Research Article| November 01, 2011 Fracturing of the Panamanian Isthmus during initial collision with South America David W. Farris; David W. Farris 1Florida State University, Department of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences, Tallahassee, Florida 32306, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Carlos Jaramillo; Carlos Jaramillo 2Smithsonian Tropical Research Institute, Unit 0948, APO AA 34002-0948, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar German Bayona; German Bayona 2Smithsonian Tropical Research Institute, Unit 0948, APO AA 34002-0948, USA3Corporación Geológica ARES, Calle 44A N. 53-96 Bogotá, Colombia Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Sergio A. Restrepo-Moreno; Sergio A. Restrepo-Moreno 2Smithsonian Tropical Research Institute, Unit 0948, APO AA 34002-0948, USA4University of Florida, Department of Geological Sciences, Gainesville, Florida 32611, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Camilo Montes; Camilo Montes 2Smithsonian Tropical Research Institute, Unit 0948, APO AA 34002-0948, USA3Corporación Geológica ARES, Calle 44A N. 53-96 Bogotá, Colombia Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Agustin Cardona; Agustin Cardona 2Smithsonian Tropical Research Institute, Unit 0948, APO AA 34002-0948, USA3Corporación Geológica ARES, Calle 44A N. 53-96 Bogotá, Colombia Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Andres Mora; Andres Mora 5Instituto Colombiano del Petroleo, Ecopetrol, Bucaramanga, Colombia Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Robert J. Speakman; Robert J. Speakman 6Smithsonian Institution, Museum Conservation Institute, Washington, D.C. 20012, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Michael D. Glascock; Michael D. Glascock 7University of Missouri, Archaeometry Laboratory, Columbia, Missouri 65211, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Victor Valencia Victor Valencia 8University of Arizona, Department of Geosciences, Tucson, Arizona 85721, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Geology (2011) 39 (11): 1007–1010. https://doi.org/10.1130/G32237.1 Article history received: 08 Mar 2011 rev-recd: 19 May 2011 accepted: 24 May 2011 first online: 09 Mar 2017 Cite View This Citation Add to Citation Manager Share Icon Share Facebook Twitter LinkedIn MailTo Tools Icon Tools Get Permissions Search Site Citation David W. Farris, Carlos Jaramillo, German Bayona, Sergio A. Restrepo-Moreno, Camilo Montes, Agustin Cardona, Andres Mora, Robert J. Speakman, Michael D. Glascock, Victor Valencia; Fracturing of the Panamanian Isthmus during initial collision with South America. Geology 2011;; 39 (11): 1007–1010. doi: https://doi.org/10.1130/G32237.1 Download citation file: Ris (Zotero) Refmanager EasyBib Bookends Mendeley Papers EndNote RefWorks BibTex toolbar search Search Dropdown Menu toolbar search search input Search input auto suggest filter your search All ContentBy SocietyGeology Search Advanced Search Abstract Tectonic collision between South America and Panama began at 23–25 Ma. The collision is significant because it ultimately led to development of the Panamanian Isthmus, which in turn had wide-ranging oceanic, climatic, biologic, and tectonic implications. Within the Panama Canal Zone, volcanic activity transitioned from hydrous mantle-wedge−derived arc magmatism to localized extensional arc magmatism at 24 Ma, and overall marks a permanent change in arc evolution. We interpret the arc geochemical change to result from fracturing of the Panama block during initial collision with South America. Fracturing of the Panama block led to localized crustal extension, normal faulting, sedimentary basin formation, and extensional magmatism in the Canal Basin and Bocas del Toro. Synchronous with this change, both Panama and inboard South America experienced a broad episode of exhumation indicated by (U-Th)/He and fission-track thermochronology coupled with changing geographic patterns of sedimentary deposition in the Colombian Eastern Cordillera and Llanos Basin. Such observations allow for construction of a new tectonic model of the South America–Panama collision, northern Andes uplift and Panama orocline formation. Finally, synchroneity of Panama arc chemical changes and linked uplift indicates that onset of collision and Isthmus formation began earlier than commonly assumed. You do not have access to this content, please speak to your institutional administrator if you feel you should have access.

Three major age-related oil families, clustered into seven groups, were identified in the Llanos basin based on advanced geochemical technologies that unveiled complex mixtures throughout the basin. The analyses included the conventional whole oil and biomarker analysis and the more refined and advanced GC-MS/MS analysis. The latter provided for terrestrial diterpane-based age-specific arrays that discriminated between Cretaceous and Cenozoic floral types. The analysis of asphaltene hydrous pyrolysates revealed the initial charges to the reservoirs, often of early maturity, but also strongly biodegraded and overprinted by fresh oil charges. Extensive analysis on diamondoids allowed the characterization of the late maturity charges, differentiation between mixed and singly-sourced oils and the ability to tie together earlier with later generated oil components of oil mixtures. Oils from Family A are the most widespread in the basin, found in the southern Llanos and in the Foothills and are derived from Lower Cretaceous to Cenomanian marine shale with a terrigenous input. Within Family B, of Upper Cretaceous age, two main source facies were identified, one with a siliciclastic marine input, corresponding to Groups 4 and 5. They have the highest concentrations of the C25 highly branched isoprenoid (HBI) and occur in the Northern and Eastern Llanos and in the Axial Zone of the Eastern Cordillera. The other facies has a more calcareous aspect, identified mainly in the Southern Llanos designated as Groups 2 and 3. Family C, of Cenozoic age, is restricted to the Foothills and two oil Groups were distinguished: Group 6 as the only endmember of a terrigenous Cenozoic facies, identified in Oil 7, and Group 7 shows a Cenozoic terrigenous facies and varying degrees of mixing with a marine Cretaceous input. These families are mixed in a variety of ways, having mixtures from different facies, while others show multiple charges from the same facies.

The northern Andes of southern Colombia contain a rich geologic history recorded by Proterozoic to Cenozoic metamorphic, igneous, and sedimentary rocks. The region plays a pivotal role in understanding the evolution of topography in northwestern South America and the development of large river systems, such as the Amazon, Orinoco, and Magdalena rivers. However, understanding of the basement framework has been hindered by challenging access, security concerns, tropical climate, and outcrop scarcity. Further, an insufficient geochronologic characterization of Andean basement complicates provenance interpretations of adjacent basins and restricts understanding of the paleogeographic evolution of southern Colombia. To address these issues, this paper presents a zircon U-Pb geochronological dataset derived for 24 bedrock samples and 19 modern river samples. The zircon U-Pb results reveal that the Eastern Cordillera of southern Colombia is underlain by basement rocks that originated in various tectonic events since ca. 1.5 Ga, including the accretion of discrete terranes. The oldest rocks, found in the Garzon Massif, are high-grade metamorphic rocks with contrasting Proterozoic protolith crystallization ages. Whereas the SW part of the massif formed during the Putumayo Orogeny (ca. 1.2−0.9 Ga), we report orthogneisses for the NE segment with protoliths formed at ca. 1.5 Ga, representing the NW continuation of the Rio Negro Jurena province of the Amazonian Craton. In contrast, crystalline rocks of the Central Cordillera primarily consist of Permian−Triassic (ca. 270−250 Ma) and Jurassic−Cretaceous (ca. 180−130 Ma) igneous rocks formed in a magmatic arc. In southernmost Colombia, the Putumayo Mountains mainly consist of Jurassic−Cretaceous (180−130 Ma) plutonic and volcanic rocks. Furthermore, we analyzed the heavy mineral abundances in modern river sands in southern Colombia (spanning 1°N−5°N) and found that key minerals such as garnet and epidote can be utilized to trace high-grade metamorphic and igneous lithologies, respectively, in the river catchments. The differentiation of basement ages for separate tectonic provinces, combined with heavy mineral abundances in modern sands, can serve as unique fingerprints in provenance analyses to trace the topographic and exhumational evolution of different Andean regions through time.