Jurassic Evolution of the Northwestern Corner of Gondwana: Present Knowledge and Future Challenges in Studying Colombian Jurassic Rocks   ​

Germán BAYONA, Camilo BUSTAMANTE, Giovanny NOVA, and Ana Milena SALAZAR–FRANCO

https://doi.org/10.32685/pub.esp.36.2019.05

ISBN impreso obra completa: 978-958-52959-1-9

ISBN digital obra completa: 978-958-52959-6-4

ISBN impreso Vol. 2: 978-958-52959-3-3

ISBN digital Vol. 2: 978-958-52959-8-8​

Citation is suggested as: 

Bayona, G., Bustamante, C., Nova, G. & Salazar–Franco, A.M. 2020. Jurassic evolution of the northwestern corner of Gondwana: Present knowledge and future challenges in studying Colombian Jurassic rocks. In: Gómez, J. & Pinilla–Pachon, A.O. (editors), The Geology of Colombia, Volume 2 Mesozoic. Servicio Geológico Colombiano, Publicaciones Geológicas Especiales 36, p. 171–207. Bogotá. https://doi.org/10.32685/pub.esp.36.2019.05

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Abstract 

This chapter summarizes knowledge (published up to February 2019) of metamorphic, plutonic, volcanic, carbonate, and clastic sedimentary Jurassic rocks that are exposed from northern Perú to Venezuela. This compilation allows an evaluation of three tectonic models that have been proposed for the evolution of the northwestern corner of Gondwana: an extensional model, a subduction–dominated model, and the along–marginal migration of blocks model, that last of which considers the interaction of western subduction and the north–south separation of continental blocks. We conclude that (1) the Jurassic evolution of this orthogonal margin cannot be represented in a single paleogeographic map that represents a dominant geodynamic process; (2) future analyses must consider the superposition of both Pacific subduction and proto–Caribbean extensional processes; (3) extensional basins in La Guajira, the serranía de Perijá, and the Mérida Andes include the sedimentary record of predominantly proto–Caribbean extension, whereas western–subduction processes are recorded by a batholith chain that extends from southern Ecuador to the Santa Marta Massif in northern Colombia; and (4) a Middle Jurassic unconformity separates Lower to Middle Jurassic sedimentary and volcanic successions, which are related to subduction magmatism and the separation of the North and South American Plates, from Upper Jurassic continental and marine deposits in extensional basins along the northern margin, which record the opening of the proto–Caribbean Sea. Future geochemical studies in Jurassic intrusive bodies should be able to evaluate the contamination from Triassic versus Grenvillian and older continental crust. Metamorphic studies should concentrate on the petrology and the pressure–temperature–time (P–T–t) paths. The chronostratigraphic framework of sedimentary basins should be improved by resuming paleontological investigations and geochronological analysis at the base and top of volcanoclastic rocks. Sedimentological analysis should focus on establishing the geometry of sedimentary basins, the relationship of basin generation with magmatic centers, and documenting the record of paleo–climate indicators in order to establish possible paleo–latitudinal variations of tectonic blocks. Paleomagnetic studies should be conducted at different localities in Lower – Middle Jurassic rocks to test whether tectonic blocks have been static or record northward translations. The strong decrease in magmatic activity during the Late Jurassic time should be explained within a regional tectono–magmatic framework.

Keywords: Jurassic, tectonic evolution, Gondwana, orthogonal margins, geodynamics.

Este capítulo resume el conocimiento (publicado a febrero de 2019) sobre las rocas metamórficas, plutónicas, volcánicas y sedimentarias calcáreas y clásticas de edad jurásica expuestas desde el norte de Perú hasta Venezuela. Esta compilación permite evaluar tres modelos tectónicos propuestos para la evolución de la esquina noroccidental de Gondwana: un modelo de extensión, uno de subducción y uno de movimiento de bloques paralelo a la margen que considera la interacción de la subducción al occidente y la separación norte–sur de bloques continentales. Concluimos que (1) la evolución tectónica del Jurásico en esta margen ortogonal no puede ser representada en un solo mapa paleogeográfico que represente un proceso geodinámico dominante; (2) futuros análisis deben considerar la superposición de la subducción en el Pacífico y los procesos extensionales del proto–Caribe; (3) cuencas extensionales en La Guajira, la serranía de Perijá y los Andes de Mérida contienen el registro sedimentario predominantemente de la extensión proto–Caribe, mientras que los procesos de subducción en la margen occidental están registrados por la cadena de batolitos que se extiende desde el sur de Ecuador hasta el Macizo de Santa Marta en el norte de Colombia; (4) una discordancia del Jurásico Medio separa las sucesiones sedimentarias y volcánicas del Jurásico Inferior a Medio, que están relacionadas con magmatismo de subducción y con la separación de las placas de Norteamérica y de Suramérica, de depósitos continentales y marinos en cuencas extensionales a lo largo del margen norte de edad Jurásico Superior que registran la apertura del mar proto–Caribe. Futuros estudios geoquímicos en rocas plutónicas jurásicas deben evaluar si la contaminación más antigua proviene de corteza continental triásica o grenvilliana, o más vieja. En las rocas metamórficas, los estudios deben enfocarse en análisis petrológicos y trayectorias de presión–temperatura–tiempo (P–T–t). Reanudar los estudios paleontológicos y los análisis geocronológicos en la base y tope de las sucesiones volcanoclásticas mejorará el marco cronoestratigráfico de las cuencas sedimentarias. Los análisis sedimentológicos deben centrarse en establecer la geometría de las cuencas sedimentarias, la relación genética de estas cuencas con los centros magmáticos y la documentación de los marcadores paleoclimáticos que permitan establecer las variaciones paleolatitudinales de bloques tectónicos. Se deben realizar estudios paleomagnéticos en diferentes localidades de rocas del Jurásico Inferior y Medio para probar si los bloques tectónicos han sido estáticos o registran translaciones hacia el norte. La fuerte disminución en la actividad magmática durante el Jurásico Superior debe ser explicada en un contexto de análisis tectonomagmático. 

Palabras clave: Jurásico, evolución tectónica, Gondwana, márgenes ortogonales, geodinámica.​

Abbreviations 

HREE                             Heavy rare earth element

LREE                               Light rare earth element

REE                                   Rare earth element

SGC                                  Servicio Geológico Colombiano

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