Geologia Colombiana 20, 1996

Bioestratigrafia del cretaclco mediante Macrof6siles en la Secci6n EIOcal, Valle Superior del Magdalena, Colombia.

FERNANDO ETAYO SERNADepartamento de Geocienclss, Universidad Nacional de Colombia, Apartado 14490, Santafe de Bogota, ColombiaGONZALO CARRILLO CASTILLOAriana Ltda., Apartado 37825, Santafe de Bogota, Colombia

FERNANDO ETAYO SERNA & GONZALO CARRILLO CASTILLO (1996): Bioestratigrafia del Cretacico mediante Macrof6siles en laSecci6n EI Ocal, Valle Superior del Magdalena, Colombia.- Geologia Colombiana, 20, pgs. 81-92, 5 Figs., Santate de Bogota.

Palabras claves: Estratigrafia, Amonitas, Cretaclco, Valle Superior del Magdalena, Fms. Alpujarra, EI Ocal, Caballos, Villeta, AptianoSuperior, Cenomaniano Superior.

RESUMEN

La sucesi6n estratigrafica expuesta por la Quebrada EIOcal esta Iimitada en su base y techo porfallas inversascon vergencia occidental (Fallas EI Toti y La Boba),mientras que las fallas adyacentes (Chusma y Dina) dela denominada "foreland fold and thrust belt region" alnoroeste del Departamento del Huila, vergen hacia eleste. Las unidades Iitol6gicas medidas y muestreadascapa a capa (Ocal, Caballos y Villeta) abarcan desde elAptiano superior al Cenomaniano superior. EI intervaloestratigrafico local de las especies de amonitasidentificadas acompaiian la columna estratigrafica.

ABSTRACT

The stratigraphic section along Quebrada Ocal isbounded on its base and top by west verging basementinfluenced reverse faults (EI Toti and La Boba Faultsrespectively), whereas the adjacent faults -Chusmaand Dina- of the "foreland fold and thrust belt region" innorthwestern Huila Department face eastward. The bedby bed measured lithologic units referred to in thispaper (Ocal, Caballos and Villeta pars) consist offossiliferous marine sedimentary rocks ranging in agefrom late Aptian to late Cenomanian. In this paper wepresent local ranges of identified ammonite taxa tocompare with previously established palinological andforaminiferal biostratigraphies.

INTRODUCCION

La secci6n geol6gica y particularmente la sucesi6nlitol6gica aflorante en el cauce y las orillas de la Quebradael Ocal (Figs. 1 y 2) ha recibido especial atenci6n por partede la comunidad geol6gica colombiana partir de junio delafio de 1989, cuando el Departamento de Geociencias dela Universidad Nacional de Colombia, sede Santafe de

Bogota, adelant6 el curso "Campo IV", bajo la direcci6n delautor senior de este escrito.

Sin embargo el area de la Quebrada EI Ocal fue visitadade tiempo atras por ge610gos de compafuas petroleras.Vale la pena sefialar como WRIGHTet a/. (1983: 348), citanla "Quebrada Ocal Section" de donde una cornpafilapetrolera - quiza la Tropical Oil Co. (acotaci6n nuestra) -colecciono amonitas.

La geologia general de la Quebrada EI Ocal aparecepublicada por primera vez en 1959 en la planchafotogeol6gica N8 (Neiva), de TORRESet al. En este mapa elnombre de la quebrada EIOcal no aparece, perc correspondea la quebrada que esta en el centro de la cuadricula C5 ycorre con direcci6n este oeste. Desde el punto de vistabioestratiqrafico en este mapa s610 se sen ala el Cretacicodesde el Albiano, con base en los estudios bloestratiqraficospreliminares de BORGL(1959).

En 1992, PROSSLpublic6 resultados palinol6gicospreliminares de algunas muestras recogidas por el caminoparalelo a la Quebrada EI Ocal (Fig. 2).

En el ario de 1993 aparece el trabajo de BLAU et al.,ace rca de los foraminiferos planct6nicos presentes en lasmismas muestras estudiadas por PROSSL para lospalinomorfos.

En 1994 -distribuido en el mes de octubre- aparecepublicada la parte inferior de la sucesi6n cretacica aflorantepor la Quebrada EI Ocal, en el articulo por FL6REZ &CARRiLLO.En ese mismo afio y poco mas tarde aparece latesis doctoral de VERGARA,yen ella (1994, fig. 14), sepresenta el complemento de la sucesi6n litoestratiqraficapor la misma quebrada. De especial interes en este trabajo

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Etayo Serna & Carrillo: Bioestratigrafia de la Secci6n EI Ocal

es la menci6n de un flujo de lava: "it represents a lava flowof unknown composition ... " sic (op. clt.: 34, pI. 7, figs. 4 Y5), en la base del segmento Ide la sucesi6n por el estudiada.Sobre este punto volveremos mas adelante.

Durante 1995 aparecen 2 trabajos que atanen a laQuebrada EI Ocal, el primero es la tesis doctoral de MANN,autora que utiliza la litoestratigraffa de VERGARA.EI otroarticulo es uno de naturaleza crttlca sobre el trabajo deFL6REZ& CARRILLO(1994) escrito por VERGARAat al. (1995).Segun estos auto res los resultados de sus estudiosmicropaleonto.16gicos sobre muestras de la Quebrada EIOca I "no concuerdan" con los planteamientos de FL6REZ&CARRILLO,autores que "no reportan en la Quebrada EIocat,datos bloestratiqraflcos .... (op. clt: 28).

EI presente artfculointenta precisar algunos datos y nodlscutira interpretaciones puesto que deseamos evitarconvertir hip6tesis en hechos y luego caer en la tentaci6nde reverenciar tales "hechos". EI trabajo es ante todo unavance que muestra laposlclon sstratlqratlca de la ampliacolecci6n de amonitas obtenida en la secci6n aflorante porla Quebrada EIDcal yque es objetode estudios taxon6micosen progreso por parte del autor senior de este articulo.

METODO DE TRABAJO

, La sucesi6n Iitol6gica por la Quebrada EI Dcal se midi6capa a capa amarrando la localizaci6n de las muestras a lapoligonal del recorrido establecida por el metoda de cinta ybrujula. La medida de las capas se hizo con ayuda del"Bast6n de Jacob" . En aquellos casos en que las condicionesdel terreno 10permitieron, se obtuvo material paleontol6gicomediante la excavaci6n de trincheras y extracci6n debloquespnsmatlcos de aproximadamente 1m, 0.5m y 0.1m. EIColorde la roca se estableci6 con base en la tabla de color de laGeological Society of America.

PROPOSITO DEL TRABAJO

Se trata de presentar la sucesi6n litol6gica conbioestratigraffa de moluscos, en especial amonitas, con elfin de permitir a otros investigadores atar 0 calibrar susestudios sobre otros grupos paleontol6gicos. EI nurneroque acornpana a las iniciales EC (Etayo y Carrillo),corresponde a la posici6n estratigrafica ascendente medidadesde la estaci6n cero (0) de la poligonal por la QuebradaEI Oca I hasta la estaci6n cuarenta y cinco (45).

SITUACION ESTRUCTURAL DE LA SECCION POR LAQUEBRADA EL OCAL

De acuerdo con el marco estructural esquematizado

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por BUTLER& SCHAMEL(1988, fig.6), el area por la que correla Quebrada EIOcal esta limitada asf: A) al occidente porel"Thrust de Upar' -con vergencia occidental- que conectacon el "Thrust de Bache 0Chusma" -con vergencia oriental,y B) al oriente porel "Dina Thrust" (op. cit.: 117, fig. 9) -convergencia al oriente- que limita el alto de Hato Viejo. En eltrabajo de BUTLER& SCHAMELel thrust de Upar esta figuradoen el corte CC' (ibid., fig. 9 Y p.l17) como un "back thrust".Todas las fallas identificadas en la secci6n por la QuebradaEIDcal tienen vergencia occidental, es decir como el thrustde Upar; de estas fallas las mas importantes son las queaquf bautizamos como el thrust del Toti y el thrust de LaBoba en los que el bloque colgante contiene rocas de laFormaci6n Saldana, que se apoyan sobre rocas delCretacico en el bloque yacente. Estas fallas pueden reflejarantiguas fallas normales reactivadas, al estilo de lasgeneradas en experimentos por DUBEY& PAUL(1993).

LA SUCESION L1TOLOGICA

En el presente trabajo utilizamos la nueva subdivisi6nlitcestratiqratlca propuesta por FL6REZ& CARRILLO(1994),de antiguo a modemo asf: Formaci6n Alpujarra, Formaci6nEI Ocal, Formaci6n Caballos. Estas expresiones fueronintroducidas de acuerdo con las recomendaciones de laInternational Stratigraphic Guide (HEDBERG1976), parasubstituir la terminologfa informal de Caballos Inferior,Caballos Medio y Caballos Superior, utilizada en la industriadel petr61eo (SNEIDER1988, 1990). En relaci6n con eltermino grupo Villeta seguimos la sugerencia de ETAYO$ERNA(1994), que tiene en cuenta la recomendaci6n de laISG ace rca de la "Conservaci6n de nombres tradicionales"(HEDBERG 1976; SALVADOR1994). No haremos unadescripci6n capa a capa que es el objetivo de otro trabajo(CARRILLO en preparaci6n) perc sf haremos unacaracterizaci6n general de las unidades Iitol6gicas.

. FORMACION ALPUJARRA

(Figs. 3 Y 4.1). Aun cuando esta unidad no sea objetivoespecffico del presente artfculo, deben mencionarse suscaracterfsticas petroqraficas pues la sucesi6n aflora bien'en el km 31.1 de la carretera Neiva - Yaguara, distanciamedida a partir del puente Santander, donde reposa encontacto disconforme sobre la Formaci6n Saldana, volcanicainfrayacente. En esta regi6n la unidad esta compuesta portres segmentos, uno inferior de arenitas, uno intermedio delodolitas arenosas con influencia de polvo volcanico y conhorizontes rojizos de paleosuelos, y un segmento superiortam bien de arenitas que esta en contacto e infrayace a laFormaci6n EI Ocal.

Segun los estudios petroqrancos de SNEIDER(1988,

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Fig. 3. Columna estratigrafica de la sucesi6n estudiada por la Quebrada EI Ocal.

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Etayo Serna & Carrillo: Bioestratigrafia de ta Secci6n EI Ocal

1990) Y de LUNAs(en preparaci6n),la Formaci6n Alpujarraconsiste de Iitoarenitas de acuerdo con el sistema dec1asificaci6n de FOLK(1974), aunque localmente hay capasconqlomeratlcas. Estas litoarenitas estan cementadas concuarzo y siderita en pequefios rombos asf como con caolinitavermicular; en cuanto atafie a los fragmentos Ifticospredominan los de piroclastitas aunque hay presencia defragmentos de plutonitas y metamorfitas y escasos desedimentitas. Es notable en esta unidad la presencia decuarzo volcanico - bipiramidal variedad beta- y de fragmentosde tobas riolfticas e ignimbritas, los que al meteorizarproducen pseudomatriz de aspecto caolinftico; la matrizparece ser polvo volcanico.

Paleontologia Estratigrafica

De esta unidad s610 hemos recogido materialrnacropaleobotanico no identificado. Segun DUENAS(1989),en la parte basal de la Formaci6n Caballos, en el senti dotradicional de la nomenclatura de la industria del petr61eoen el Valle Superior del Magdalena en la regi6n de Neiva,encontr6 "asociaciones paleontol6gicas caracterizadas porla presencia de Atropollis operculatusy Atropollis zonetus?',ademas de otras esporas y otros tipos de granos de polen,y agrega: "La presencia de algunos dinoflagelados,probablemente del genero Alterbia, junto conmicroforaminfferos complementan la asociaci6npalinoI6gica". DUENAS(op. cit.: 157) asigna esta asociaci6nal Aptiano. Igualmente SNEIDER(1988: 228) reflriendose al"Lower Caballos" escribe: "Foraminifers studied bycommercial companies indicate deposition on fresh tobrackish water". En la base de la unidad en el Km. 31.1 enla vla Neiva - Yaquara, distancia medida a partir del puenteSantander, encontramos gaster6podos f6siles querecuerdan formas de agua dulce. En terminos generales laFormaci6n Alpujarra refleja condiciones de acumulaci6n enmedios sedimentarios continentales (SNEIDER1988, 1990;FL6REZ& CARRILLO1994).

FORMACION EL OCAL

Generalidades

(Figs. 3 Y 4.2). Por la Quebrada EI Ocal (FL6REZ &CARRILLO1994), la unidad consiste en altemancia de: 1)

arcillolitas a lodolitas ffsiles -shale-, algunas de las cualesson glauconfticas; presentan bandas carbonosas y n6dulosde siderita y hacia la base ooides de siderita 0 ankerita, 2)calizas lurnaquellcas c1astosoportadas 0 lodosoportadas -tormentitas- que suelen contener glauconita, fosfatos yooides: hacia la base de la unidad las calizas son cristalinasy estan dolomitizadas 0 ankeritizadas, 3) limolitas y arenitasde grana muy fino, con cementa de dolomita y confragmentos de rocas plroclastlcas. EI contacto de laFormaci6n EI Ocal con la Formaci6n Alpujarra representala cicatriz de una superficie de erosi6n por transgresi6n.

Paleontologia Estratigrafica

Cerca a la confluencia de la quebrada que fluye desdela Hacienda EI Censo hacia la Quebrada EI Ocal, en eltecho de la primera capa, es decir la inferior de la Formaci6nEIDcal (Figs. 3 y 4.2) hemos coleccionado: Stoyanowicerassp; Parahoplites? hubachi Etayo Sema (Fig. 5); sobre lacap a que se Ie superpone, de 30 cm de espesor, hemoscoleccionado Stoyanowiceras treffryanus (Karsten) yStoyanowiceras ct. colombiana (Scott), especles quepermiten asignar estas capas al Aptiano superior en elesquema btoestratiqrafico propuesto para Colombia porETAYOSERNA(1979). Es precise serialar que estas capaspresentan color rojo, que segun el grado de alteraci6n de laroca varia de "very dark red 5R2/6", "dusky red 5R3/4" a"very dusky red 1OYR2/2", con concentraciones localesconspicuas de puntos ovoidales blancos "N9", con suinterior relleno de minerales del grupo de la glauconitacuando no estan alterados, caso en que no se nota elcontomo blanco. Estas capas afloran alteradas en lospotreros de la pendiente estructural que asciende a lacuchilla Upar (ct. Plancha 345 I 8, 810), en donde esfrecuente encontrar los mol des intemos de amonitas delAptiano superior reemplazados por 6xidos de hierrolimonitizados. Diez metros arriba de las capas anteriores,por la Quebrada EI Oca I coleccionamos Douvilleicerassolitae (d'Drbigny) y diez metros aun mas arriba, en calizashoy dfa destruidas por los cortes realizados para unoleoducto, coleccionamos Neodeshayesites stutzeri(Riedel) y Neodeshayesitescolumbianus(Riedel), especiesde amonitas que permiten reconocer el Albiano inferior(ETAYOSERNA1979), asl pues ellfmite Aptiano - Albiano sesitua dentro de la Formaci6n EI Dcal (Fig.3). Esta misma

•Fig. 4. Fotografias de afloramientos. 1) Capas del techo de la Formacion Alpujarra. 2) Capas de la base de laFormacion EI Ocal; la cabeza del martillo senala la base de la Formacion; la capa oscura que reposa sobre lacapa clara y delgada superior,dio P. hubachi. 3) Capas del techo del segmento inferior de la FormactcnCaballos con Platiknemiceras. 4) Contacto entre la capa superior del fjegmento superior de la FormacionCaballos - banco grueso a la derecha - y las capas inferiores micriticas del Grupo Villeta. 5) Bancos de calizacon Costagyra duplex. Cada division del basten de Jacob representa 10 em.

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situaci6n se da en la Quebrada Barnbuca (VERGARAet al.1995).

FORMACION CABALLOS

Generalidades

De acuerdo con el restablecimiento del sentido originalde la Forrnaci6n Caballos (FL6REZ& CARRILLO1994), por laQuebrada EI Ocalla unidad consta de dos interval os: 1) elinferior en que predominan las cuarzoarenitas -sin matrizarcillosa-, con fragmentos bloclasticos, cementosiliceo y aveces de carbonatos, y que contienen laminas tanto deminerales pesados como el circ6n y la turrnalina, asl comode carb6n y arnoar: el cuarzo monocristalino es el mineralpredominante. 2) EI intervalo superior incluye lodolitasarenosas, cuarzoarenitas de grana muy fino y calizasarenosas. A juzgar por los datos de SNEIDER(1988: 17),este intervalo cambiarfa a bancos de arenitas macizas ensentido noreste hacia el campo San Francisco. En ambosintervalos es conspicua la presencia de minerales del grupode la glauconita.

Paleontologra Estratigrafica

Tanto en los afloramientos de la Quebrada EI Ocal,como en el subsuelo al sur de la quebrada -campo losMangos-, se han coleccionado amonitas que permitenasignar la unidad a la parte il')ferior del Albiano medio en elsentido de ETAYOSERNA(1979: 14). De la parte superior delintervalo inferior se coleccion6 (Fig. 3): Knemicerasattenuatum(Hyatt), Parengonocerastetranodosum(Lisson);y mas arriba Parengonoceras pemodosum (Sommermeir)y Platiknemiceras columbianum Etayo Sema: la capa quecorresponde se i1ustra en la Fig. 4.3.

GRUPO VILLETA

Generalidad~

EI predominio de shale arcilloso de color gris (N5) anegro (N2) constituye el rasgo distintivo del Villeta, por laQuebrada EI Ocal. La parte inferior del grupo tieneintercalaciones de calizas micrfticas -y concrecionesmicrfticas- en capas delgadas a medianas, tabulares acuneiforrnes, con laminaci6n planoparalela, ricas en materiaorqanlca (Fig. 4.4); con frecuencia presentan amonitas queyacen con sus pianos de simetrf a paralelos a las superficiesde estratificaci6n. En la parte superior del tramo estudiado(Fig. 3) hay bancos de caliza wackestone 0 packstone conabundantes restos de conchas gruesas de bivalvos y enocasiones de amonitas (Fig. 4.5).

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Paleontologfa Estratigrafica

La primera caliza micrftica de la base del Villeta es ricaen impresiones y mol des de amonitas identificables comoOxytropidoceras multifidum(Steinmann), ya poca distanciaestratiqrafica (2.8 m) aparece Venezoliceras acostae(d'Orbigny), luego encima (16 m) Hysteroceras carina tum(Spath) y poco mas arriba Hysteroceras orbigny (Spath);mas arriba Mortoniceras (Deiradoceras) devonense Spathy aun mas arriba Laraiceras nodosum Renz y Benavidesitesbenison! (Benavides-Caceres). EI tramo estratiqrafico queabarca desde la aparici6n de 0. multifidum hasta la aparici6nde M. (D) devonense, se asigna de acuerdo con el esquemade ETAYOSERNA(1994) a la parte superior del Albianomedio y de alll hasta la ocurrencia de B. harrisoni como labase del Albiano superior. Pocos metros arriba de laocurrencia de B. harrisoni, se coleccionaron del techo deuna torrnentita calcarea las amonitas Pseudhelicocerascatenatum (d'Orbihgny) y Lechites gaudini (Pictet yCampiche), consideradas por ETAYOSERNA(op. cit.) comoindicadores del Albiano superior alto en Colombia. Porarriba de estas ultimas amonitas (33 m) hemoscoleccionadolas amonitas Mariella (Wintonia) bosquensis Adkins,Sharpeiceras laticlavium (Sharpe) y Acompsoceras renevieti(Sharpe), que perrniten asignar las capas que los contienenal Cenomaniano inferior. Mas arriba aun en la sucesi6nestratiqrafica coleccionamos de calizas wackestoneCostagyra duplex (Paulke) y Exogyra africana Coquand,que asignamos al Cenomaniano superior.

EI Asunto de las intercalaciones de lavas en el Cretacicodel Valle Superior del Magdalena

Esta opini6n se conoce desde los anos treinta y seatribuye a E. HUBACHsequn el corte geol6gico publicadopor RADELL! (1967: 208), en el cual apareceninterestratificadas con sedimentitas "laves porphyriques etde tufs basiques (andesites basaltes) sombres (quelque400 m) ...Leur age albien". EI autor senior del presentearticulo dirigi6 el curso de Geologfa "Campo IV" durante elmes de junio de 1994, y mediante el trabajo cartoqraflcorealizado se estableci6 de modo preciso que tales cuerposvolcanicos corresponden a una escama estructural de laForrnaci6n Saldana.

En su disertaci6n doctoral VERGARA(1994) al describirla sucesi6n litol6gica por la Quebrada EI Ocal, informa quesequn la observaci6n de una secci6n delgada, la capa dedonde proviene "a redish, 30 cm thick siderite bed whichseems bioturbated at the top." "represents a lava flow ofunknown composition (sic.). Above it, there are tuffaceouslayers... with an advanced dolomitic overprint". En losnumerosos recorridos por la Quebrada EI Ocal y sectores

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aledarios no hemos encontrado un cuerpo lavico alii; debeprecisarse sin embargo que ni la sucesi6n litol6gica descritapor VERGARA(op. cit.: 34, fig. 14), ni la terminologiaIitoestratigrafica utilizada por este autor corresponden conlas nuestras.

No obstante el comentario anterior, subsiste elinterrogante acerca de la presencia de cenizas volcanlcasen el Cretacico inferior marino de esta regi6n. La abundanciade capas sideriticas en st mismas, en especial en laFormaci6n EI Ocal sugieren que la actividad volcanica queacornpafio la acumulaci6n de los sedimentos de laFormaci6n Alpujarra, pudo haberse prolongado hasta eltiempo de acumulaci6n de la Formaci6n Caballos: SNEIDER(1988: 35) menciona del "Upper Caballos" "Soft sedimentfractures ... filled with piroclastic debris. The pyroclasts areglass balls that fill the fracture and form laminae in theshale".

CONCLUSIONES

La documentaci6n paleontol6gica aqul presentada dela secci6n estratiqratlca aflorante por la Quebrada EI Ocaly sectores aledarios, permite plantear las siguientesconclusiones:

1) La Formaci6n Alpujarra representa dep6sitosacumulados en medios sedimentariospredominantemente continentales (SNEIDER1988,1990; FL6REZ& CARRILLO1994), durante el Aptiano.

2) La Formaci6n EIOcal registra la primera invasi6n delmar cretaclco en el Valle Superior del Magdalena ala latitud de Neiva, desde finales del Aptiano. EIlimite Aptiano-Albiano cae dentro de esta unidad.

3) La Formaci6n Caballos refleja medios sedimentariosmarinos con fuerte influencia deltaica (SNEIDER1988,1990; FL6REZ& CARRILLO1994), a mediados delAlbiano.

4) EI grupo Villeta, originado en medios sedimentariosmarinos registra ademas dos niveles de maximainundaci6n del mar en el Valle Superior delMagdalena. Esta situaci6n es conocida de antiguo,asl: OLSSON(1956: 305) escribe: "In the great marinetransgressions of the Middle Cretaceous (Albian)and ofthe Upper Cretaceous (Cenomanian, Turonianand Coniacian), the Colombian trough was flooded;its waters swept south across the Napo arch ofeastern Ecuadorinto northern Peru"; vease tambienETAYOSERNA(1994b).

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5) Lasucesi6n de amonitas presentes en las sedimentitasque afloran por la Quebrada EI Ocal constituye lamas completa conocida hasta la fecha de una secci6ndel Albiano medio en Colombia.

6) Las amonitas del Cenomaniano inferior confirman lapresencia del piso en el Valle Superior del Magdalena(ETAYOSERNA!994b).

7) La bioestratigrafia de macrof6siles, en especial deamonitas, es una herramienta de trabajo que debe riaser utilizada con mayor regularidad por los ge610gosestratfgrafos de la industria del petr6leo.

AGRADECIMIENTOS

A los alumnos del curso de Campo IV, junio de 1989, queadelantaron la cartografia geol6gica primera del area: J. Buitrago,R. Ramirez, y C Villamizar; al ge610go Fabio Colmenares por lacornpanla en el trabajo de campo en la misrna epoca. EI ProfesorRuben Llinas facilit6 datos inedltos sobre la petrografia de lasareas estudiadas. Los ge610gos Dr. Dario Barrero y C. Cacereshicieron observaciones valiosas sobre el mapa. La alumna G.Perez colecto el gaster6podo de la Formaci6n Alpujarra. Finalmenteal Profesor J. Brieva por su paciencia con los autores del presentetrabajo; a W Taller Editorial por su asesoria litografica con la Fig.4 Y al ge610go M. Moreno, Facultad de Geologia, Universidad deCaldas, Manizales, autor de las figuras de amonitas.

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Manuscrito recibido, Julio de 1996