Estilolitos horizontales en sedimentitas del Cretácico de la Cordillera Oriental, y su significado tectónico

Estilolitos son estructuras secundarias en forma de innumerables agujas, conos o pequeñas pirámides con estriaciones longitudinales, que se desarrollan ante todo en rocas sedimentarias. Dichas estructuras se generan, en diferentes momentos de la historia deformativa de los estratos, a partir de discontinuidades litológicas, como planos sedimentarios y diaclasas, por efecto de presiones dirigidas (efecto de presión-solución), diferenciándose dos tipos principales: estilolitos verticales (E-V) y estilolitos horizontales (E·H). Los primeros aparecen aproximadamente perpendiculares a la estratificación, los segundos más o menos paralelos a ella.

La presencia de E-H tiene un significado geológico muy importante, pues se considera que son producidos por empujes tectónicos, formándose las agujitas (- estilolitos s. str.) paralelamente a la dirección de máxima compresión (eje σ₁). Los E-V han de ser también de origen tectónico y al parecer propios sectores sometidos a distensión y fallamiento normal -caso en el cual σ₁ es vertical-, en momentos tempranos de la deformación, antes de que aparezcan los E-H; no obstante, algunos autores consideran que los E-V son consecuencia de sobrecarga litostática.

Observaciones de campo realizadas a lo largo de varios años, han permitido comprobar que los E-H son frecuentes en algunos conjuntos litológicos del Cretácico de la Cordillera Oriental Colombiana. Se trata de: a) paquetes de limolitas silíceas (porcelanitas o liditas) , denominados genéricamente "Niveles de Plaeners", de la parte media del Grupo Guadalupe (Coniaciano/Santoniano . Maestrichtiano); b) pedernales oscuros ("cherts") que constituyen en buena proporción el Grupo Olini (Coniaciano-Campaniano) y las Formaciones de La Luna (Turoniano-Coniaciano), San Rafael (en parte Turoniano) e Hiló (Albiano), así como el tramo terminal de la Fm. Chipaque (Cenomiano-Coniaciano); c) areniscas cuarcíticas del sector central de la Fm. Une, entre Santa Rosa de Viterbo y Duitama.  Los resultados de las mediciones hasta ahora adelantadas en la Cordillera Oriental permiten distinguir dos regiones con arreglos particulares de las direcciones de los E·H. La primera comprende el tramo entre

el S de Neiva y la terminación meridional de la Falla de Bucaramanga; en dicho tramo, la orientación de los E-H es muy constante, cercana a NW·SE, pero en algunos y escasos afloramientos se tienen también  E-H con rumbos E-W y NE-SW. La segunda región comprende el sector septentrional del Macizo de Santander (alrededores de Pamplona), en donde los E-H muestran tres direcciones: una, muy notoria, de E a W, y dos subordinadas de NW a SWy de N a S.

En todos los lugares se ha notado que los E-H son pre-cinemáticos a sin-cinemáticos y que la orientación de las agujas es, en general, normal a los ejes de los pliegues neogénicos; en ningún caso se ha detectado E-H post-cinemáticos.  Así, los E-H deben representar direcciones de compresión de eventos acaecidos en etapas tempranas (paleogénicas) de la Orogenia Andina. La comparación de las orientaciones de σ₁ indicadas por los EH y las derivadas de estudios de diaclases recientes señala que en la región al SE de la Falla de Bucaramanga la posición de los esfuerzos compresivos no ha variado substancialmente durante el Cenozoico; por el contrario, en el área de Pamplona, ellos se han reorientado, durante el Cuaternario, hasta alcanzar la dirección actual, NW-SE.

Stylolites are secondary, conical or needle-like structures common in sedimentary rocks, and are originated at different moments of the deformative history of strata by dissolutionary effects due to directed pressures. Two main types may be distinguished: the vertical (Y-S) and the horizontal stylolites (H-S). The presence of H-S is of great significance as they are supposed to be the result of tectonic pressures that align the needles (stylolites s. str.) in the direction of maximal compression (axis (f,). The Y-S appear to have relationship with tectonic processes and are considered to be a consequence of vertical pressures resulting from normal faulting, forming before the H-S, at early deformation stages.

Although some authors consider that the Y-S derive from solution of rock material due to pressure of the

overburden.

Field studies show that the cherts present mainly in the upper Cretaceous sequence of the Colombian Eastern Cordillera contain numerous H-S, usually well developed, and lesser, smaller V-S. The H-S occur mainly in the central part of the Guadalupe Group (Coniacian/Santonian - Maestrichtian), the Olini Group (Coniacian-Campanian) and the top of the Chipaque Formation (Cenomanian-Coniacian); they are also found in the dark cherts of the Hiló (Albian), La Luna (Turonian-Coniacian) and San Rafael (Turonian in part) Formations. H-S were also found out at one place in quatzitic sandstones of the "Une Formation", between Duitama and Santa Rosa de Viterbo.

The results of measures carried out until now show that along the Eastern Cordillera there are two different assemblages of the H-S. The first one comprises the sector between SW Neiva and the southern termination of the Bucaramanga Fault, an important oblique slip of left lateral sense. The H-S orientations in this region are very regular, from NW to SE; subordinated NW-SW and E-W directions are also present at few outcrops. The second region corresponds with the northern part of the Santander Massif, (Pamplona area) where the H-S display three directions: a very conspicuous E-W, a less frequent NE-SW, and a scarce one N-S.

The relation between the stylolitic surfaces and the bedding planes indicates that the H-S are pre-cinematic to sin-cinematic (no post-cinematic ones have been found), the direction of the needles being normal to the b axis of folds. These facts suggest that the H-S represent compressive processes ocurred in the early stages (Proto-Andine Phase) of the Andean Orogeny, during the Middle-Upper Eocene.

Comparison of the compression directions deduced from H-S with those derived from study of recent joints shows a re-orientation of stress (to NW-SE) in the Pamplona area during the Quaternary.