisca Dura entre la Serranía del Majuy, los Cerros Orientales de
Bogotá y la Peña de Juaica, Cundinamarca.
Presentado por:
Juan Sebastian Quino Vivas
__________________ __________________ ________________
Sebastian Quino Vivas Yamirka Roja Agramonte Natalia Pardo Villaveces
Estudiante Directora Co-directora
Universidad de los Andes
Facultad de Ciencias
Departamento de Geociencias
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TABLA DE CONTENIDO
1. Resumen
2. Abstract
3. Introducción
4. Marco Geológico
4.1.Sabana de Bogotá
4.2.Grupo Guadalupe
4.2.1. Formación Arenisca Dura
4.2.2. Formación Plaeners
4.2.3. Formación Arenisca Labor-Tierna
4.3. Formación Guaduas
4.4. Formación Conejo
4.5. Sistemas Montañosos estudiados
4.5.1. Peña de Juaica y Serranía del Majuy
4.5.2. Cerros Orientales de Bogotá
5. Metodología
5.1. Reconocimiento de campo
5.2.Recolección de Muestras
5.3.Procesamiento de Muestras
6. Resultados
6.1.Petrografía
6.1.1. Peña de Juaica
6.1.2. Serranía del Majuy
6.1.3. Cerros Orientales de Bogota
6.1.4. Diagramas de clasificación
6.2.Datos de geocronología
6.2.1. Peña de Juaica
6.2.2. Serranía del Majuy
6.2.3. Cerros Orientales
6.3.Datos de Fracción Pesada
6.3.1. Fracción Pesada para Minerales no Magnéticos
6.3.2. Fracción Pesada para Minerales Magnéticos
7. Interpretación de Resultados
7.1.Interpretación de datos Petrográficos
7.2.Interpretación de Relaciones de Campo
7.3.Interpretación de datos de la Fracción pesada
7.4.Interpretación de datos Geocronológicos
8. Conclusiones
9. Agradecimientos
10. Referencias
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1. Resumen
La Sabana de Bogotá se encuentra ubicada en la zona axial de la Cordillera Oriental de
Colombia. Parte de la historia de sedimentación de la Sabana de Bogotá está registrada
por el Grupo Guadalupe, en el Cretácico Superior (Campaniano-Maastrichtiano). La
historia de deposición del Grupo Guadalupe se asocia con la acumulación de sedimentos
en una cuenca somera, con características litorales y sublitorales, durante intervalos de
regresión y transgresión marina. Dentro de este grupo se encuentra la Fm Arenisca Dura
(objeto del presente estudio), la cual aflora en tres sistemas montañosos de la sabana de
Bogotá: La Peña de Juaica, la Serranía del Majuy y los Cerros Orientales de Bogotá.
Los estudios realizados en la Fm. Arenisca Dura consistieron en petrografía,
geocronología en U/Pb y análisis de fracción pesada. Según los datos de estratigrafía,
petrografía (dominada por cuarzoarenitas), geocronología (con cuatros picos de edades
en los siguientes intervalos: 500-653 Ma, 1145-1154 Ma, 1404-1450 Ma y 1800-1860
Ma) y de minerales pesados (lulzacita, apatito, moscovita, rutilo, cuarzo y biotita), es
posible correlacionar la Fm Arenisca Dura en los tres sistemas montañosos estudiados,
donde mantuvo la misma relación estratigráfica dentro del Grupo Guadalupe.
Por otra parte, existe una discusión sobre la proveniencia de la Fm. Arenisca Dura debido
a que existe una gran diferencia de edad entre los sedimentos y la edad de formación. Se
plantea como una posible hipótesis lo propuesto por Horton et al., (2010), donde
menciona que parte del material en la Sabana de Bogotá puede ser derivado de fuentes
como el Basamento Andino (420-380 Ma) y fuentes distales de basamentos del
Proterozoico (1650-1900 Ma), posiblemente del escudo Guyana.
Palabras clave: Correlación estratigráfica, circón, geocronología, análisis de fracción
pesada, Cerros Orientales de Bogotá, Serranía del Majuy, Sabana de Bogotá.
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2. Abstract
The Savanna of Bogotá is located in the axial zone of the Eastern Cordillera of Colombia.
Part of the sedimentation history of the Savanna are recorded in the Late Cretaceous
(Campanian-Maastrichtian) sedimentary sequences of the Guadalupe Group. The
deposition history of Guadalupe Group is related to accumulation of sediments in a
shallow basin, with coastal and sub-coastal characteristics, during periods of marine
regression and transgression. The Arenisca Dura Formation (the subject of this study),
crops out in in three of the mountain ranges of the Savanna of Bogota: Juaica Crag, Majuy
Mountain Range, Eastern Hills of Bogotá.
The studies carried out in Aresnica Dura Fm. consisted of petrography, U-Pb
geochronology and heavy fraction analysis. According data from stratigraphy,
petrography (dominated by quartzarenite), geochronology (with four age peaks at the
following intervals: 500-653 Ma, 1145-1154 Ma, 1404-1450 Ma and 1800-1860 Ma) and
heavy minerals (lulzacite, apatite, muscovite, rutile, quartz and biotite), it is possible
correlate the Arenisca Dura Fm. in the three mountain systems studied, where it
maintained the same stratigraphic relationship within Guadalupe Group.
On the other hand, there is a discussion about the provenance of the Arenisca Dura Fm.
because there is a big age difference between sediments and formation age. It is proposed
as a possible hypothesis what was proposed by Horton et al. (2010), where it mentions
that some material in Bogotá Savanna may be derived from sources such as the Andean
Basement (420-380 Ma) and distal sources of Proterozoic basements, possibly from the
Guyana Shield.
Key words: Stratigraphic correlation, zircon, geochronology, heavy fraction analysis,
Eastern Hills of Bogotá, Juaica Crag, Majuy Mountain Range, Savanna of Bogotá.
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3. Introducción
En este trabajo se realizó un análisis de información de múltiples fuentes para confirmar
la correlación estratigráfica y la información de proveniencia de unidades sedimentarias
de la Fm. Arenisca Dura en tres sistemas montañosas de la Sabana de Bogotá: La Peña
de Juaica, Serranía del Majuy y los Cerros Orientales de Bogotá, en Cundinamarca
(Figura 1 y 2), permitiendo obtener información que aporte al conocimiento de la
configuración geológica de la zona.
La configuración geológica de la Sabana de Bogotá está relacionada con la geología de
la parte norte de la Cordillera de Los Andes y, a su vez, de la Cordillera Oriental de
Colombia. Este sector de la cordillera andina se caracteriza por exposiciones de
basamentos cristalinos con altos componentes de deformación (Cordani et al., 2005). Sin
embargo, hoy en día existen discusiones sobre la historia geológica del sector norte de los
Andes, específicamente sobre la edad y naturaleza de los basamentos cristalinos.
La información obtenida se divide en tres grupos: datos petrológicos y relaciones de
campo, análisis de minerales pesados y geocronología en circones a partir de relación
isotópica U/Pb. Los datos geocronológicos se tomaron a partir de circones debido a que
son minerales altamente estables y refractarios (Fedo, 2005) y se utilizó la técnica de
Laser Ablation Inductively Couple Plasma Mass Spectometer (LA-ICP-MS).La
información petrográfica se obtuvo a partir de la observación de láminas delgadas
obtenidas de las muestra tomadas en los sistemas montañosos estudiados. Estos
procedimientos fueron llevados a cabo por los integrantes del proyecto Geotrail
Ecoparque Tygüa Magüe.
Respecto al análisis de fracción pesada, se aplica la técnica de Espectrometría RAMAN
en donde se obtuvieron graficas de similitud con minerales ya estudiados, obtenidos de la
base de datos Bio-Rad Laboratories Inc. Luego, se realizó un conteo de granos minerales
similares y finalmente se obtuvo un porcentaje relativo del contenido de minerales
estudiados en las muestras.
A partir de la información recolectada y los resultados de los análisis de laboratorio, se
obtuvo información que puede ampliar el conocimiento de la geología de la Sabana de
Bogotá. Se concluyó que las muestras tomadas en las cordilleras estudiadas se relacionan
entre si y sugiere que existe una secuencia espacial entre ellas. También, se plantea la
posibilidad de que el material sedimentario que conforma la Fm. Arenisca Dura sea de
una fuente mucho más antigua que la edad de la formación misma, posiblemente del
basamento Andino y el Escudo Guyana. Por otro lado, la información recolectada y las
hipótesis planteadas se utilizarán para aportar material investigativo al proyecto Geotrail
Ecoparque Tygüa Magüe, el cual busca promover el turismo geológico en la Sabana de
Bogotá.
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Figura 1. Mapa regional de Colombia. CO: Cordillera Occidental de Colombia. CC: Cordillera Central de
Colombia. CE: Cordillera Oriental de Colombia. ZE: Zonas de Estudio. En la figura se muestra el mapa
geológico local de la zona de estudio.
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Figura 2. Mapa geológico de la Zona de Estudio. La zona de Estudio Se ubica en la zona axial de la Cordillera Oriental, región Andina de Colombia. Información tomada de Acosta & Ulloa (2001)
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4. Marco Geológico
4.1. Sabana de Bogotá
En la Sabana de Bogotá afloran, de base a techo, la Formación Conejo (Renzoni, 1968)
de edad Coniaciano inferior (Etayo, 1968), el Grupo Guadalupe, de edad Campaniano-
Maestrichtiano Inferior, y por último la Formación Guaduas (Hettner, 1892) de edad
Maastrichtiano Superior (Sarmiento, 1992).
El levantamiento de la Sabana de Bogotá corresponde con la historia geológica de la
Cordillera Oriental. El levantamiento comenzó en el Eoceno Medio, durante la
denominada Orogenia-Preandina (Duqe-Caro, 1980; Villamil & Restrepo, 1997). A partir
del Mioceno Tardío y durante el Plioceno, se formaron cuencas intracordilleranas que
permitieron la acumulación lacustre y fluvioglaciar (Acosta & Ulloa, 2001), las cuales
marcan el levantamiento de la Sabana de Bogotá desde 600 hasta los 2600 metros. Según
datos palinológicos y de dataciones absolutas, el mayor levantamiento de la cordillera
debió haber ocurrido entre los 5,3 y 2,6 Ma, a una tasa promedio de 0,66 mm/año. Con
este levantamiento, a final del Plioceno comienza a formarse la cuenca de la Sabana de
Bogotá, cuya sedimentación empezó aproximadamente hace 3 Ma. (Van der Hammen,
2003).En la figura 3 se muestra la paleogeografía de la Cordillera Oriental desde hace 90
Ma hasta el Holoceno.
Figura 3. Paleogeografía de las Cordilleras Colombianas. Tomado de
https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Maps_by_Ron_Blakey
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4.2. Grupo Guadalupe
En la Sabana de Bogotá aflora el Grupo Guadalupe por Pérez & Salazar (1978)
con edades Campaniano-Maestrichtiano y un espesor de aproximadamente 750
metros (Figura 4). El Grupo Guadalupe suprayace en el oriente a la Fm. Chipaque
y al occidente a la Fm. Conejo e infrayace la Fm. Guaduas. Está compuesta, de
base a techo, por las formaciones Arenisca Dura, Plaeners y Arenisca Labor-
Tierna. Litológicamente está conformada por areniscas con intercalaciones de
limolitas, arcillolitas, lodolitas y liditas. Su ambiente de acumulación fue
alternante entre litorial y sublitorial en donde la secuencia se depositó en una
cuenca con subsidencia moderada (Pérez & Salazar, 1978).
Figura 4. Columna Estratigráfica de la sección tipo del Grupo Guadalupe, ubicada en la vía
Bogotá-Choahí. Información recopilada del trabajo de Montoya & Reyes (2005) para el Servicio
Geológico Colombiano.
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4.2.1. Formación Arenisca Dura.
La Fm. Arenisca Dura fue descrita formalmente por Pérez & Salazar (1978), con
una edad del Campaniano Inferior según Montoya & Reyes (2003). Esta
Formación presenta variaciones en su espesor y suprayace diferentes formaciones
en la parte oriental y occidental. En la parte más oriental tiene un espesor de 407
metros e infrayace a la Fm. Chipaque. En la parte más occidental tiene un espesor
de 320 metros e infrayace la Fm. Conejo. Litológicamente, está conformada por
areniscas con bancos individuales de limolitas, arcillolitas, liditas y bancos más
finos de limolitas. La estructura sedimentaria más común es la laminación
paralela, presente en las alternancias entre limolitas y arcillolitas o limolitas y
lodolitas. Respecto al contenido fósil, existen numerosos moldes y fragmentos de
conchas del genero lamelibranquios, vertebras y restos de peces (Guerrero &
Sarmiento, 1996) . A partir de las estructuras y contenido fósil, el ambiente de
sedimentación de esta formación ha sido interpretada como un ambiente de llanura
mareal somero o sublitoral alternante con intervalos de deposición de sedimentos
mezclados y lodosa (Guerrero & Sarmiento, 1996).
4.2.2. Formación Plaeners
La Fm. Plaeners fue nombrada formalmente por Pérez & Salazar (1978) con una
edad del Campaniano Superior a Maastrichtiano Inferior según Vergara &
Rodriguez (1997). Esta Formación suprayace la Fm. Arenisca Dura e infrayace la
Fm. Arenisca Labor-Tierna. Litológicamente, tiene un espesor aproximado de 73
metros y está compuesta por arcillolitas, liditas, limolitas y areniscas de grano
fino, en menor proporción. En general, posee una estratificación paralela, con
pequeños lentes de limos y arena fina con estratificación ondulosa. Respecto a su
contenido fósil, existen fauna de Ostrea Tecticosta y forminiferos Orthocarstenia
de la especie cretacea y clarki. A partir de la evidencia estratigráfica y fósil la Fm.
Plaeners se depositó en una llanura de lodos en una zona litoral a infra litoral con
pequeños intervalos de sedimentación mezclada Guerrero & Sarmiento (1996).
4.2.3. Formación Arenisca Labor-Tierna
La Fm. Arenisca Labor-Tierna fue nombrada formalmente por Pérez & Salazar
(1978) con una edad del Maastrichtiano Inferior. Esta Formación suprayace la Fm.
Plaeners e infrayace la Fm. Guaduas. Litológicamente, está compuesta por dos
subdivisiones. La primera, denominada Arenisca Labor, la cual está compuesta
por capas gruesas de areniscas con intercalaciones de arcillolitas con un espesor
de 177 metros. La segunda, denominada Arenisca Tierna, está compuesta por
capas de areniscas con tamaños más gruesos que en Arenisca Labor y tiene un
espesor de 49 metros. En general, posee una estratificación ondulosa para ambas
subdivisiones. Respecto al contenido fósil, se observaron esporádicas conchas de
lamelibranquios. Según la evidencia fósil y estructuras sedimentarias, el ambiente
de deposición de la Fm. Arenisca Labor-Tierna se dio en una zona de
sedimentación de canales y hacia la parte superior una sedimentación lateral de
canales según Guerrero & Sarmiento (1996).
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4.3. Formación Guaduas
La Fm. Guaduas fue nombrada formalmente por Hettner (1892) con edades desde
el Maastrichtiano Tardio al Paleoceno inferior según Sarmiento (1992). Esta
Formación suprayace a la Fm. Arenisca Labor-Tierna e infrayace a la Fm. Cacho.
Litológicamente, Montoya & Reyes (2005) divide esta formación en cinco
segmentos, según las descripciones de Sarmiento (1992), en donde los segmentos
tienen espesores desde los 30 hasta 370 metros. Litológicamente está conformada
por secuencias de arcillas arenosas, limolitas, lodolitas con mantos de carbón que
tienes espesores de 20 cm hasta de 65 cm, los cuales indican un flujo alternante
de materia orgánica. Hay diversas estructuras de deposición, en la parte inferior
hasta un nivel medio predominan la laminación lenticular y ondulosa y en la parte
superior predomina la laminación plano paralela. El espesor total de esta
formación es de aproximadamente 1090 metros. Respecto al contenido fósil, en
la parte inferior hay foraminíferos aglutinados, bentónicos y plantónicos según
Sarmiento (1992). Según Pérez & Salazar (1978) las condiciones de deposición
fueron bajo condiciones litorales con importante influencia mareal.
4.4. Formación Conejo
La Fm. Conejo fue nombrada formalmente por Renzoni (1968) con una edad del
Coniciano-Santoniano según Montoya & Reyes (2003). Esta formación suprayace
la Fm. La Frontera e infrayace la Fm. Lidita Superior. Litológicamente, Etayo
(1968) la separa en tres conjuntos, con espesores de 80, 170 y 440 metros, de base
a techo. La composición litológica es de shales negros con intercalaciones de
limolitas y areniscas en la parte inferior, areniscas calcáreas y arcillolitas para la
parte intermedia e inferior. Respecto al contenido fósil, en el conjunto intermedio
hay amonitas y bivalvos de la especia didymotis. En el conjunto superior se
encuentran concreciones con presencia de foraminíferos planctónicos y
bentónicos (Montoya & Reyes, 2005). Según Etayo (1968) la evidencia fósil y
estructuras sedimentarias sugiere un ambiente de deposición litorial.
4.5. Sistemas montañosos estudiados.
En la Sabana de Bogotá se encuentran los sistemas montañosos estudiados, los
cuales hacen parte de la Cordillera Oriental de Colombia. Estos sistemas
montañosos se encuentran ubicados en la periferia de la sabana.
4.5.1. Peña de Juaica y Serranía del Majuy
La Serranía del Majuy, se encuentra al suroriente del municipio Cota y al
occidente del municipio Tabio. Estratigráficamente está conformada, de base a
techo, por la Fm. Arenisca Dura (Pérez & Salazar, 1978; Renzoni, 1962) con una
edad Cretácico Inferior (Montoya & Reyes, 2003); la Fm. Plaeners (Pérez &
Salazar, 1978; Renzoni, 1968), cuyas amonitas indican una edad Campaniano
Tardio – Maastrichtiano Temprano (Follmi et al., 1992;en Vergara S. & Rodriguez
C., 1997) y la Fm. Labor-Tierna (Renzoni, 1962, 1968), cuya edad ha sido
establecida con base en la zona bentónica Siphogenerinoides bramlettei (Martinez
1989 en Sarmiento, 1992) como Maastrichtiano Tardío (figura 5). Las
formaciones mencionadas conforman el Grupo Guadalupe (Pérez & Salazar,
1978). La Peña de Juaica se encuentra ubicada en el municipio de Tabio donde
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afloran el Grupo Guadalupe con la misma relación estratigráfica que en la Serranía
del Majuy.
Figura 5. Columna Estratigráfica de la Serranía del Majuy y Peña de Juaica basados en la información estratigráfica del trabajo de Montoya & Reyes (2005).
4.5.2. Cerros Orientales de Bogotá
Los Cerros Orientales de Bogotá están comprendidos en los municipios de Chía,
Cajicá, Sopó y Meusa. Allí afloran, de base a techo, la Fm. Conejo (Renzoni,
1968), con edad Coniaciano inferior (Etayo, 1968), el Grupo Guadalupe y por
último la Formación Guaduas (Hettner, 1892), con edad Maastrichtiano Superior
(Sarmiento, 1992)(Figura 6).
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Figura 6. Columna Estratigráfica de los Cerros Orientales de Bogotá basados en la información estratigráfica del trabajo de Montoya & Reyes (2005).
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5. Metodología
5.1. Reconocimiento de Campo
Se realizaron trabajos de campo en los sistemas montañosos estudiados con el
propósito de reconocer la configuración geológica de la zona basados en
observaciones de afloramientos, morfología característica y recolección de muestras.
Se tomó como guía la plancha 227 del Servicio Geológico realizada por Acosta &
Ulloa (2001). En el caso del ecoparque Tygüa Magüe se recorrieron diferentes
senderos en donde se recolectaron muestras y se reconoció la litología general de la
Serranía de Majuy. Para el caso de la Peña de Juaica se recorrió un único sendero de
acceso en donde se diferenciaron, a partir de su dureza, dos litologías distintas de las
cuatro descritas en la plancha de la zona. En el caso de los Cerros Orientales de Bogotá
se realizaron salidas de campo donde se realizó recolección de muestras y
reconocimiento geológico. Por último, se realizó una visita a la Sección Tipo (Figura
7) ubicada en la vía Bogota-Choachi.
Figura 7. Foto de la Sección Tipo, vía Bogota-Choahi. Foto tomada durante salida de campo y
redibujada por Garzon (2019). Sección tipo del Grupo Guadalupe definido por Pérez & Salazar (1978).
5.2. Recolección de muestras
La recolección de muestras se llevó a cabo a partir de salidas de campo que se
realizaron entre los meses de noviembre de 2018 y marzo del 2019. Estas
salidas de campo fueron en los siguientes lugares y se recolectaron las
siguientes muestras:
Peña de Juaica: Se recolecto la muestra PJTM-05.
Serranía del Majuy: Se recolectaron las muestras TM18-07, TM18-11,
TM18-12 y TM18-13
Cerros Orientales de Bogota: CO18-03 y CO18-4
5.3. Procesamiento de Muestras
Las muestras fueron procesadas en el laboratorio de Geociencias de la
Universidad de los Andes ubicado en el Bloque Q. El procesamiento consistió
en:
a. La trituración de las muestras de forma manual, con un mazo.
b. Tamización de las muestras trituradas, en un tamiz de 250 μm.
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c. Separación gravimétrica de los granos minerales a partir de un bateo con
el objetivo de obtener la fracción mineral pesada.
d. Separación magnética, la cual consistió de dos pasos; el primero, fue
una separación mediante un imán de Neodimio. El segundo, fue una
separación utilizando un Separador Magnético Isodinámico Frantz.
e. Petrografía: Primero, se elaboraron las secciones delgadas. Para el
corte de las láminas se utilizó una cortadora Discotom -100 y
eventualmente se obtuvo un corte rectangular denominado testigo.
Luego, se impregno el testigo con una resina y después se realizó el
pulido. Seguido, se adhirió un vidrio sobre la lámina para protegerla.
Finalmente, se realizó una descripción petrográfica y un conteo de
granos a partir de una grilla de 300 puntos para la clasificación de las
muestras.
f. Datación geocronológica en zircones a partir de análisis isotópico
de U/Pb: Primero, se realizó una separación manual de los circones
los cuales fueron ubicados en láminas de vidrio sobre una cinta doble
faz. Luego, fueron embebidos en una resina epoxy de la empresa
Buehler. Después, se realizó un pulido de los circones hasta lograr la
exposición de la superficie más cercana al plano ecuatorial de los
granos minerales. Por último, se realizó una datación isotópica U/Pb
mediante la técnica de espectrometría de masa, la cual se llevó a cabo
en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Ciencias Ambientales
de la Universidad de Rochester, Estados Unidos (Figura 8).
Figura 8. A la derecha: Espectrómetro de masa cuádrupolo referencia ICP-MS Agilent
7900. A la izquierda: Láser para ablación tipo Phton Machine Analyte G2 193 nm.
g. Análisis de Espectrometría Raman: El análisis de espectrometría
Raman se realizó en los laboratorios del Departamento de Química de
la Universidad de los Andes. Para este análisis se empleó una
Espectrómetro Raman de la referencia: XploRA™ One, de la marca
Horiba (figura 9). Cabe resaltar que se utilizaron dos tipos de longitud
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de onda, las cuales fueron de 532 nm y 638nm. Luego, estos datos
fueron procesados en el programa KnowItAll ®Informatics System el
cual se basa en datos obtenidos de la base de datos Bio-Rad
Laboratories, Inc.
Figura 9.. Espectometro RAMAN, XploRA™ One, de la marca Horiba
Cabe resaltar que los procedimientos de datación geocronologíca y análisis
petrográfico fueron realizados por Camilo Garzón, Johana Barrera y Diego
Moreno, estudiantes de la Universidad de los Andes y participantes del proyecto
Geotrails Tygüa Magüe.
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6. Resultados
6.1. Petrografía
La información petrográfica fue extraída de los trabajos de tesis realizados por los
estudiantes de Geociencias e integrantes del proyecto Geotrail Tygüa Magüe
Camilo Garzón, Johana Barrera y Diego Moreno. En esta investigación se
realizaron descripciones de afloramientos, se extrajeron muestras representativas,
se analizaron secciones delgadas de las mismas y en algunos casos se tomaron
fotografías en microscopio petrográfico.
6.1.1. Peña de Juaica
La Peña de Juaica se encuentra ubicada dentro del municipio de Tabio sobre la
Cordillera Oriental y tiene una altura aproximada de 3250 msnm.
Estratigráficamente, se ubicó dentro de la formación Arenisca Dura. La
información petrológica se obtuvo a partir del trabajo Moreno (2019).
Muestra PJTM-05:
Figura 10. Fotografía en sección delgada para la muestra PJTM-05. A la derecha: NP (Nicoles
Paralelos). A la izquierda: NC (Nicoles Cruzados). Fotografía tomada de Moreno (2019).
Esta muestra se tomó a una altura relativa de 200 m a la base de la columna
estratigráfica de la Peña de Juaica. En la muestra predomina tamaños de granos
de arena media. Se observa una buena selección del grano. Morfológicamente, los
granos son subangulares y los contactos entre ellos son, en general, rectos. Hay
muy poca proporción de matriz, el arreglo mineral es grano soportado. Respecto
a su composición, el cuarzo es el mineral más abundante, no se observan
fragmentos líticos y hay una baja abundancia de circones. Según un análisis de
una grilla de trescientos puntos, esta muestra se clasificó como sublitoarenita
(Figura 10).
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6.1.2. Serranía del Majuy
La Serranía del Majuy se ubica al occidente de la Sabana de Bogotá
(Cundinamarca) sobre la zona axial de la Cordillera Oriental. El parque Tygüa
Magüe se encuentra en la falda oriental de este sistema montañoso. Las siguientes
descripciones petrográficas se extrajeron de (Barrera, 2019). Las muestras TM18-
07, TM18-11, TM18-11 y TM 18-12 se describieron en conjunto de forma general
(figura 11).
Muestra TM18-07, TM18-11, TM18-12 y TM 18-13:
Estas muestras se tomaron a una altura relativa entre 240-280 metros a la base de
la sección estratigráfica del Fm. Arenisca Dura que aflora en la Serranía del
Majuy. Los tamaños de granos en la muestra varían desde arena fina a muy fina.
Se observa un buen grado de selección. Morfológicamente, se encuentran granos
sub-angulares y sub-redondeados con una esfericidad media. Respecto a la matriz,
esta es arcillosa y se encuentra en un bajo porcentaje en la muestra, las muestras
son grano-soportadas. Los contactos entre granos son convexos y cóncavos.
Respecto a la composición mineral de las muestras, están son en su mayoría
dominadas por cuarzo y presentan minerales accesorios de circón, moscovita,
glauconita. También, en la muestra TM18-11 se encuentran precipitados de óxidos
metálicos. Estas muestras se clasificaron como cuarzo arenitas.
Figura 11. Imágenes NC (Nicoles Cruzados) de las láminas delgadas tomadas en la Serranía del
Majuy sobre la Fm. Arenisca Dura. Fotografías realizadas de Barrera (2019).
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6.1.3. Cerros Orientales de Bogotá
Los Cerros Orientales de Bogotá está comprendido por los municipios de Chía,
Cajicá, Sopó y Meusa. Las muestras fueron extraídas de afloramientos sobre la
vía Bogota-Choachi a una altura aproximada de 2900 msnm. La información
petrológica se obtuvo a partir del trabajo de Garzon (2019).
Muestra CO18-03
Estas muestras fueron tomadas aproximadamente a la altura del tope de la Fm.
Arenisca Dura en la columna estratigráfica de los Cerros Orientales de Bogotá.
Por otro lado, solo se realizó una descripción de afloramiento, en donde se
interpretó que habían tamaños de grano de arena fina con buena selección y con
granos subredondeados. El cemento era de composición silícea sin presencia de
materia orgánica ni contenido fósil (Figura 12).
Figura 12. Afloramiento donde se tomó la muestra CO18-03. Afloramiento correspondiente a la
Fm. Arenisca Dura. Fotografía tomada de (Garzon, 2019)
Muestra CO18-04
Figura 13. Fotografía de Sección Delgada de la muestra CO18-04. Muestra tomada de la Fm.
Arenisca Dura. Lado derecho NC (Nicoles Cruzados. Lado izquierdo NP (Nicoles Paralelos).
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Esta muestra fue tomada de la Fm. Labor – Tierna en la columna estratigráfica de
los Cerros Orientales. El tamaño de grano es de arena media a gruesa.
Morfológicamente, los granos tienen una alta esfericidad y son subredondeados.
Hay una baja presencia de matriz y el arreglo es grano soportado. Hay contactos
entre granos convexos y cóncavos. Respecto al contenido mineral, el cuarzo es el
más abundante del arreglo. También hay presencia de feldespatos y fragmentos
líticos en menor proporción. Se concluye, a partir de su contenido mineral, que la
muestra corresponde a una arcosa lítica.
6.1.4. Diagramas de clasificación
A partir de la composición mineral porcentual (Tabla 1) se clasificaron las
muestras tomadas con base en el diagrama ternario de clasificación para rocas
sedimentarias según Folk et al. (1970) (Figura 14). También, se realizó un
diagrama de clasificación de proveniencia según Dickinsion & Suczek (1979)
(figura 15).
Muestra Qtz K P Lt
TM18-07 98,252 0 0 1,748
TM18-11 97,544 0 0 2,456
TM18-12 98,634 0 0 1,366
TM18-13 87,368 0 0 12,632
PJTM-05 85,86 1,06 0 13,074
CO18-04 60,3 0 24,3 15,4
Tabla 1. Datos de composición porcentual de las muestras recolectadas en los tres sistemas
montañosos
Figura 14. Diagrama de clasificación de rocas sedimentarias por Folk et al (1970)
21
Figura 15. Diagrama de clasificación de proveniencia (Dickinsion & Suczek, 1979).
6.2. Datos geocronológicos
Los datos geocronologicos se obtuvieron a partir de circones tomados de las
muestras recolectadas en los sistemas montañosos estudiados. En promedio se
tomaron entre 60 – 80 spots, por medio de ablación laser, para cada una de las
muestras analizada.
6.2.1. Peña de Juaica
Según el histograma de la muestra PJTM-05 (Figura 16), tomada en la Peña de
Juaica, se observan los siguientes resultados para los picos de edades: El pico de
mayor edad corresponde a 1800 Ma (Paleo-proterozoica). Los otros picos
relevantes marcaron edades de 1450 (Meso-proterozoico), 1150 (Meso-
proterozoico) y 500 Ma (Cámbrico).
22
Figura 16. Histograma de probabilidad de densidad en función de las edades para la muestra PJTM-
05. Información tomada de Moreno (2019).
6.2.2. Serranía del Majuy
Según el histograma para las muestras TM18-12 y TM18-07 (figura 17), se
observaron los siguientes resultados para los picos de edades: Para la muestra
TM18-12, el pico de mayor edad corresponde a 1833 Ma (Paleo-proterozoica).
Los siguientes picos, de mayor a menor edad, corresponden a 1432 (Meso-
proterozoico), 1145 Ma (Meso-proterozoico) y 653 Ma (Neo-proterozoico). Para
la muestra TM18-07, el pico de mayor edad corresponde a 1859 Ma (Paleo-
proterozoico). Los siguientes picos, de mayor a menor edad, son 1404 Ma (Meso-
proterozoico), 1154 Ma (Meso-proterozoico) y 632 Ma (Neo-proterozoico).
Figura 17. Histograma de probabilidad de densidad en función de las edades para las muestras
TM18-12 y TM18-07. Información tomada de .Barrera (2019).
23
6.2.3. Cerros Orientales
Según el histograma para la muestra CO18-04 (figura 18) se observaron los
siguientes resultados para los picos de edades: El pico de mayor edad se ubica en
1984 Ma (Paleo-proterozoico). Los siguientes cuatros picos, de mayor a menor
edad, son 1809 Ma (Paleo-proterozoico), 1614 Ma (Paleo-proterozoico), 1247 Ma
(Meso-proterozoico) y 1047 Ma (Neo-proterozoico)
Figura 18. Histograma de probabilidad de densidad en función de las edades para la muestra
CO18-04. Información tomada de Garzon (2019).
6.3. Datos de fracción pesada
Para el análisis de fracción pesada, se realizó primero una clasificación de
granos basado en su morfología y color. Luego, se procedió a caracterizarlos
por medio de Espectrometría RAMAN. Finalmente, se realizó un conteo y se
calculó una cantidad porcentual de granos caracterizados en cada muestra. Cabe
destacar que la medición del espectrómetro se realizó con un láser de 532nm,
un objetivo 50x/0.80 NIR, un Grating de 2400 y una potencia del 100%.
6.3.1 Fracción pesada para minerales no magnéticos
Los minerales de fracción pesada no magnética caracterizados fueron en total
tres tipos de granos. A continuación, se presentan fotos representativas tomadas
en estereoscopio de los granos minerales en cada sistema montañoso estudiado.
24
Figura 19. Foto tomada en estereoscopio de los minerales de fracción pesada en las muestras tomadas en los Cerros Orientales de Bogotá. Lu: Lulzacita; Ms: Moscovita; Ap:
Apatito.
25
Figura 20. Foto tomada en estereoscopio de los minerales de fracción pesada en las muestras tomadas sobre la Peña de Juaica. Lu: Lulzacita; Ms: Moscovita; Ap: Apatito.
26
Figura 21. Foto tomada en estereoscopio de los minerales de fracción pesada en las muestras tomadas en la Serranía del Majuy. Lu: Lulzacita; Ms: Moscovita; Ap:
Apatito.
27
En la figura desde la 19 a la 21 se observan los minerales de la fracción pesada
que no tiene magnetismo. A parte de un análisis morfológico se clasificaron tres
tipos de minerales más representativos en las muestras (lulzacita, apatito y
moscovita) y se caracterizaron a partir de espectrometría Raman. Los
espectrómetros obtenidos se les aplico una línea base y fueron comparados con
una base de datos realizada por Bio-Rad Laboratories, Inc. A continuación, se
muestran los resultados obtenidos.
Lulzacita
Figura 22. Comparación del espectrómetro Raman en donde se caracterizó a la lulzacita.
Este mineral presenta coloración café a marrón con una textura arcillosa y
subangular. Se presenta en mayores cantidades en las muestras CO18-04 (figura
19). Presenta una correlación del 79.91% con el espectrómetro característico de la
lulzacita según la base de datos Bio-Rad Laboratories Inc.
28
Apatito
Figura 23. Comparación del espectrómetro Raman en donde se caracterizó el apatito.
Este mineral es incoloro con una morfología redondeada a subredondeada. Se
presenta en gran cantidad en todas las muestras a excepción de la PJTM-05 (figura
20). Presenta una correlación del 92.7% con el espectrómetro característico del
apatito según la base de datos Bio-Rad Laboratories Inc.
29
Moscovita
Figura 24. Comparación del espectrómetro Raman en donde se caracterizó la moscovita.
Este mineral presenta coloraciones grises a rosadas tenue con una forma de grano
subredondeado. Tiene una proporción alrededor del 40% para todas las muestras
en general. Tiene una correlación del 58.92% con el espectrómetro característico
de la moscovita según la base de datos Bio-Rad Laboratories Inc.
Con los minerales ya caracterizados se procedió a realizar el conteo de los granos
minerales en cada muestra y calcular una cantidad porcentual. A continuación, se
presentan los datos para la fracción pesada no magnética:
30
Muestra Lulzacita Apatito Moscovita
CO18-03 13,97 22,58 63,44
CO18-04 54,54 36,36 9,09
PJTM-05 25 18,18 56,81
TM18-07 13,3 6,66 80
TM18-11 15,78 54,38 29,82
TM18-12 29,7 45,94 24,32
TM18-13 15,09 20,75 64,15
Tabla 2. Cantidades porcentuales relativas entre los minerales no magnéticos caracterizados.
6.3.2. Fracción Pesada para minerales magnéticos
Para el análisis de la fracción magnética se utilizó exactamente el mismo proceso
llevado a cabo para la parte magnética a excepción de la longitud de onda del láser
que fue de 638 nm. Lo anterior obedece a la textura irregular y a porosidad de los
granos minerales.
Desde la figura 25 a la figura 27, se observan los minerales que pertenecen a la
fracción pesada magnética. A partir de los datos obtenidos de la espectrometría
de Raman, se realizó la clasificación de tres minerales principales: biotita, rutilo
y cuarzo. Por otro lado, para las muestras TM18-12 y TM18-13 no se realizo
fotografia debido a que su arcillosidad no permitia una calidad optima en las
imágenes.
31
Figura 25. Foto tomada en estereoscopio de los minerales de fracción pesada en las muestras tomadas en los Cerros Orientales de Bogotá. Bt: Biotita; Qz: Cuarzo; Rt: Rutilo.
32
Figura 26. Foto tomada en estereoscopio de los minerales de fracción pesada en las muestras tomadas en la Peña de Juaica. Bt: Biotita; Qz: Cuarzo; Rt: Rutilo.
33
Figura 27. Foto tomada en estereoscopio de los minerales de fracción pesada en las muestras tomadas en la Serranía del Majuy. Bt: Biotita; Qz: Cuarzo; Rt: Rutilo
34
Biotita
Figura 28. Comparación del espectrómetro Raman donde se caracteriza la biotita
Este mineral presenta una coloración oscura con granos de texturas arcillosas y
subredondeados. Hay una baja proporción de estos minerales a excepción de la
muestra TM 18-12, donde se obtuvo un mayor contenido. Tiene una correlación
del 68.39% con el espectrómetro característico de la biotita.
35
Rutilo:
Figura 29. Comparación del espectrómetro Raman donde se caracterizó el rutilo.
Este mineral presenta una coloración café y una muy arcillosa y con una forma de
grano subangular. Existe una proporción alrededor del 50% en las muestras a
excepción de la muestra CO18-04(figura 25). Tiene una correlación del 73.53%
con el espectrómetro característico del rutilo.
36
Cuarzo:
Figura 30. Comparación del espectrómetro Raman donde se caracterizó el cuarzo.
Este mineral presenta una coloración blancuzca con granos de texturas arcillosas
y subredondeados. Hay una baja proporción alrededor del 50% en las muestra
tomadas. Tiene una correlación del 90.75% con el espectrómetro característico del
cuarzo. Cabe destacar que el cuarzo presento altas correlaciones con una solución
solida de Oxido de Cerio y (correlación 81.82%) y soluciones solidas de óxidos
de titanio (correlación 79%). Esto sugiere impurezas que pueden llevar a que el
cuarzo se afectado por el magnetismo.
Con los minerales ya caracterizados se procedió a realizar el conteo de los granos
minerales en cada muestra y calcular una cantidad porcentual. A continuación, se
presentan los datos para la fracción pesada no magnética:
Muestra Biotita Rutilo Cuarzo
CO18-03 10,34 37,93 51,72
CO18-04 5,88 88,23 5,88
PJTM-05 2,1 47,82 50,07
TM18-07 7,14 42,85 50
TM18-11 3,84 50 46,15
TM18-12 41,86 34,88 23,25
TM18-13 13,63 45,45 40,9
Tabla 3. Cantidades porcentuales relativas entre los minerales no magnéticos caracterizados.
37
7. Interpretación de resultados
A partir de los datos obtenidos, se harán interpretaciones sobre la similitud litológica de
las muestras recolectada en la Fm. Arenisca Dura, sobre los tres sistemas montañosos,
teniendo en cuenta los resultados de la petrología, la fracción pesada y la geocronología.
También, a partir de la fracción pesada se discutirá sobre la composición de la roca
fuente y las características de la proveniencia de la Fm. Arenisca Dura.
7.1. Interpretación de datos petrográficos
Recopilando los datos de clasificación de las muestras, los cuales son: a) Las muestras
de la Serranía del Majuy se clasificaron como cuarzoarenitas; b) Las muestras de los
Cerros Orientales de Bogotá se clasificaron como feldearenitas; c) Las muestras de la
Peña de Juaica como sublitoarenitas.
Respecto a las muestras tomadas en la Peña de Juaica, esta presenta un gran contenido
de cuarzo y contenido de líticos y feldespato muy similar a las muestras de la Serranía
del Majuy. Igualmente, las composiciones de estas muestras son coherentes con el
tipo de roca que predomina en la Fm. Arenisca Dura. Por lo tanto, se interpreta que
estas muestras fueron tomadas sobre esta formación.
Por otro lado, para las muestras tomadas en los Cerros Orientales de Bogotá, su
composición litológica es similar a la composición de la Fm. Labor-Tierna, por lo que
se interpreta que estas muestras fueron tomadas sobre esta formación.
7.2. Interpretación de relaciones de campo
A continuación, se presentará las relaciones de campo interpretadas para la Fm.
Arenisca Dura en los tres sistemas montañosos.
Figura 31. Vista de la Peña de Juaica. Localización: 74°3’1.2’’W 4°52’3.9’’N. A: Fm. Arenisca Dura,
B: Fm. Plaeners. Imagen ilustrativa sin escala.
En la figura 31 se observa la peña de Juaica, donde aflora la Fm. Arenisca Dura (A) y
la Fm. Plaeners (B). Esto se interpreta debido a características morfológicas como los
cambios de pendiente. Se interpretó una mayor dureza en la Fm. Arenisca Dura debido
a un relieve más pronunciado y una mayor resistencia a la erosión.
38
Figura 32. Vista de la Fm. Arenisca Dura en la Serranía del Majuy en límites del Ecoparque Tygua
Mague.
En la figura 32 se evidencia la Fm. Arenisca Dura en la Serranía del Majuy, donde
esta presenta una alta dureza con tamaños de grano de arena media a arena gruesa. Se
observa un pequeño pliegue abierto, el cual puede ser producto de la deformación en
la orogenia andina.
Figura 33. Serranía del Majuy vista desde la entrada al Ecoparque Tygua Mague. Imagen ilustrativa
sin escala.
En la figura 33 se evidencia nuevamente dos litologías, en la Serranía del Majuy, que
se dividieron según características morfológicas. También se usó la diferencia de
pendientes como factor diferenciador entre las formaciones. Otra observación es la
diferencia de vegetación entre los dos niveles de suelo.
39
Figura 33. Afloramiento de la Fm. Arenisca Labor-Tierna en las inmediaciones de los Cerros Orientales
de Bogota.
En la figura 33, se observa la Fm. Arenisca Dura en una pared de roca con
aproximadamente 18 metros de altura. Este cuerpo rocoso es de gran dureza y según
las muestras analizadas bajo microscopio, contiene minerales de cuarzo, moscovita y
biotita con fragmentos líticos.
7.2. Interpretación de datos de la Fracción pesada
Figura 34. Proporción relativa de los minerales pesados analizados en base porcentual de 200%.
La exageración se hace con el propósito de tener una mejor visualización de los datos
Según los datos de la figura 34 y la tabla 3, las muestras PJTM-05, CO18-03 y el
conjunto de muestras TM18-(07, 11, 12 ,13) muestran una composición relativa de
minerales caracterizados muy similar entre ellas. Lo anterior, es concordante con los
datos esperados dado a que la muestras fueron tomadas prácticamente de los mismos
0
50
100
150
200
250
CO18-03 CO18-04 PJTM-05 TM18-07 TM18-11 TM18-12 TM18-13
Proporciones relativas de minerales pesados
Tipo 1(lulzacita) Tipo 2(Apatito) Tipo 3 (Moscovita)
Tipo 4 (Biotita) Tipo 2 (Rutilo) Tipo 3 (Cuarzo)
40
niveles estratigráficos, específicamente de la Fm. Arenisca Dura. Para estas muestras
hay un predominio de moscovita, rutilo y cuarzo los cuales son minerales estables.
Teniendo en cuenta los ambientes de formación del rutilo y la moscovita, en donde
el rutilo es un mineral accesorio común de rocas ígneas y la moscovita un mineral
primario de estas, es altamente probable que la fuente de proveniencia sea de este
mismo tipo de roca. Por otro lado, teniendo en cuenta el diagrama de proveniencia
(Figura 15) todas estas muestras provienen de un cratón interior, excepto la PJTM-
05 que proviene de un orógeno reciclado. En conclusión, existe una similitud en la
composición de la fracción pesada para las muestras tomadas en la Fm. Arenisca
Dura y una posible misma fuente de proveniencia.
7.3. Interpretación de datos geocronológicos
Es evidente que los datos geocronológicos arrojan edades mucho más antiguas que el
Maastrichtiano. El pico más joven reportado de las muestras datadas es de 500Ma
(Cámbrico), obtenida de la muestra PJTM-05. Para la muestra TM18-12 y TM18-07
se obtuvieron picos de edades más antiguas que para la muestra PJTM-05, los cuales
son de 653 Ma (Neo-proterozoico). Para la muestra CO18-04 el pico más joven fue
de 1047 Ma (Neo-proterozoico). Sin embargo, existe un comportamiento general para
los picos de edades en las muestras tomadas, los cuales se pueden clasificar en cuatro
intervalos: 500-653 Ma, 1145-1154 Ma, 1404-1450 Ma y 1800-1860 Ma. Esto sugiere
que las posibles fuentes de proveniencia son mucho más antiguas que la edad de
levantamiento de la Cordillera Oriental. Es decir, provino de material que se
encontraba expuesto desde antes que se comenzara a levantar la Cordillera de los
Andes.
41
8. Discusión y conclusiones
Figura 35. Columnas de relación estratigráfica entre los sistemas montañosos estudiados y la Sección Tipo
del Grupo Guadalupe. Se muestra las edades de las muestras recolectadas.
42
Según la columna de correlación estratigráfica entre los tres sistemas montañosos
analizados (figura 35), se evidencia que la relación espacial de las formaciones que
componen el Grupo Guadalupe se mantienen constantes en toda la Sabana de Bogotá.
Segundo, existe una variación de espesores en las formaciones del Grupo Guadalupe, esto
pudo ocurrir debido a diferentes tasas de sedimentación durante los intervalos de
transgresión y regresión marina. Tercero, según los datos de estratigrafía, petrografía
(dominada por cuarzoarenitas), geocronología (con cuatros picos de edades en los
siguientes intervalos: 500-653 Ma, 1145-1154 Ma, 1404-1450 Ma y 1800-1860 Ma) y de
minerales pesados (lulzacita, apatito, moscovita, rutilo, cuarzo y biotita), se pudo
correlacionar la Fm Arenisca Dura en los tres sistemas montañosos estudiados, donde
mantuvo la misma relación estratigráfica dentro del Grupo Guadalupe.
Por otra parte, existe una discusión sobre la proveniencia de la Fm. Arenisca Dura debido
a que hay una gran diferencia de edad entre los sedimentos y la edad de formación. Se
plantea como una posible hipótesis lo propuesto por Horton et al., (2010), donde
menciona que parte del material en la Sabana de Bogotá puede ser derivado de fuentes
como el Basamento Andino (420-380 Ma) y fuentes distales de basamentos del
Proterozoico (1650-1900 Ma), posiblemente del escudo Guyana.
9. Agradecimientos
Quiero agradecer a mi directora Yamirka Rojas Agramonte y codirectora Natalia Pardo
Villaveces, por la paciencia, dedicación y empeño que invirtieron en mi desarrollo de
aprendizaje durane la realización de este proyecto. Igualmente, a todos los profesores del
Departamento de Geociencias quienes me formaron académicamente durante estos años.
También, resalto la ayuda y disposición de José Bernardo Saldarriaga, dueño del
ecoparque Tygua Mague, por permitir desarrollar la investigación dentro del ecoparque.
Por último, agradezco a mi familia por su apoyo incondicional durante el tiempo que duro
mi formación universitaria.
43
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