Revista Geológica de América Central

Geochronological synthesis of magmatism, metamorphism and metallogeny of Costa Rica, Central America

A comprehensive compilation of 651 (since 1968) radiometric ages determinations (415 40Ar/39Ar, 211 K/Ar, 5 U/Th, 4 Rb/Sr, 2 U/Pb, and 13 fission track thermochronology ages using zircon) provides a complete picture of the igneous stratigraphy of Costa Rica, and information about the age of the major metamorphic and metalogenic events in the region. Igneous rocks of Late Jurassic to Middle Eocene age (~ 160 to ~ 41 Ma), mainly accreted ophiolites. At the beginning of Campanian time (~ 71 Ma), the actual subduction zone was established, represented by volcanosedimentary rocks of basic to felsic composition. However, voluminous subalkaline, primary volcanic rocks appeared only after ~ 29 Ma. Intrusive to hypabyssal granitic to gabboic plutons, stocks, equivalent dykes and sills, are widely exposed in the Talamanca range (~ 12.4 - 7.8 Ma), Cerros de Escazú (~ 6.0 - 5.9 Ma), and Fila Costeña (~ 18.3 - 16.8 and ~ 14.8 - 11.1 Ma), Tapantí-Montes del Aguacate-Carpintera (~ 4.2 - 2.2 Ma) and Guacimal (~ 6.4 - 5.2 Ma). Arc rocks between 29 and 11 Ma are known in the San Carlos plains and in southern Costa Rica. The location and age of the igneous rocks indicated that there was a 20°counterclockwise rotation of the arc (termed as Proto-Volcanic Front) between 15 and 8 Ma, with a pole of rotation centered on southern Costa Rica. This rotation is attributed to deformation in the overriding plate (shortening in the south coeval with extension in the NW), accompanied by trench retreat in the south. At ~ 3.45 Ma arc-related volcanism shut off in southern part of the region, but local acid-adakite volcanism persisted in the Talamanca range (4.2 - 0.95 Ma) due to the subduction of the Cocos Ridge. The Paleo-Volcanic Front is represented by arc-related rocks (8 - 3.5 Ma) along the length of Costa Rica, parallel to but in front of the modern arc. This activity was followed by the Monteverde (2.1 - 1.1 Ma) andesitic/basaltic effusive event, which progressively, retreated to the NE. Thus, the Neo-Volcanic Front was established between 2.1 and the present, in which the modern volcanoes grew mainly during the last 0,6 Ma. In general, modern volcanoes represent three volcanic episodes: ancestral cone/shield building at ~ 1,61 - 0,85 Ma (Proto-Cordillera), overlapping in part with Monteverde volcanism; a major constructive event at ~ 0,74 - ~ 0,2 Ma (Paleo-Cordillera), and a relatively small but still active volcanism at 0,25 - 0 Ma (Neo-Cordillera). Submarine volcanism in the Pacific is represented by the Fisher Ridge (30.0 and 19.2 Ma), the Cocos Ridge (14,5 - 0,6 Ma), including the sub-aerial volcanism of Cocos Island (2,2 - 1,5 Ma). The major magmatic, metamorphic and metallogenic events are clearly related to major geotectonic events, including regional unconformities, at Upper Cretaceous (~ 82 Ma), Middle Eocene (~ 45 Ma) and Upper Miocene (~ 8 Ma).

Una recopilación completa de 651 determinaciones de edades radiométricas desde 1968 (415 dataciones 40Ar/39Ar, 211 K/Ar, 5 U/Th, 4 Rb/Sr, 2 U/Pb y de fisión termocronología con zircón), tanto aquellas publicadas desde 1968 como muchas nuevas, proporcionan un marco completo de la estratigrafía ígnea de Costa Rica y las inferencias acerca de la edad del metamorfismo y los eventos metalogenéticos. Las rocas ígneas del Jurásico Superior temprano al Eoceno Medio (~ 160 a ~ 41 Ma), corresponden principalmente con acreciones ofiolíticas. Durante el Campaniano (~ 71 Ma) comienza a establecerse la actual zona de subducción, conformada por rocas volcano-sedimentarias, con una composición desde básica a félsica. Sin embargo, las rocas volcánicas primarias, subalcalinas, in situ y abundantes, aparecen hasta después de los ~ 29 Ma. Los intrusivos e hipoabisales de granitoides hasta gabroides (plutones, stocks, diques y sills), están presentes de SE a NW en: la cordillera de Talamanca (~ 12,4 a 7,8 Ma), cerros de Escazú (~ 6,0 a 5,9 Ma), fila Costeña (~ 18,3 a 16,8 y ~ 14,8 a 11,1 Ma), Tapantí-montes del Aguacate-Carpintera (~ 4,2 a 2,2 Ma) y Guacimal (~ 6,4 a 5,2 Ma). Las rocas asociadas al arco con edades entre los 29 y 11 Ma (denominado Frente Proto- Volcánico), están presentes en la llanura de San Carlos y en el sur de Costa Rica. La ubicación y la edad de las rocas ígneas indican que el arco dio un giro de 20° al NW entre 15 y 8 Ma, con un polo de rotación que se centró en el sur de Costa Rica. Esta rotación se atribuye a la deformación en la placa superior (acortamiento en el sur y extensión en el noroeste), acompañado por el retroceso de la trinchera hacia el sur. A los ~ 3,45 Ma, el arco volcánico en el sur cesó su actividad, mientras que el vulcanismo adakítico localizado persistió en la cordillera de Talamanca (4,2 - 0,95 Ma) debido a la subducción de las Placa Cocos. El Frente Paleo-Volcánico está representada por rocas del arco (8 - 3,5 Ma) que se extienden a lo largo de Costa Rica, de forma paralela al arco volcánico moderno y fue seguido por el evento efusivo Monteverde (2,1 - 1,1 Ma), que progresivamente se retrocedió hacia el NE. El Frente Neovolcánico se estableció entre el 2,1 y el presente, con el crecimiento de los actuales volcanes, mayoritariamente hace unos 0,6 Ma y, en general, están representados por tres episodios, no isocrónicos entre volcanes: volcanes ancestrales entre 1,61 y 0,85 Ma (Proto-Cordillera), en parte coetánea con Monteverde; un evento importante cerca de ~ 0,74 - ~ 0,2 Ma (Paleo-Cordillera), y una actividad volcánica relativamente pequeña, pero activa aún en 0,25 - 0 Ma (Neo-Cordillera). El vulcanismo submarino en aguas del Pacífico costarricense, está representado por la serranía Fisher (30,0 Ma y 19,2 Ma), la cordillera del Coco (14,5 - 0,6 Ma) y el vulcanismo subaéreo de la isla del Coco (2,2 - 1,5 Ma). Los principales eventos magmáticos, metamórficos y metalogéneticos están relacionados con los principales eventos geotectónicos, incluyendo discordancias regionales en Cretácico Superior (~ 82 Ma), Eoceno Medio (~ 45 Ma) y el Mioceno Superior (~ 8 Ma).

Paleobiogeography of the arrival of south american mammals to southern Central America prior to the great american biotic interchange: a look at the GABI in Central America

In reference to the discovery of new fossil xenarthrans that was made in the Curré Formation, a paleobiogeographical analysis of the early Hemphillian age vertebrates will be made for the fossiliferous location of San Gerardo de Limoncito in southern Costa Rica. This vertebrate locality has a mixture is mainly formed by vertebrates from the Palearctic, Nearctic and Neotropical regions and it records the early arrival of South American mammals to the Southern Central America region, not known until now. The arrival of South American mammals to the Panama Region was due to a series of factors such as the development of the Costa Rica-Panamá Island Arc by subduction processes, the collision and the deformation of the Island Arc with the North-Western Colombia territories and the prevailing climate factors which stimulated the predominance of warm, humid and basal forests, both in Colombia and in southern Central America. This permitted the xenarthrans, which are considered strong swimmers and islands hoppers to migrate to the North. These conditions on the other hand, limited the migration to the South of the North American mammals, whose arrival in South America was postponed until the Blancan age with drier climatic conditions and the new land corridor that was established in the region. Additionally, the current state of the Great American Biotic Interchange in Central America (GABI) is analyzed

A la luz de los nuevos registros fósiles de xenarthras en la Formación Curré, se realiza un análisis paleobiogeográfico de la fauna de vertebrados de la localidad fosilífera de San Gerardo de Limoncito en el sur de Costa Rica de edad Hemphilliano temprano. Esta asociación faunística se caracteriza por la mezcla de vertebrados de origen Paleártico, Neártico y Neotropical, a la vez que registra el arribo más temprano, hasta ahora conocido, de mamíferos suramericanos al sur de América Central. La llegada de mamíferos suramericanos al Istmo de Panamá se debió al acortamiento de los pasos oceánicos entre las islas, producto de la subducción normal asociada al Arco de Islas, el rápido levantamiento que experimentó el sur de América Central debido a la colisión del sur del Arco de Islas Costa Rica-Panamá con el noroeste de Colombia y por los elementos climáticos prevalecientes en esa época, que favorecieron el predominio de bosques húmedos, cálidos y basales tanto en el noroeste de Colombia como en el sur de América Central, lo que permitió a los xenarthras, considerados fuertes nadadores y saltadores de islas migrar al norte. Estas condiciones climáticas por el contrario, limitaron la migración al sur de los mamíferos norteamericanos, cuyo arribo a América del Sur se postergó hasta el Blancano con la aparición de condiciones más secas y el establecimiento de un corredor terrestre continuo. Adicionalmente se analiza el estado actual del Gran Intercambio Biótico entre las Américas en América Central.

**Presence of Ptychodus Mortini (Elasmobranchii: Ptychodontidae) in the Upper Cretaceous of Venezuela**

Ptychodus mortoni is a durophagous shark characteristic from the Upper Cretaceous, with a chronostratigraphic record between the Turonian-Maastrichtian. The present contribution illustrate and describes a set of teeth of Ptychodus mortoni from the La Luna Formation, Upper Cretaceous of the Sierra de Perijá, Zulia State, Venezuela. This material represents the only known record for South America, increasing the paleobiogeographi distribution of the taxon, which was previously known only from Africa, North America and Europe.

Ptychodus mortoni es un tiburón durofago característico del Cretácico Superior, con un registro cronoestratigráfico entre el Turoniano-Maastrichtiano. En la presente contribución se ilustra y describe un conjunto de dientes de un mismo ejemplar de Ptychodus mortoni, proveniente de la Formación La Luna, del Cretácico Superior de La Sierra de Perijá, Estado Zulia, Venezuela. Este material representa el único registro conocido de esta especie para América del sur y extiende la distribución paleobiogeográfica del taxón, el cual era conocido sólo para África, América del Norte y Europa

Fossil Cetacea (Mammalia, Odontoceti, Eurhinodelphinoidea, Inioidea, Physeterioidea) of the Curré Formation, Upper Miocene (Early-Late Hemphillian) of Costa Rica

Four new records of Odontoceti are described for the Upper Miocene of Southern Central America; these founds suggest a strength sea connection between the North Atlantic Coast of Europe, the Coastal Plain of North America with the tropical East Pacific Ocean. On the other hand, the fossil record of the river dolphin Goniodelphis sp., shows an important affinity between the ancient coastal wetlands of Florida and the epicontinental sediments of the Curré Formation at Costa Rica

Cuatro nuevos registros de Odontoceti son descritos para el Mioceno Superior del sur de América Central; estos hallazgos sugieren una fuerte conexión marina entre la costa del Atlántico Norte de Europa, la Planicie Costera de América del Norte con el trópico del Pacífico oriental. Por otro lado el registro fósil del delfín de río Goniodelphis sp., muestra una importante afinidad entre los antiguos humedales costeros de la Florida y los sedimentos epicontinentales de la Formación Curré en Costa Rica.

Engineering geology mapping in the southern part of the metropolitan area of San Salvador

The use of classic geologic maps, where geological layers are grouped according to their age or origin, makes difficult the interpretation and use for civil engineer design or urban planning to people without deep knowledge in geology. Due to this reason engineering geological mapping has been carried out in the southern part of the Metro- politan Area of San Salvador using the stripe method. The objective of the methodology is that geological information, geological hazards and geotechnical recommendations as well, can be represented and grouped depending on the intrinsic characteristics of each zone. This information can be easily interpreted for urban planners, private builders and government agencies. The weakness in the compilation and research of geological and geotechnical information in El Salvador, are some of the reasons for the current problems that experiment the region, indicating the importance of improving risk management, as well as soil and rocks mechanics

El uso de mapas geológicos clásicos que agrupan los estratos por edad u origen, dificulta la interpretación y uso para diseños de ingeniería civil o planificación urbana, para las personas sin conocimientos profundos en geología. Debido a esto se ha llevado a cabo mapeo de ingeniería geológica en sector sur del Área Metropolitana de San Salvador, haciendo uso de la metodología de bandas. El objetivo de la metodología es que la información geológica, peligrosidad geológica y recomendaciones geotécnicas puedan representarse y agruparse dependiendo de las características intrínsecas de cada zona. Esta información puede ser fácilmente interpretada por los planificadores urbanos, constructores privados y agencias gubernamentales. La debilidad en la recopilación e investigación de información geológica y geotécnica en El Salvador, son unas de las razones de la problemática que experimenta la región, indicando la importancia de mejorar el manejo del riesgo, así como la mecánica de suelos y de rocas

Hydrochemicaland isotopic properties of the groundwater in the middle part of the Tulián River watershed, Puerto Cortés, Honduras

The present study identifies the hydrochemical and isotopic properties of 11 springs, including one thermal spring, in Tulian watershed, located in the city of Puerto Cortés, Cortés, Honduras. The relation between the concentrations of the environmental stable isotopes deuterium (²H) and oxygen -18 (18O) in the water is similar to the relation in global meteoric water, indicating that the water has a meteoric origin. Evaluation of the geochemical characteristics of the water reveals that these springs belong to the same hydrogeological system, which comprises a fractured schist and gneiss of the Esquistos Cacaguapa formation. The water of the evaluated springs is mainly Na-Ca-HCO3. The δ2H (‰) and δ2H contents indicate that there is no variation in the ‰ value.

En este estudio se identifican las propiedades hidroquímicas e isotópicas del agua subterránea recolectada en 11 manantiales, 1 de ellos termal, en la parte media de la cuenca del río Tulián de la ciudad de Puerto Cortés, Cortés, Honduras. A partir de los valores de los isótopos estables, deuterio (²H) y oxígeno -18 (18O), se deduce que el origen del agua subterránea es meteórico. Las características hidrogeoquímicas indican que los manantiales pertenecen a un mismo sistema hidrológico, compuesto por esquistos y gneiss fracturados de la formación Esquistos Cacaguapa. El agua de los manantiales evaluados es principalmente bicarbonatada sódica y bicarbonatada cálcica. Los contenidos isotópicos no muestran una variación de δ18O cómo se esperaría en el manantial termal.

Summary of the seismic and volcanic activity in Costa Rica during 2011

Country annual report from Costa Rica (2011) to the International Commission on the History of Geological Sciences (INHIGEO)