Geological mapping for phosphate in the central region of the Cordillera Oriental, Department of Boyacá, Colombia
DOI:
https://doi.org/10.32685/0120-1425/bol.geol.50.1.2023.666
License
Copyright (c) 2023 Servicio Geológico Colombiano

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Downloads
How to Cite
Issue
Section
Published
Abstract
Detailed geological mapping, stratigraphic surveys, fossil collection and rock sampling for geochemical analysis were the tools used to identify lithostratigraphic units and specify the most interesting phosphate layers in the axial region of the Eastern Cordil- lera in the areas surrounding Tunja (Boyacá).
Sedimentary rocks with stratigraphic range between the Cretaceous and the Paleogene represent this part of the Eastern moun- tain range, and in some sectors, they are unevenly covered by Neogene and Quaternary deposits. The lithostratigraphic units of interest for phosphate prospection correspond to the Arenisca Dura Formation and equivalent siliceous fine-grained facies, and the overlying Plaeners and Arenisca de Labor-Tierna formations, which belong to the Guadalupe Group.
The reverse faults follow a preferential NE‒SW direction and have vergences both to the SE and to the NW, though some are strike-slip faults motion (faults of Chivatá, Cormenchoque, Puente Hamaca, Viracachá, Soapaga, Machetá, Río Icabuco and Hermitaño), and have regional folds (synclines of Tunja, Cómbita and Úmbita) and local folds, they are equally oriented to the NE‒SW, and are the dominant structures in the study area.
The geostatistical analysis of the geochemical X-ray fluorescence data (XRF) performed on 299 rock samples collected from the units of interest to determine phosphate contents in the Guadalupe Group, allowed us to define four sectors with high to me- dium P2O5 mineral potential: 1) Turmequé, Nuevo Colón and Tibaná zone, with 10.8-27.5%; 2) Ciénega and Viracachá area, with 6.74-10.8%; 3) the Samacá and Cucaita area, with 6.74-17.3%, and 4) the Toca and Tuta area, with 6.74-17.3%.
Keywords: stratigraphy, structural geology, Guadalupe Group, phosphates, geostatistical analysis.
Author Biography
Germán Alonso Martínez Aparicio, Servicio Geológico Colombiano, Bogotá, Colombia
GERMAN ALONSO MARTÍNEZ APARICIO es Ingeniero Geólogo de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC), Magister en Ciencias Geología (MSc) de la Universidad Nacional de Colombia. Estuvo vinculado al sector público en el periodo comprendido entre los años 2006 a 2009 en temas minero-ambientales, riesgos geológicos, aguas subterráneas e hidrocarburos, en CORMACARENA, autoridad Ambiental en el Departamento del Meta. En el año 2010 laboró en el sector privado, en prospección sísmica terrestre para hidrocarburos. Desde 2011 trabaja en el SGC, en el grupo de trabajo de Investigación y Prospección de Recursos Minerales no Metálicos e Industriales, de la Dirección de Recursos Minerales, donde ha desarrollado actividades de cartografía geológica, estratigrafía, geoquímica y petrografía, enfocados a la exploración de roca fosfórica en los Departamentos de Boyacá, Huila, Tolima y Putumayo.
References
Alaska Satellite Facility. (2017). Modelo de elevación del terreno. https://vertex.daac.asf.alaska.edu/
Alvarado, B., & Sarmiento, R. (1944). Informe geológico sobre los yacimientos de hierro de la región de Paz del Río, departamento de Boyacá. Informe 468, Servicio Geológico Nacional.
Baccelle, L., & Bosellini, A. (1965). Diagrammi per la stima visiva della composizione percentuale nelle rocce sedimentarie. Annali della Universitá di Ferrara, Sezione IX, Science Geologiche e Paleontologiche.
Baily, W. (1855). Description of some Cretaceous Fossils from South Africa; collected by Capt. Garden, of the 45th Regiment. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 11, 454-465.https://doi.org/10.1144/GSL.JGS.1855.011.01-02.4
Billinghurst, S. (1927). On Some New Ammonoidea from the Chalk Rock. Geological Magazine, 64(11), 511-518. https://doi.org/10.1017/s0016756800104406
Bürgl, H., & Botero (1967). Las capas fosfáticas de la cordillera Oriental. Boletín Geológico, 15(1-3), 7-44. https://doi.org/10.32685/0120-1425/bolgeol15.1-3.1967.88
Campbell, C. (1967). Lámina, laminaset, bedandbedset. Sedimentology. Oxford. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.1967.tb01301.x
Cathcart, J., & Zambrano, F. (1967). Roca fosfática en Colombia, con una sección sobre fosfatos de Turmequé, Boyacá. Boletín Geológico, 15(1-3), 65-162. https://doi.org/10.32685/0120-1425/bolgeol15.1-3.1967.210
Cediel, F. (ed.) (2010). Petroleum geology of Colombia. Agencia Nacional de Hidrocarburos.
Collignon, M. (1948). Ammonites néocrétacées du Ménabe (Madagascar). 1. Les Texanitidae. Annales géologiques du Service des Mines de Madagascar, 13, 7-60.
De Porta, J. (1974). Colombie (deuxième partie), Tertiaire et Quaternaire. In R. Hoffstetter (dir.), Lexique Stratigraphique International V. Amérique Latine, fascicule 4b. Centre National de la Recherche Scientifique.
D’Orbigny, A. D., & Boussingault, J. B. (1842). Coquilles el échinodermes fossiles de Colombie (Nouvelle-Grenade), recueillis de 1821 à 1833. P. Bertrand.
Dunham, R. (1962). Classification of carbonate rocks according to depositional textures. In W. E. Ham (ed.), Classification of carbonate rocks (pp. 108-121). American Association of Petroleum Geologists, Memoir 1.
Etayo Serna, F. (1968a). Sinopsis estratigráfica de la región de Villa de Leiva y zonas próximas. Boletín de Geología (21), 19-32.
Etayo Serna, F. (1968b). El sistema Cretáceo en la región de Villa de Leiva y zonas próximas. Geología Colombiana (5), 3-74.
Etayo Serna, F. (1979). Zonation of Cretaceus of central Colombia by ammonites. Ingeominas.
Etayo Serna, F., & Rodríguez, G. (1985). Edad de la Formación Los Santos. In Proyecto Cretácico: Contribuciones. Ingeominas.
Etayo Serna, F., Montoya, D., & Terraza, R. (2015). Patrimonio geológico y paleontológico. Villa de Leiva y zonas próximas:
Un caso único. Guía de excursión Patrimonio Geológico y Paleontológico, 15-17 de mayo de 2015. Servicio Geológico Colombiano.
Etayo Serna, F. (2015). Estudios paleontológicos y bioestratigráficos de apoyo a la “Exploración de fosfatos en la cordillera Oriental, bloque Boyacá. Proyecto de Investigación y Exploración de Recursos Minerales no Metálicos e Industriales”. Informe inédito. Servicio Geológico Colombiano.
Etayo Serna, F. (2019). “Formación” Simití: Unidad ambigua en la estratigrafía del valle medio del Magdalena. In F. Etayo Serna (dir., & ed.), Estudios geológicos y paleontológicos sobre el Cretácico en la región del embalse del río Sogamoso, valle medio del Magdalena. Compilación de los Estudios Geológicos Oficiales en Colombia, vol. XXIII. Servicio Geológico Colombiano.
Etayo Serna, F., & Guzmán-Ospitia, G. (2019). Formación Rosa Blanca: Subdivisión de la Formación y propuesta de Neoestratotipo. Sección laguna El Sapo, vereda El Carrizal, municipio de Zapatoca, departamento de Santander. In F. Etayo Serna (dir., & ed.), Estudios geológicos y paleontológicos sobre el Cretácico en la región del embalse del río Sogamoso, valle medio del Magdalena. Compilación de los Estudios Geológicos Oficiales en Colombia, vol. XXIII. Servicio Geológico Colombiano.
FAO. (2007). Use of phosphate rocks for sustainable agriculture. Fertilizer and Plant Nutrition Bulletin n.º 13. https://edepot.wur.nl/481326
Feldmann, R. M., Villamil, T., & Kauffman, E. G. (1999). De- capod and stomatopod crustaceans from mass mortality Lagerstatten: Turonian (Cretaceous) of Colombia. Journal of Paleontology, 73(1), 91-101. https://doi.org/10.1017/s0022336000027578
Folk, R. (1954). The distinction between grain size and mineral composition in sedimentary rock nomenclature. Journal of Geology, 62(4), 344-359. https://doi.org/10.1086/626171
Folk, R. (1962). Spectral subdivision of limestone types. In W. E. Ham (ed.), Classification of carbonate rocks (pp. 62-84). American Association of Petroleum Geologists, Memoir 1. Folk, R. (1974). Petrology of sedimentary rocks. Hemphill Publishing Co.
Gaona, T. (2003). Les bivalves de l’Albien et du Cénomanien de Colombie (Amérique de Sud). Taxonomie, paléobiogéographie et paléoécologie. Memoire du DEA Paléontologie et Environments Sedimentaires. Université Claude Bernanrd-Lyon 1.
Geological mapping for phosphate in the central region of the Eastern Cordillera, Department of Boyacá, Colombia
Geinitz, H. (1850). Das Quadersandsteingebirge oder Kreidege- birge in Deutschland. Craz and Gerlach; Freiberg.
Geological Society of America. (1995). Rock color chart. With genuine Munsell® color chips. U. S.
Geological Society of London. (1990). Tropical residual soils: Geological Society Engineering Group Working Party Report. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 23(1), 4-101. https://doi.org/10.1144/GSL.QJEG.1990.023.001.01
Helmens, K., & Van der Hammen, T. (1995). Memoria explicativa de los mapas del Neógeno y Cuaternario de la sabana de Bogotá-cuenca alta del río Bogotá. Análisis Geográficos (IGAC), 24, 91-142.
Hettner, A. (1966) [1892]. La cordillera de Bogotá: Resultados de viajes y estudios. Primera versión castellana, por Ernesto Guhl. Talleres Gráficos del Banco de La República.
Hubach, E. (1931). Geología petrolífera del departamento de Norte de Santander. Compilación de los Estudios Geológicos Oficiales en Colombia (CEGOC) 12. Servicio Geológico Nacional.
Hubach, E. (1945). La región de Panga Panga, al noreste de Choachí (Cundinamarca). Compilación de los Estudios Geológicos Oficiales en Colombia (CEGOC) 6. Servicio Geológico Nacional.
Hubach, E. (1957a). Estratigrafía de la sabana de Bogotá y alrededores. Boletín Geológico, 5(2), 93-112. https://doi.org/10.32685/0120-1425/bolgeol5.2.1957.286
Hubach, E. (1957b). Contribución a las unidades estratigráficas de Colombia. Informe interno I-1212. Instituto Geológico Nacional.
Irving, E. (1967). Conceptos preliminares sobre el desarrollo y uso de fertilizantes en Colombia. Boletín Geológico, 15(1-3), 167-174. https://doi.org/10.32685/0120-1425/bolgeol15.1-3.1967.215
Julivert, M. (1961). Observaciones sobre el Cuaternario de la sabana de Bogotá. Boletín de Geología, (7), 5-34.
Julivert, M. (1963). Los rasgos tectónicos de la región de la sabana de Bogotá y los mecanismos de formación de estructuras. Boletín de Geología, (13-14), 5-102.
Julivert, M. (1968). Colombie (première partie): Précambrien, Paléozoïque, et intrusions d’âge mésozoïque-tertiaire. In R. Hoffstetter (dir.), Lexique Stratigraphique International V. Amérique Latine, fascicule 4a. Centre National de la Recherche Scientifique.
Krumbein, W., & Sloss, L. (1969). Estratigrafía y sedimentación. Ed. Uteha.
Lazar, O., Bohacs, K., Macquaker, J., Schieber, J., & Demko, T. (2015). Capturing key attributes of fine-grained sedimentary rocks in outcrops, cores, and thin sections: Nomenclature and description guidelines. Journal of Sedimentary Research, 85(3), 230-246.
McLaughlin, D., & Arce, M. (1972). Geología del área Zipaquirá (zona IV). Informe preliminar 109. Ingeominas.
Martínez, G. (2018). Estudio de la base del Grupo Guadalupe en la región central de la cordillera Oriental, entre Ventaquemada y Toca, Boyacá, Colombia (Tesis de maestría). Universidad Nacional de Colombia.
Martínez, G., Patarroyo, P., & Terraza, R. (2020). Lithology and geochemistry of the base of the Guadalupe Group, in the Tunja area, Boyacá, Colombia. Boletín Geológico, (47), 35- 65, https://doi.org/10.32685/0120-1425/boletingeo.47.202
Montoya, D., & Reyes, G. (2003a). Geología de la plancha 209-Zipaquirá. Ingeominas.
Montoya, D., & Reyes, G. (2003b). Mapa geológico de la plancha 209, Zipaquirá, escala 1:100.000. Ingeominas.
Montoya, D., & Reyes, G. (2005a). Geología de la sabana de Bogotá. Ingeominas.
Montoya, D., y Reyes, G. (2005b). Mapa geológico de la sabana de Bogotá, escala 1:100.000. Ingeominas.
Montoya, D., & Reyes, G. (2007). Geología de la sabana de Bogotá. Publicaciones Geológicas Especiales, n.° 28. Ingeominas.
Montoya, D. (2019). Formación La Paja: Descripción de la sección tipo. Influencia de los tapices microbiales en su génesis. In F. Etayo Serna (dir., & ed.), Estudios geológicos y paleontológicos sobre el Cretácico en la región del embalse del río Sogamoso, valle medio del Magdalena. Compilación de los Estudios Geológicos Oficiales en Colombia, vol. XXIII. Servicio Geológico Colombiano.
Montoya, D. (2019). Formación Tablazo: Descripción de la sección tipo. Depósitos de carbonatos en una rampa afectada por exposiciones subaéreas iterativas. In F. Etayo Serna (dir., & ed.), Estudios geológicos y paleontológicos sobre el Cretácico en la región del embalse del río Sogamoso, valle medio del Magdalena. Compilación de los Estudios Geológicos Oficiales en Colombia, vol. XXIII. Servicio Geológico Colombiano. https://doi.org/10.32685/9789585231788-3
Moore, D., & Scrutton, P. (1957). Minor internal structures of recent unconsolidated sediments. American Association of Petroleum Geologist, 41(12), 2753-2751.
Morales, L., & The Colombian Petroleum Industry. (1958). General geology and oil occurrences of Middle Magdalena Valley, Colombia. In Habitat of Oil: A symposium; conducted by the American Association of Petroleum Geologists, edited by Lewis G. Weeks, 641-695. Special Publication 18. Tulsa: The American Association of Petroleum Geologists.
Moreno, G., & Sarmiento, G. (2002). Estratigrafía cuantitativa de las formaciones Tablazo y Simití en las localidades de Sáchica (Boyacá) y Barichara-San Gil (Santander), Colombia. Geología Colombiana, (27), 51-74.
Pardo Trujillo, A., & Jaramillo, C. (2014). Palinología y paleoambientes de los depósitos paleógenos del sector central de la cordillera Oriental colombiana: 35 millones de años de historia de la vegetación neotropical. In Colombia Diversidad Biótica XI. Universidad Nacional de Colombia.
Parra, M., Mora, A., Jaramillo, C., Strecker, M. R., Sobel, E. R., Quiroz, L., Rueda, M., & Torres, V. (2009). Orogenic wedge advance in the northern Andes: Evidence from the Oligocene-Miocene sedimentary record of the Medina Basin, Eastern Cordillera, Colombia. GSA Bulletin, 121(5-6), 780- 800. https://doi.org/10.1130/B26257.1
Patarroyo, P. (2020). Barremian deposits of Colombia: A special emphasis on marine successions. The Geology of Colombia, vol. 2: Mesozoic. Publicaciones Geológicas Especiales n.° 36. Servicio Geológico Colombiano. https://doi.org/10.32685/pub.esp.36.2019.12
Pérez, G., & Salazar A. (1978). Estratigrafía y facies del Grupo Guadalupe. Geología Colombiana, (10), 1-87.
Pettijohn, F., Potter, P., & Siever, R. (1973). Sand and sandstone. Springer-Verlag.
Pratt, S., Rowlinson, N., Aitken, B., Anderson, W., Babcock, C., Campbell, C., y Maher, P. (1961). The Muzo emerald mine. Second Anual Field Conference. Colombian Society of Petroleum Geologists and Geophysicists.
Reineck, H., & Singh, I. (1980) Depositional Sedimentary Environments. Springer-Verlag. https://doi.org/10.1007/9783-642-81498-3
Renzoni, G. (1962). Apuntes acerca de la litología y tectónica de la zona al este y sureste de Bogotá. Boletín Geológico, 10(1-3), 59-79. https://doi.org/10.32685/0120-1425/bolgeol10.1-3.1962.208
Renzoni, G. (1981). Geología del cuadrángulo J-12, Tunja. Boletín Geológico, 24(2), 3-48. https://doi.org/10.32685/01201425/bolgeol24.2.1981.66
Rojas, P. (2005). Cronología de los depósitos volcánicos del área de Tierra Negra, Boyacá, por medio de huellas de fisión en circón (Tesis de grado). Universidad Nacional de Colombia. Salvador, A. (1994). International Stratigraphic Guide: A guide to stratigraphic classification, terminology, and procedure. The International Union of Geological Sciences y The Geological Society of America, Inc.
Sarmiento, G. (1992). Estratigrafía y medios de depósito de la Formación Guaduas. Publicaciones Geológicas Especiales n.° 32. Ingeominas.
Sarmiento, G. (1994). Paleoecología de la Formación Guaduas.Publicaciones Geológicas Especiales n.° 20. Ingeominas.
Scheibe, R. (1934a). Informe sobre los yacimientos de carbón en las haciendas de San Jorge y Llano de Ánimas, en el municipio de Zipaquirá. Compilación de los Estudios Geológicos Oficiales en Colombia (CEGOC) 1. Comisión Científica Nacional.
Scheibe, R. (1934b). Observaciones casuales sobre la estructura geológica de la cordillera Oriental, Compilación de los Estudios Geológicos Oficiales de Colombia, 1. Comisión Científica Nacional.
Scheibe, E. A. (1938). Estudios geológicos sobre la cordillera Oriental. Estudios Geológicos y Paleontológicos sobre la cordillera Oriental de Colombia. Ministerio de Minas y Petróleos.
Taylor, J. (1950). Pore-espace reduction in sandstone. AAPG Bulletin, 34(4), 701-706. https://doi.org/10.1306/3D933F47-16B1-11D7-8645000102C1865D
Terraza, R. (2004). Significado facial y cartografía geológica de la Arenisca de Chiquinquirá, en los alrededores de la localidad tipo (Tesis de maestría). Universidad Nacional de Colombia.
Terraza, R., Moreno, G., Buitrago, J., Pérez, A., & Montoya, D. (2010). Geología de la plancha 210-Guateque. Memoria explicativa. Servicio Geológico Colombiano.
Terraza, R., Martín, C., Martínez, G., & Rojas, R. (2016). Exploración geológica de fosfatos en el Bloque Boyacá, planchas 191 y 210. Servicio Geológico Colombiano.
Terraza, R. (2019). “Formación La Luna”: Expresión espuria en la geología colombiana. In F. Etayo Serna (dir., & ed.), Estudios geológicos y paleontológicos sobre el Cretácico en la Geological mapping for phosphate in the central region of the Eastern Cordillera, Department of Boyacá, Colombia región del embalse del río Sogamoso, valle medio del Magdalena. Compilación de los Estudios Geológicos Oficiales en Colombia (CEGOC), vol. XXIII. Servicio Geológico Colombiano. https://doi.org/10.32685/9789585231788-5
Twiss, R., & Moore, E. (2007). Structural geology (2nd ed.). W. H. Freeman.
Ulloa, C., & Rodríguez, E. (1979). Geología de las planchas 170-Vélez y 190-Chiquinquirá. Informe interno I-1794. Ingeominas.
Ulloa, C., & Rodríguez, E. (1991). Memoria explicativa de la plancha 190-Chiquinquirá. Ingeominas.
Van der Hammen, T. (1958). Estratigrafía del Terciario y Maastrichtiano con continentales y tectogénesis de los Andes colombianos. Boletín Geológico, 6(1-3), 67-128. https://doi.org/10.32685/0120-1425/bolgeol6.1-3.1958.309
Wheeler, O. C. (1929). Report on the Palmira series with notes on stratigraphy of the Umir, Lisama, and La Paz Formations near the Eastern part-of the Mares Concession. Informe Geológico n.° 37. Empresa Colombiana de Petróleos.
Whitfield, R. (1877). Preliminary report on the paleontology of the Black Hills, containing descriptions of new species of fossils from the Potsdam, Jurassic, and Cretaceous formations of the Black Hills of Dakota. Geological Survey of the Rocky Mountain Region. https://doi.org/10.5962/bhl.title.55132
Whitfield, R. (1880). Paleontology of the Black Hills of Dakota. In H. Newton y W. P. Jenney (eds.), Report on the geology and resources of the Black Hills of Dakota (pp. 325-468). Government Printing Office. https://doi.org/10.3133/70039917
Williams, H., Turner, F., & Gilbert, C. (1954). Petrography and introduction to the study of rocks in thin sections. University of California.
Young, K. (1963). Upper Cretaceous ammonites from the Gulf Coast of the United States. The University of Texas, Austin, Bureau of Economic Geology.
Zambrano, F y Mojica, P. (1990). Characteristics of Colombian phosphate deposits. In Ericksen, G. E., Canas Pinochet, M. T., & Reinemund, J. A. (eds.), Geology of the Andes and its relation to hydrocarbon and mineral resources. Circum-Pacific Council for Energy and Mineral Resources Earth Science Series.