manual de geología estructural - jorge arturo camargo

7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo

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Manual de Geologa Estructural

Gua para la interpretacin y elaboracin de Mapas Geolgicos

t


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551,~

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ej

3

Manual de G eologa

structural

Gua para la interpretacin

y

elaboracin de Mapas Geolgicos

Jorge Arturo Camargo Puerto

Coleccin de Texto Didctico

Editorial Universidad Surcolombiana


3/180


de esta edicin

Editorial Universidad Surcolombiana

Primera edicin:

Marzo de 2004

ISBN 958-8154-30-8

Todos los derechos reservados

Prohibida su reproduccin total o parcial

por cualquier medio sin permiso del autor

Diseo de portada

y

armada electrnica:

Mara Constanza Cardoso Perdomo

Impresin y encuadernacin:

Editora Guadalupe Ltda.

Bogot, D.C.

Impreso

y

hecho

en

Colombia

EditorialUniversidad Surcolombiana

e-mail: [email protected]

Direccin: Avenida Pastrana Carrera la.

Neiva - Huila - Colombia


4/180

onteni o

Introduccin

xv

Mapas geolgicos

Objetivos

1.1 Introduccin a la cartografa

1.2 Coordenadas geogrficas

1.3Coordenadas planas o de Gauss

1.4Mapas topogrficos

1.5Escala

1.5.1 Escala numrica

1.5.2 Escala grfica

1.6Smbolos

y

convenciones

1.7Elaboracin de mapas topogrficos

1.8Elaboracin de mapas geolgicos

7

17

17

18

9

9

20

20

21

21

21

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2 Orientacin de planos

y

lneas

Objetivos

2.1 Definiciones

2.2 Medicin de la orientacin de un plano

2.3Representacin grfica de las mediciones

2.4 Determinacin del buzamiento aparente

. - -

27

7

7

9

32

33


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x

2.5Problemas con buzamientos aparentes 34

2.5.1 Diagramas de alineacin (nomogramas) 34

2.5.2 Diagramas polares 35

2.5.3 Mtodo trigonomtrico 37

2.5.4 Mtodo de la geometra descriptiva 38

2.5.5 Mtodo de la proyeccin estereogrfica 40

2.6Ejercicios 40

3. Patrones de afloramiento de capas homoclinales 41

Objetivos 41

3.1Definiciones 41

3.2Espesor y anchura de afloramiento 42

3.3Profundidad de capa 43

, 3.4Determinacin de la orientacin

de capas homodinales 44

3.5Determinacin de la orientacin de capa,

dados tres puntos de la misma capa 47

3.6Determinacin de la orientacin de capa en mapas 49

3.7Determinacin del patrn de afloramiento de capas

homodinales 52

3.8 Ejercicios 54

4. Descripcin

y

clasificacin de pliegues 59

Objetivos 59

4.1 Terminologa 59

4.2Clasificacinde pliegues 63

4.2.1 Intensidad del plegamiento 63

4.2.2 Forma en seccin transversal 64

4.2.3 Posicin del plano axial y lnea de charnela 65

4.3Patrn de afloramiento de pliegues 66

4.3.1 Patrones de afloramiento de pliegues horizontales 67

4.3.2 Patrones de afloramiento de pliegues buzantes 68

4.4Construccin de seccionesestructurales

en rocas plegadas 70


6/180

4.4.1 Mtodo mano alzada

4.4.2 Mtodo del arco

4.4.3 Mtodo del arco combinado con el mtodo

mano alzada

4.4.4 Mtodo de la seccin balanceada

4.5 Edad del plegamiento

4.6Patrones de plegamiento

4.7 Smbolos ca~togrficos de pliegues

4.8 Ejercicios

5 Descripcin

y

clasificacin de fallas

Objetivos

5.1 Definiciones

5.2 Determinacin de la separacin i

5.3

Clasificacin dinmica de fallas

5.4 Clasificacin geomtrica de fallas

5.5 Patrones de fallas

5.6

Interpretacin del desplazamiento

5.6.1

Fallas en capas homoclinales

5.6.2

Fallas en capas plegadas

5.7 Edad del fallamiento

5.8

Sistemas de fallas

5.8.1

Fallas normales

5.8.2

Fallas de cabalgamiento

5.8.3

Fallas de transformacin

5.9

Factores que influyen en la deformacin de lasrocas

5.9.1

Efecto de la presin de confinamiento

5.9.2

Efecto de la temperatura

5.9.3

Efecto de la presencia de fluidos

5.9.4 Efecto del tiempo geolgico

5.10

Smbolos cartogrficos de fallas

5.11

Ejercicios

xi

71

72

73

73

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77

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8

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81

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100

100

100

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102


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xii

6 Discordancias estratigrficas

Objetivos

6.1 Introduccin

6.2 Terminologa

6.3Patrones de afloramientos de discordancias

6.4 Interpretacin y datacin de discordancias

6:5 Ejercicios

7 Proyeccin estereogrfica

Objetivos

7.1 Introduccin

7.2 Proyeccin de planos

7.3Proyeccin de lneas

7.4Representacin de un plano mediante su polo

7.5Determinacin de la lnea de interseccin

de dos planos

7.6 Determinacin del ngulo entre dos lneas

7.7 Determinacin del buzamiento real conociendo

el rumbo del plano y un buzamiento aparente

7.8 Determinacin del rumbo y del buzamiento real

conociendo dos buzamientos aparentes

7.9Determinacin de la orientacin de capas sometidas

a doble basculamiento

7.10 Ejemplos

7.11 Ejercicios

8 Interpretacion fotogeolgica

Objetivos

8.1 Introduccin

8.2 Definiciones

8.3Ventajas del uso de fotografas areas

8.4 Informacin geolgica a partir de fotos areas

8.4.1 Informacin estructural

8.4.2 Informacin litolgica

8.5 Criterios para reconocer fallas

111

111

112

112

114

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119

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137

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~

( 140

141

144

144


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9. Introduccin al mapeo del sub suelo

Objetivos

9.1 Introduccin

9.2 Terminologa

9.3Mapas estructurales de contornos

9.4Mapas is?cronos

9.5Mapas estructurales en reas falladas

9.6Mapas iscoros e ispacos

9.7Normas de trazado de lneas de contorno

9.8Mtodos de trazado de contornos

9.8.1 Mtodo mecnico

9.8.2 Mtodo paralelo

9.8.3 Mtodo de equiespaciado

9.8.4 Mtodo interpretativo

9.9Trazado de mapas de contornos por computador

9.10Elaboracin de mapas de contorno a partir

de informacin de lneas ssmicas

9.11 Ejercicios

Anexo A. Red equiareal de Lambert - Schmidt

Anexo B.Diagrama polar tangente

Anexo C. Diagrama de alineacin

Anexo D. Equivalencia ingls - espaol de algunos

trminos tcnicos utilizados en este manual

Referencias bibliogrficas

xiii

147

147

147

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153

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183

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187


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Introduccin

E

l presente manual esta dirigido a estudiantes de ingeniera y de

geologa y fue concebido como una gua de las prcticas de

laboratorio para un curso bsico de GeologaEstructural, con nfasis

en la interpretacin y elaboracin de mapas geolgicos.

Estemanual es resultado demi experiencia docente de varios aos

en la escuela de Ingeniera de Petrleos de la Universidad

Surcolombiana, evaluando ayudas metodolgicas en la enseanza

de la Geologa Estructural, tanto en las clases como en las prcticas

de campo. Desde el punto de vista metodolgico, el curso fue

diseado para aprender haciendo y para ser desarrollado de

manera autnoma por el estudiante o con muy poca asistencia del

profesor; con este fin, ha sido ilustrado con figuras sencillas y

didcticas y complementado conejemplos desarrollados paso apaso

y con ejercicios de aplicacin.

Elcontenido esta dividido en 9unidades temticas, que demanera

progresiva permiten al lector avanzar en la interpretacin y

elaboracin de mapas geolgicos, que es el objetivo fundamental

del manual. Sin embargo, el orden de las unidades puede ser

cambiado para adaptarse mejor a las preferencias del instructor; por

ejeni.plo,el mtodo de la proyeccin estereogrfica puede ser visto

~


10/180

inmediatamente despus de la unidad 2. Algunos temas muy

importantes de la Geologa Estructural, como los mecanismos de

plegamiento y los estilos estructurales, no se incluyeron a pesar de

su importancia, por considerar que escapan al objetivo del manual

y por limitacin en la extensin del curso.

Launidad 9esuna introduccin a losmtodos de trazado demapas

estructurales del subsuelo, los cuales deben ser elaborados

correctamente y con precisin, siguiendo fielmente el estilo

estructural del rea mapeada, porque de su validez depende en

gran medida el xito o fracaso de importantes inversiones

econmicasinherentes a la perforacin deprospectos deyacimientos

de hidrocarburos.

La unidad 7, introduccin a la fotointerpretacin, fue incluida en

elcontenido deestecurso deGeologaEstructural, para fundamentar

unas 15 horas de trabajo asistido en el laboratorio, realizando la

fotointerpretacin de un rea de fcil accesoy buena exposicin en

el Valle Superior del Magdalena, cuya interpretacin es verificada,

al trmino del curso, durante una corta prctica de campo de 4 das

de duracin. Los resultados obtenidos en estas prcticas me han

convencido de que las fotografas areas son la herramienta ms

eficaz para desarrollar en los estudiantes la visin tridimensional

de las estructuras geolgicas de superficie y del subsuelo somero y

para elaborar mapas y perfiles geolgicos.

Confo que este manual sea una gua eficaz para los principiantes

y que despierte en ellos el entusiasmo por el conocimiento de la

Geologa Estructural. -

Agradezco a laUniversidad Surcolombiana y a los estudiantes de

los cursos de geologa estructural, en especial a los estudiantes

Rogelio Andrs Escobar Cardona y Juan Miguel Navarrete Bonilla

por el apoyo prestado, sin el cual no hubiese sido posible la edicin

de estas notas de clase.

Jo rg e A rtu ro C am a rg o P ue rto


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Mapas geolgicos

Objetivos

Manejar e interpretar mapas topogrficos y geolgicos.

Introduccin a la cartografa

Cartografa es la tcnica utilizada para representar sobre un mapa,

los rasgos culturales y geogrficos de la superficie esfrica de la

Tierra. Si el mapa tuviera forma esfrica, esta representacin sera

fcil de construir, pero si este se representa sobre una superficie

plana surgen distorsiones en ngulos y distancias, excepto cuando

serepresentan areasmuy pequeas, porque en estecasolacurvatura

terrestre es despreciable. Para representar grandes porciones es

necesario transformar la superficie esfrica de la Tierra en una

superficie plana, mediante un sistema de proyeccin. Lamagnitud

y tipo de distorsin depende del sistema de proyeccin utilizado

(Proyeccin Mercator, Proyeccin Policnica, Proyeccin Lambert

etc.). Por ejemplo, en el sistema propuesto por Gerardus Mercator

en 1569,que es uno de los ms conocidos, los mapas obtenidos son

exactos para la regin ecuatorial pero tienen grandes distorsiones

para las regiones polares.


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18/Jorge rturo amargo Puerto

2 Coordenadas geogrficas

La superficie de la Tierra est dividida por lneas imaginarias de

latitud llamadas paralelos, porque van paralelas al Ecuador

y

por

lneas de longitud denominadas meridianos, que son semicrculos

que convergen hacia los polos

y

que cortan al Ecuador en ngulo

recto. La posicin de cualquier punto sobre la superficie. terrestre

puede definirse con precisin por medio de esta red imaginaria de

lneas de latitud y longitud, denominada red de coordenadas

geogrficas, que es la base sobre la cual se elaboran los mapas de la

superficie terrestre.

La latitud es la distancia angular entre un punto cualquiera de la

superficie terrestre y la lnea ecuatorial, a lacual corresponde latitud

0;la latitud se mide hacia el norte del Ecuador hasta 90

0

N

y

hacia

el sur hasta 905.

La longitud es la distancia angular entre un punto cualquiera

y

el

meridiano de referencia que pasa por Greenwich, al cual corresponde

longitud O.Por acuer~o internacional, la longitud se mide hacia el

este del meridiano de referencia hasta 180

0

Ey hacia el oeste hasta

180

W. (Figura 1.1).

Longitud

20 W L on gitu d

Figura

1.1 Sistema de coordenadas geogrficas: la latitud se mide hacia el

norte y hada el sur del Ecuador; la longitud se mide hada el este y hada

el oeste del meridiano de Greenwich. (Tomado de Judson et all, 1996).


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Manual

de

Geologa Estructural /

3 Coordenadas planas o de Gauss

Las coordenadas planas o de Gauss consisten de una cuadrcula

conformada por lneas verticales o longitudinales (Y) y por lneas

horizontales o latitudinales X). La unidad de medida de estas

coordenadas es el sistema mtrico decimal, a diferencia del sistema .

sexagesimal utilizado en las coordenadas geogrficas.

En Colombia El Instituto Geogrfico Agustn Codazzi, que es la

entidad oficial encargada de la elaboracin de la cartografa nacional,

escogi como punto de origen del sistema de coordenadas planas la

pilastra del Observatorio Astronmico Nacional en Santaf de Bogot,

localizado a 4 35 56 57 de latitud norte y a 74 04 51 30 de longitud

e

al oeste de Greenwich y le asign los siguientes valores:

X = 1000.000

m (Norte); Y

=

1000.000 m (Este), con el fin de que cualquier punto

dentro del territorio nacional tenga coordenadas planas positivas. ~

_I2artirdel origen, el v~Jor de la coordenada X aumentanacia.elnorJ:e

~ehacia el sur, mientras qualacoordenada Yaumenta.h ia

~ disminu .e haci-Me.s.te.

4 Mapas topogrfico s

Los mapas topogrficos o mapas base representan con exactitud la

topografa del terreno, mediante curvas de nivel que unen puntos

de igual elevacin con respecto al nivel del mar; adems del relieve

muestran mediante smbolos o convenciones, rasgos geogrficos

como ros, lagos, montes y playas y rasgos culturales como cultivos,

carreteras, lneas frreas, fronteras estatales, zonas urbanas,

aeropuertos, etc. La cantidad de detalle en la informacin mostrada

en los mapas depende de su escala.

El intervalo entre las curvas de nivel es funcin de la escala del

mapa, de las variaciones altimtricas del relieve y de la cantidad de

informacin topogrfica disponible. En reas con relieve suave se


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2


utilizan intervalos pequeos entre curvas de nivel, mientras que en

terreno montaoso se_usan intervalos grandes. Para facilitar la

interpretacin de losmapas, cada cierto nmero de curvas de nivel,

se dibuja una curva con trazo ms grueso y se le escribe la cifra

correspondiente a su elevacin.

La informacin ms importante a interpretar. en los mapas

topogrficos es laforma tridimensional del relieve: cuando las curvas

de nivel aparecen bastante espaciadas, significa que el terreno

representado es de pendiente suave y por el contrario, cuando

aparecen muy prximas unas de otras, significa que el terreno es

muy empinado.

5 Escala

En sentido prctico, un mapa es una representacin reducida del

terreno y laescalaen laque sedibuja un mapa, representa la relacin

entre la distancia de dos puntos en el terreno y la distancia de los

puntos que se corresponden con ellos en el mapa. La escala puede

ser expresada de manera numrica o grfica.

1 5 1 E sca la num ric a

La escala numrica expresa mediante una proporcin matemtica

adimensional que indica el nmero de veces que ha sido reducido

el terreno para ser representado en elmapa; por ejemplo, una escala

de 1:100

1/100 significa que una unidad de distancia medida en el

mapa representa 100unidades dedistancia en elterreno (encualquier

unidad de longitud). Se puede concluir que al aumentar el

denominador de la relacin, la escala disminuye y por lo tanto el

tamao de lasuperficie representada enelmapa tambin disminuye.

En Colombia, el Instituto. Geogrfico Agustn Codazzi (IGAC)

elabora mapas topogrficos con curvas de nivel a escalas 1:5.000,


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M a n u a l

de

G e olo g a E str uc tu ra l

21

1:10.000, 1:25.000, 1:50.000; 1:100.000 1:200.000, 1:250.000, a partir

de fotografas areas. En los pases de habla inglesa, adems de estas

escalas,son comunes losmapas aescala1:24.000 y 1:62.500; losmapas

a escala 1:500.000 y 1:1 000.000, que cubren extensas regiones o todo

un pas, se elaboran sin curvas de nivel.

1 5 2 E sca la grfica

En la mayora de los mapas, adems de la escala numrica, se

incluye una escalagrficaconel finvisualizar rpidamente el tamao

de los rasgos representados en el mapa. La escala grfica consiste

de una barra dividida en segmentos; hacia la derecha del cero, la

barra muestra unidades enteras de medida (generalmente en km),

denominada escala primaria y hacia la izquierda del cero,la barra

est dividida en dcimas de la unidad de medida y se llama escala

de extensin.

6 Smbolos

y

convenciones

Los smbolos cartogrficos, las convenciones y abreviaturas

utilizados en los mapas topogrficos para representar los rasgos

fisiogrficos y culturales del terreno, se explican en la leyenda del

mapa, que generalmente va incluida en la parte inferior junto a la

escala.

7 Elaboracin de mapas

topogrfico s

La mayora de mapas topogrfico s son elaborados mediante

tcnicasfotogramtricas, esdecir, apartir demediciones hechas sobre

fotografas areas verticales, complementadas con mediciones de

control altimtrico realizadas en el terreno, con el fin de corregir

ciertas distorsiones consustanciales a la proyeccin cnica propia

de las fotos areas. Losmapas que cubren reas pequeas, omapas

de escala grande, son elaborados por mediciones realizadas


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22

Jorge

rturo

amargo Puerto

directamente en campo, mediante mtodos topogrficos

convencionales, con la ayuda de teodolitos y niveles de precisin.

Las tcnicas fotogramtricas tambin son usadas para obtener

ortofotografas, o imgenes formadas a partir de fotos areas

rectificadas, libres de distorsin, con caractersticas geomtricas

iguales a las de losmapas, es decir, que sobre ellas s pueden medir

con precisin ngulos, distancias y reas; debido a que poseen ms

informacin que los mapas, son muy utilizadas principalmente en

estudios catastrales.ElInstituto GeogrficoAgustnCodazzi ofrece

en venta ortofotografas de las zonas urbanas de las principales

ciudades del pas en diferentes escalas, desde 1:10.000a 1:25.000.

En la actualidad las correcciones de las fotos areas y de las

imgenes de satlite, se eliminan utilizando sofisticados programas

informticos, al tiempo que los mapas se dibujan con tcnicas

automticas de trazado, a partir de informacin sistematizada en

bases de datos, llamadas sistemas de informacin geogrfica (SIG).

8 Elaboracin de mapas geolgicos

Elprimer paso en laelaboracin delmapa geolgicode~a regin,

consiste en delimitar el rea de inters y en recopilar toda la

informacin geolgica disponible, incluyendo artculos y mapas

publicados por empresas estatales y privadas, ms informacin

indita contenida en bases de datos.

El siguiente paso consiste en la seleccinde las fotografas areas

ms recientes, que cubran el rea de inters y en la consecucin del

mapa topogrfico base a laescalams adecuada, teniendo en cuenta

los objetivos del estudio planteado.

La interpretacin geolgica de las fotografas areas y de otras

imgenes de la superficie terrestre, obtenidas mediante la tcnica


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Manual

de

Geologa Estructural / 23

de teledeteccin, como son las imgenes de satlite y las imgenes

de radar, se ha convertido en las ltimas dcadas en una poderosa

herramienta que facilita la elaboracin de mapas geolgicos,

disminuyendo considerablemente el tiempo y los costos de los

trabajos de campo, los cuales se restringen solamente a verificar en

el terreno la interpretacin fotogeolgica realizada en el laboratorio

y a complementar la informacin obtenida en las fotos, con las

caractersticas litolgicas y sedimentolgicas de las unidades de roca

mapeadas.

En los trabajos de campo, las fotos areas son de gran ayuda en la

eleccinde las rutas a seguir y sitios claves avisitar y adems facilitan

localizar con mucha precisin directamente sobre las fotos, las

estaciones de observacin realizadas en campo. Enausencia de fotos,

las estaciones de campo se localizan sobre los mapas topogrficos,

con la ayuda de equipos de bolsillo de posicionamiento global por

satlite (GPS) que dan coordenadas planas con error menor a 15

metros, que a escala 1:25.000,representa un error despreciable en

localizacin, equivalente ms o menos al grosor de un trazo.

Losmapas geolgicos se elaboran sobre un mapa topogrfico y en

ellos se muestra mediante smbolos y convenciones, entre otra, la

siguiente informacin: localizacin del rea mediante Unacuadrcula

de coordenadas, escala numrica y grfica, diferencia angular entre

el norte geogrfico y el norte magntico (declinacin magntica),

contactos entre las diferentes unidades de roca o formaciones que

afloran en el rea, rumbo y buzamiento de capas, forma y tipo de

pliegues y fallas, ocurrencias minerales, discordancias, localizacin

y origen de acumulaciones de sedimentos recientes. Para facilitar

su lectura, todos los mapas geolgicos se dibujan con tramas

distintivas para las diferentes litologas o se colorean con tonos

internacionalmente convenidos para las diferentes edades de las

rocas. (Figura 1.2).


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24 /

Jorge rturo amargoPuerto

Smbolos Estructurales

Convenciones Litolgicas

2 ~

;..v- Rumbo y buzamiento de estratificacin

Rocas Sedimentarias Rocas Igneas

E B Capas horizontales

l T I I T I T m I

A re n isea

l l ll

Granito

Eje sinclinal

~ Conglomerado

H~~odolita

Ealiza

~ Dolomita

hale

~

L:2:J

Riolita

Y

Capas verticales

~ Contacto geolgico observado

Andesita

~ Eje anticlinal

Rocas Metamrficas

Falla normal indicando el buzamiento

del plano de falla

Esquisto

Gneiss

Falla de rumbo indicando la dreccln

del desplazamiento

~ Falla de cabalgamiento

igura

1.2 Algunos Smbolos y convenciones utilizados en la elaboracin de

mapas geolgicbs.

Los mapas geolgicos van acompaados de una columna

estratigrfica generalizada, que incluye el nombre, la edad y tipo de

roca de cada unidad y de una leyenda, que incluye los smbolos y

convenciones geolgicas utilizadas en el mapa.

Adems de la columna, estos mapas van acompaados de uno o

varios perfiles geolgicos, construidos a lamisma escala del mapa y

orientados en direccin perpendicular al rumbo general de las capas,

con el fin de ilustrar la estructura del subsuelo y facilitar la

comprensin de la historia evolutiva de una regin. Los perfiles

geolgicos reflejan de manera objetiva y realstica el subsuelo, en la

medida que la informacin de la geologa de superficie haya sido

complementada con informacin obtenida durante la perforacin


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M a n u a l de G e o lo g a E str u ctu ra l

25

de pozos profundos y / o con la informacin de lneas ssmicas

disparadas en el rea, de lo contrario, la estructura geolgica

presentada en los perfiles, no es otra cosa que una interpretacin

subjetiva y aproximada de la e~ura real del subsuelo.

En algunas regiones, los afloramientos de roca son continuos y los

contactos entre unidades estn bien expuestos y por tanto su posicin

y continuidad puede ser mapeada con precisin en corto tiempo, .

con la ayuda de fotos areas. Las figuras 1.3a y 1.3b muestran un

excelente ejemplo de correspondencia de la informacin que ofrece

la foto area vertical y el mapa Jopogrfrco. La figura l.3c es un

mapageolgico ieneralizado, obtenido a partir de la fotografa area

vertical de la figura 1.3a. En contraste al caso anterior, existen

regiones cubiertas por sedimentos recientes o por suelos con espesa

cobertura vegetal, donde los afloramientos de roca son discontinuos

y dispersos, y por consiguiente, la posicin de los contactos en los

mapas resulta aproximada y la interpretacin de la estructura

geolgica se hace difcil y requiere de mucha experiencia y de

paciente y prolongado trabajo de campo.

Los mapas geolgicos se elaboran en las mismas escalas que los

mapas topogrficos; las escalas 1:50.000 y 1:25.000 son las ms

utilizadas en la exploracin de yacimientos de hidrocarburos y de

agua subterrnea y los mapas de escalas mayores son utilizados en

prospeccin minera, estudios ambientales y en diseo de obras de

ingeniera civil. Los mapas geolgicos son la base para la preparacin

de varios tipos de mapas temticos como: mapas de sedimentos

cuaternarios, mapas de roca, mapas hidrogeolgicos, mapas

geomorfolgicos, mapas de amenazas naturales, mapas de procesos

geodinmcos. mapas de uso del suelo, etc., requeridos por

ingenieros civiles, planificadores, arquitectos y ambientalistas.

t


20/180

Leyenda

[

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~ ~ Kmbq Sha le l u eGate

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Fm M o rr i s o n

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Fm S u m m e rv il l e

e

re n isc a E n tr ada

igura 1.3 (a) Fotografa area vertical de un rea en Utah (E.E.U.U.) (b) Mapa topogrfico obtenido de la fotografa area

anterior. (e) Mapa geolgico esquemtico interpretado de la fotografa area anterior. (Tomado de Spencer,

2000).

N

\

- - - -

2 l

~

~

2 -

: 3

Q

e a

o

~

~

6 -


21/180

2

Orientacin de planos y lneas

Objetivos

Orientar planos y lneas inclinados.

Solucionar problemas con buzamientos aparentes.

Los planos y las lneas son elementQ~~~mtricQs.~qllepermiten

describir la orientacin de los lanos de estratificacin y de los e~s

de las estructuras geolgicas.

2 Definiciones

O rientacin de un plano:

trmino general que describe la posicin

de un plano en el espacio; un plano queda definido mediante dos

ngulo~umbo y la inclinacin del plano. '

Rumbo:

ngulo horizontal, medido entre una lnea y la direccin

norte-sur de un sistema decoordenadas geogrficas; este ngulo

adquiere valores entre 0y 90.

Inclinacin:

ngulo vertical medido entrela horizontal y un plano

inclinado; este ngulo se mide hada abajo y varia entre 0y 90.

;

o


22/180

28 Jorge Arturo Camargo Puerto

. Acimut: ngulo horizontal entre una lnea y la direccin norte de

un sistema de coordenadas geogrficas, barrido en direccin de las

manecillas del reloj; este ngulo toma valores entre 0y 360.

D

fl~

d

di 'd I hori 1 loui

reccion e capa:

ireccion e una mea onzonta cua qUIera

contenida en un plano inclinado; la direccin de esta lnea

generalmente se expresa mediante su rumbo, en cuyo caso se habla

de rumbo de capa. (Figura 2.1).

Buzamiento real: ngulo d~.inclinacin de la lnea de mxima

pendiente de un plano inclinado; se mide perpendicularmente a la

direccin de capa.ff'igura 2.1).

Buzam iento Aparente: ngulo de inclinacin de .un plano, medido

en una direccin no perpendicular a la direccin de capa; el

buzamiento aparente sieinpre es menor que el real. (Figura 2.2).

D ireccin de buzamiento: direccinde la lnea de mxima pendiente de

un plano inclinado; se expresa mediante el ngulo horizontaLbarrido

entreladireccinnorte-sur deun sistemadecoordenadasy laproyeccin,

alplano horizontal, de la lnea de mxima pendiente. (Figura2.1).

Orien ta cin de una ln ea : laorientacin deuna lneaen elespacioqueda

totalmentedefinidacondos ngulos: ladireccinde lneay lainmersin.

Direccin

e buzamiento

Figura 2.1.ngulo de buzamiento

real

Figura

2.2 ngulo de buzamiento

aparente


23/180

Manual

de

Geo log a Es truc tu ra l /

29

lfcY d

D ireccin de lnea:

es la direccin en que profundiza una lnea no

horizontal; se expresa mediante el ngulo.horizontal barrido entre

la direccin norte-sur de un sistema de coordenadas y la proyeccin

---~horizontal de la lnea inclinada. (Figura 2.3).

1>lv

r

q , e

Inmersin:

ngulo vertical, medido entre la horizontal y una lnea

inclinada, en una seccin vertical que contiene a la lnea inclinada;

se mide de la horizontal hacia abajo y vara de 0 a 90. (Figura 2.3).

Inme rsi n apa ren te:

ngulo de inmersin medido en una seccin

vertical pero no paralela a la direccin de lnea; este ngulo siempre

es mayor que el ngulo de inmersin real. El valor mximo posible

de 90 seobtiene en seccionesperpendiculares a la direccin de lnea.

(Figura 2.3).

ri

ch ,

l 2 c t k c .

Cabeceo:

ngulo barrido a lo largo de un plano inclinado entre una

lnea cualquiera contenida en el plano inclinado y una lnea

horizontal del mismo plano; vara de

0

a

90,

(Figura 2.4).

Direccin

de lnea

Figura

2.3 Direccin e inmersin de

una lnea

Figura

2.4 ngulo de cabeceo de una

lnea

2 2 Medicin de la orientacin de un plano

La medicin de planos estruc urales, como son los planos de

estratificacin y los planos de fallas y de diaclasas, se realiza


24/180

3 Jorge Anuro Camargo Puerto

directamente en los afloramientos de roca, midiendo la direccin de

capa y el buzamiento con la ayuda de una brjula tipo Brunton.

(Figura 2.5).

Espejo

Nivel

ojo de pollo

I

Pin de

amortiguacin

Figura

2.5 Esquema de una brjula tipo Brunton mostrando sus principales partes.

La direccin de capa se mide colocando el borde de la caja de la

brjula abierta en contacto con el plano inclinado y una yez nivelada

la brjula con el nivel ojo de pollo, que indica cuando la brjula

est en posicin horizontal, se toma la lectura sobre el crculo

graduado en la direccin en que apunta el extremo norte de la aguja

imantada. (Figura 2.6).

Figura 2.6 Medicin de la direccin de capa con una brjula tipo Brunton.


25/180

Manual de Geologa Es truc tu ra l /31

El buzamiento se mide colocando la brjula de costado, orientada

perpendicularmente a la direccin de capa previamente establecida

y leyendo la inclinacin del buzamiento en el clinmetro de la

brjula.

En algunas brjulas el crculo viene graduado en 360en elsentido

de las manecillas del reloj (sistema acimutal), en tanto que en otras,

viene graduado en cuatro cuadrantes de 90 (sistema de rumbo),

como se ilustra en la figura 2.7.

w

E

w

E

N N

a) (b)

Figura

2.7 Sistemas de graduacin del crculo de la brjula: (a) acimutal, (b) de

cuadrantes. I

La orientacin de un plano puede ser expresada de tres formas

diferentes pero equivalentes; por ejemplo, una capa que buza hacia

el suroeste con 40(Figura 2.7) se puede expresar as:

Midiendo el acimut de la direccin del buzamiento: 225/40.

Midiendo el rumbo de la direccin de capa: N45W/40

0

SW .

.S45E/40

0

SW.

Midiendo el acimut del rumbo de la capa: 315/40 SW 135/

40

0

SW.


26/180

32Jorge Arturo Camargo Puerto

Se recomienda utilizar la notacin que ms convenga de acuerdo

con el sistema de graduacin de la brjula utilizada y se acostumbra

escribir primero la direccin de acimut o la direccin del rumbo y

luego el ngulo de buzamiento. Si se trata de expresar la direccin

de una lnea inclinada, por ejemplo, hacia el oeste con 45 de

inclinacin, se describe primero su direccin y despus su ngulo

de inmersin aS:

Midiendo el acimut de la direccin de la lnea: 270/45.

Midiendo el rumbo de la direccin de la lnea: N900W/45.

2.3 Representacin grfica de las mediciones

Las mediciones de direccin de capa y de buzamiento de los

diferentes planos estructurales medidos en el terreno, se representan

en los mapas geolgicos mediante un smbolo cartogrfico que

consiste de tres elementos:

L nea de direccin de capa: segmento de lnea recta que se traza en

los mapas en el punto ~n que se realiz la medicin, orientado con

la ayuda del transportador en direccin paralela a la direccin de

capa.

Indicador de la direccin de buzamiento: segmento de lnea ubicado

en el punto medio, a uno de los lados de la lnea de direccin de

capa, que indica la direccin del buzamiento.

Cifra: valor numrico del buzamiento que se escribe junto al

indicador.

En la figura 2.8seilustran los smbolos cartogrficos que conmayor

frecuencia se'utilizan en los mapas geolgicos.


27/180

Manual de Geolo ga E stru ctu ra l / 33

-, L

Rumbo

y

buzam iento de

~

Rumbo y buzam iento de

estratificacin capa invertida

-+-

Rumbo

y

buzam iento de

E B

C ap a h oriz on ta l

c ap a v ertic al

-

Rumbo

y

buzam iento de

+

L n ea v ertic al

diaclasa

+

D ia cla sa h oriz on ta l

~

L n ea horiz on ta l

-

ia cla sa v ertica l

~40

D ireccin e inm ersin

de lnea

~

Inm ersin de lnea com binada

~

Cabeceo de lnea en el

30 20

c on o rie nta ci n d e e stra tifica ci n

45 20

p la no d e e stra tific ac i n

Figura

2.8 Smbolos cartogrficos para representar planos

y

lneas.

2.4 Determinacin del buzamiento aparente

En la construccin de la seccin estructural A-A' de la figura 2.9,

orientada en direccin no perpendicular al rumbo de las capas, el

buzamiento real de 50que aparece en el mapa, se convierte en un

buzamiento aparente de 40en la seccin.

SECCiN ESTRUCTURAL

Figura 2.9 Determinacin del buzamiento aparente.


28/180

34/


En la determinacin de buzamientos aparentes a partir de

buzamiento s reales o viceversa se utilizan diferentes mtodos que

se explican a continuacin:

2 5 Problemas con buzamientos aparentes

Existen muchas situaciones en las cuales no es posible medir el

buzamiento real de una capa, es decir, el buzamiento medido en un

plano vertical perpendicular a la direccin del rumbo de la capa; sin

embargo, en estos casos siempre es posible medir un buzamiento

aparente y la orientacin del plano vertical sobre el cual se mide el

buzamiento aparente.

Los problemas de buzamientos consisten en determinar el

buzamiento real a partir de uno o dos buzamientos aparentes o

viceversa. El rumbo y el buzamiento real de un plano pueden ser

determinados conociendo: la orientacin de dos buzamiento s

aparentes o el rumbo del plano y la orientacin de un buzamiento

aparente.

Enla solucin deproblemas conbuzamientos aparentes seutilizan

varios mtodos:

Diagramas de alineacin.

Diagramas polares.

Mtodo trigonomtrico.

Mtodo de la geometra descriptiva.

Mtodo de la proyeccin estereogrfica.

2.5.1 D iagramas de a lineacin nomogramas

Los diagramas de alineacin involucran grficamente 3 variables

que guardan entre s una relacin matemtica sencilla: relacionan el

buzamiento real (S),el buzamiento aparente

a)

y el ngulo entre la


29/180

Manual de Geologa Estructural / 35

direccin de capa y la direccin del buzamiento aparente (B).Si se

conocen dos de las tres variables, la tercera es determinada uniendo

con una lnea recta los dos valores de las dos variables conocidas.

(Figura 2.10).

Ejemplo 2

-

Determinar el buzamiento real de una capa delgada de carbn,

conociendo que en una pared vertical con direccin N45Epresenta

un buzamiento aparente de 28SEy adems, que la capa de carbn

tiene rumbo N80E.

En este caso, el ngulo entre el rumbo de la capa

y

la direccin de la

seccin vertical sobre la cual semidi elbuzamiento aparente a = 28,

es igual a ~ = 35.Graficando estos dos valores y unindolos con una

lnea recta se determina en el nomograma, que el buzamiento real

buscado es de 43SE.(Figura 2.10).

Ejemplo 2 2

Un plano de falla tiene direccin (rumbo) N800Ey buza con 50

0

SE.

Determinar el buzamiento aparente que presentara dicha falla en

una direccin vertical orientada S65E.

Lo anterior significa que el ngulo entre la direccin de la fall~y la/~---

seccin vertical (~) es de 35.Usando el diagrama se determina qe .

el buzamiento aparente buscado es de 35SE.

2.5 .2 D iagramas polares

Este mtodo consiste de un grfico de coordenadas polares, en el

cual se dibujan como vectores las direcciones de los buzamientos

aparentes, que irradian del centro del grficoy su longitud representa'

el valor del ngulo de buzamiento. Para determinar el buzamiento


30/180

36/


real se trazan lneas tangentes a los buzamiento s aparentes, que no

son otra cosa que vectores que obedecen a la ley del coseno sobre

adicin de vectores. Estemtodo permite visualizar la relacin entre

buzamiento real y aparente, sin embargo, este mtodo no es

recomendable cuando los ngulos debuzamiento sonmuy pequeos,

menores a 20

0

(Figura 2.11).

BUZAMIENTO

RE A ,L 15)

8

BUZAMIENTO

APARENTE (o)

89

85'

N GULO E N TRE E L RUMBO

Y E L BUZAM IE N TO APARE NTE /3)

: O

. 50

40

30

80 D

7 0

7fP

20

lO

3fP

Figura 2.10 Diagrama de alineacin.


31/180

Manual de Geolog a Es truc tu ra l

/37

Ejemplo 2 3

De un plano inclinado se conoce el acimut de dos buzamiento s

aparentes: 320/55y 50/55. Determinar el buzamiento real. En el

diagrama polar se halla un buzamiento real de 5/63, que es el

vector resultante V, de la suma de los buzamientos aparentes Val y

Va

2

(Figura 2.11).

Figura 2.11 .Diagrama polar con la solucin del ejemplo 2.3.

2 .5 .3 M todo tr gonomtrc o

L a relacin trigonomtrica entre el buzamiento real (8), el

buzamiento aparente a) y el ngulo (~)entre la direccin de capa y

direccin del buzamiento aparente es la siguiente:

tan a = tan 8. sin ~ (2.1)

Si se conocen dos de las tres variables, se puede calcular la tercera

fcilmente.


32/180

38/ Jorge Arturo eamarga Puerto

Ejemplo 2 4

Resolver el problema del ejemplo2.1 por elmtodo trigonomtrico.

a

= 28SEen direccin N800E

~ = 35

o = ?

Utilizando la ecuacin (2.1) tan a

=

tan O.sin ~ (1)

s:

tan 28

tan u=---

sin 35

Ejemplo 2 5

. Resolver elproblema del ejemplo 2.2por elmtodo trigonomtrico.

~ = 35

O

=

50

0

SE

a =

?

Utilizando la ecuacin (2.1) tan a

=

tan o . sin ~

tan

a

= tan 50 . sin 35

a = 35SE

2.5 .4 M todo de la geometra descriptiva

Este mtodo es ms complejo que los dos anteriores pero es muy

til para desarrollar la habilidad de visualizar planos y lneas en

tres dimensiones. Este mtodo se ilustra con el siguiente ejemplo:

Ejemplo 2 6

De un plano de falla se conocen dos buzamientos aparentes al =

20Y

a

2

= 25,medidos en dos paredes verticales en las direcciones

N45E y S41E respectivamente. Determinar el rumbo y el

buzamiento real del plano de falla. (Figura 2.12).


33/180

Manual

de

Geo lo ga E stru ctu ra l / 39

h

____ Lnea de

rumbo N9

2

E

Figura 2.12 Solucin grfica del ejemplo 2.6 por el mtodo de la geometra

descriptiva.

Procedimiento:

1.Dibujar sobre una hoja de papel orientada como mapa, a partir

de un mismo punto, las lneas AB = N4soE y AC= S41E.

2. Construir una vista auxiliar normal a AB y dibujar en ella el

ngulo de buzamiento de 20 al NE; hallar la longitud verdadera

A'B' y la distancia arbitraria d.

3. Dibujar el ngulo de buzamiento de 25 al SE sobre una vista

auxiliar normal a AC, usando la distancia d, previamente

establecida y determinar la posicin de X sobre la lnea AC.

4. Trazar la lnea BXque es la lnea de rumbo de la falla y medir su

rumbo, con laayuda del transportador, conrespecto alnorte del mapa.

5. Construir una vista normal al rumbo BXy usando la distancia

d ya conocida trazar el ngulo de buzamiento del plano de falla.


34/180

4 I Jorge Arturo Camargo Puerto

La direccin del plano de falla obtenida mediante el mtodo

anterior es N9Ey el buzamiento es 30hacia el SE. (Figura 2.12).

2 .5 .5 Mtodo de la proy eccin estereogr fica

Dada la gran importancia que tiene la proyeccin estereogrfica

en la solucin de diferentes clases de problemas en geologa

estructural, estemtodo no seincluye aqu sino que seha considerado

necesario dedicar la unidad 7 a sus aplicaciones.

2 6 Ejercicios

Ejercicio 2

Llenar los espacios en blanco de la siguiente tabla, utilizando el

nomograma de buzamiento.

Tabla

2.1 Clculo de buzamiento s aparentes

y

reales.

Buzamiento real

,o )

Buzamiento aparente a)

ngulo entre el rumbo de

capa y el buzamiento

aparente (~)

45

3 -

45

Q

3

65

)

5

42

M al

= T

5

65

---0:

Ejercicio 2 2

45

85

5

10

_ _ _b I

O

90

C 5 f l J

Resolver el ejercicio 2.1 utilizando el diagrama polar-tangente.

Ejercicio 2 3

Resolver el ejercicio 2.1 utilizando el mtodo trigonomtrico.


35/180

3

Patrones de afloramiento de capas

homoclinales

Objetivos

Determinar sobre mapas la orientacin de capas homoclinales a

partir de su traza.

Determinar la orientacin de capas mediante la solucin del

problema de los 3 puntos.

Predecir el patrn de afloramiento de capas homoclinales.

3 Definiciones

Afloramiento:

exposicin en superficie de la litologa y/o de alguna

estructura geolgica.

Capas homoc lina les: capas paralelas cuyo rumbo y buzamiento se

mantiene ms omenos constante en un rea; las capas homoclinales

pueden yacer en posicin horizontal, vertical o inclinada.

Traza:

lnea de interseccin de un plano estructural cualquiera

(plano de estratificacin,' plano de falla, plano axial, etc.) con la

superficie del terreno.


36/180

42


Espesor de capa:

distancia medida en direccin perpendicular entre

el t~ de una capa; el espesor as medido se denomina

espesor estratigrfico o espesor verdadero. Figura 3.1).

Anchura de afloramiento:

distancia horizontal w) medida entre techo

y base de una capa, en direccin perpendicular al rumbo de capa,

Figuras 3.1 y 3.2).

W = EE

EE

=

W.sino

Figura 3.1 Espesor de capa

Figura 3.2 Anchura de afloramiento

3.2 Espesor

y

anchura de afloramiento

El espesor estratigrfico o espesor verdadero de una capa

horizontal, es igual a la diferencia entre las cotas topo grficas del

techo y la base. El espesor de las capas verticales es la distancia

horizontal medida perpendicularmente entre las trazas de la base y

del techo de la capa. Figura 3.1).

El espesor y la anchura de afloramiento de las capas inclinadas se

determinan grficamente construyendo, a la misma escala del mapa, una

seccinestructural perpendicular al rumbo de las capas, con elbuzamiento

ms representativo, en la cual se proyecta el techo y la base de la capa.

Si se conoce el buzamiento 3) y la anchura de aforamiento w) de

una capa que aflora en un terreno horizontal, es fcil calcular su

espesor estratigrfico EE) utilizando la siguiente ecuacin:

EE = W. sin 3 3.1)


37/180


Figura 3.3 Determinacin del espesor verdadero conociendo el buzamiento (o) y

la anchura de afloramiento w) de Una capa inclinada.

3.3 Profundidad de capa

Tambin es posible calcular la profundidad (P) a la cual se

interceptara la capa inclinada en un pozo vertical perforado a una

determinada distancia (x), medida en direccin\perpendicular al

rumbo de la capa: \

P = x. tan 8 (3.2)

El espesor estratigrfico (EE)y el espesor vertical (EV)perforado

en un pozo vertical se relacionan mediante la siguiente ecuacin:

EE

=

EV.cos 8 (3.3)

En terreno inclinado, el espesor verdader~ es funcin tanto

del ngulo de buzamiento como de la pendiente del terreno. En

este caso, es necesario medir la anchura de afloramiento

y

la

diferencia en elevacin (h) entre el tope

y

la base de la capa. En

la figura 3.4 se muestran tres combinaciones de pendiente del

terreno, ngulo de buzamiento

y

direccin del buzamiento de

una capa, con las respectivas ecuaciones para calcular el espesor

estratigrfico o verdadero en cada caso.


38/180

44 /

Jorge Arturo Camargo Pu~

I

Superfic ie del ierreno

EE=h.sen8-w.cos8(3.4)

\ w

h

EE= w .cos8- h .sen8 3.5)

\ w

- - -

Figura 3.4 Determinacin del espesor verdadero en funcin del buzamiento de

la capa y de la pendiente del terreno; en una seccin perpendicular al

rumbo de capa.

3.4 Determinacin de la orientacin de capas homoclinales

El afloramiento de una capa homoclinal, es dec , una capa que

~ee rumbo

y

buzamiento constante~ forma en el terreno dos trazas

que corresponden al te~hoy a labase de la capa; estas trazas resultan

lneas rectas y paralelas, nicamente cuando la superficie del terreno

es plana. (Figura 3.3).

Sin embargo, lo ms frecuente es que la superficie del terreno no

sea totalmente plana, sino que presente valles y filos topogrficos.

En estas condiciones, las trazas de las capas dejan de ser lneas rectas

paralelas, pues en los valles stas sufren desviaciones de su

trayectoria rectilnea dibujando una V, cuya forma y magnitud est

estrechamente relacionada con la orientacin y buzamiento de las

capas y con la topografa del terreno.

En consecuencia, el anlisis conjunto de las desviaciones de las

trazas y de las curvas de nivel de los mapas topogrficos, permite

determinar el rumbo y el buzamiento de capas homoclinales,

mediante la aplicacin de una sencilla regla que se conoce con el

nombre de Regla de la V, la cual se expresa as: el pice de la V

apunta en la direccin del buzamiento de la capa.


39/180

. M anual de G eologa Estructural /

45

b)

(e)

En total existen seis modelos tpicos o patrones de afloramiento,

resultantes de diferentes condiciones de rumbo y buzamiento de las

capas con respecto a la topografa de un valle. Figura 3.5).

(a)

t.. .Q PC l~ h O Y l tO Y \ 4 a l e J

/

d)

(e)

f)

Figura 3.5 Patrones de afloramiento que ilustran diferentes casos de la Regla de

la

v

(a) capa horizontal, (b) capa que buz a ro arriba, (c) capa

vertical, (d) capa que buza ro abajo, (e) capa

y

valle con la misma

'inclinacin,

f)

capa que buza ro abajo con menor ngulo que el

gradiente del valle. (Tomado de Ragan, 1985).


40/180

46Jorge Arturo Camarg Puerto

A continuacin se describen los seis patrones de afloramiento:

1 Capas horizontales:

forman trazas paralelas a las curvas de nivel

topogrfico; en los valles el patrn de afloramiento forma una V,

cuyo vrtice apunta ro arriba. (Figura 3.5a).

2 C apas inclinadas ro arriba:

producen un patrn en el cual las

trazas cortan las curvas de nivel topogrfico y en los valles forman

una V cuyo vrtice apunta ro arriba. (Figura 3.5b).

3 Capas verticale s:

constituyen un patrn de trazas rectas y

paralelas independientemente de la forma del relieve (Figura

3.5c).

4 Capa s in clin ada s ro aba jo: forman un patrn en el cual las trazas

cor an las curvas de nivel topogrfico y en los valles forman una V,

cuyo vrtice apunta hacia ro abajo, cuando el buzamiento de la

capa es mayor que el gradiente del valle. (Figura 3.5d).

5 Capas inclinadas ro abajo con buzamiento igual al gradiente del

valle: producen un patrn de trazas paralelas en ambos taludes del

valle y por lo tanto no se forma la V (Figura 3.5e).

6 Capas inclinadas ro abajo con menor ngulo que el.gradienie del

valle: dan un patrn que corta las curvas de nivel y forma una V

cuyo vrtice anmalamente apunta hacia aguas arriba (Figura 3.5f).

La Regla de la V tambin puede ser aplicada en los filos

topogrficos, pero en este caso, se debe tener en cuenta que el pice

de la v apunta en sentido opuesto a la direccin del buzamiento de

la capas. Adems, es importante mencionar que estos patrones son

tambin aplicables a las trazas de los planos de falla, de los diques y

de los planos de discordancia, a condicin que mantengan rumbo y

buzamiento ms o menos constante en un rea.


41/180

Manual

de

Geolog a Estr uc tu ra l / 47

3.5 Determinacin de la orientacin de capa, dados tres puntos

de la misma capa _

Si en un mapa se conoce la localizacin

y

elevacin de tres puntos

no alineados, contenidos sobre la misma capa inclinada, se puede

determinar el rumbo y buzamiento de dicha capa; el procedimiento

se ilustra en el siguiente ejemplo:

Ejemplo 3.1 7

Los pozos verticales A, B Y C perforaron el tope de una arenisca

petrolfera/

a las cotas

-3500, -4500

Y

-2000

pies por debajo del nivel

del mar respectivamente. Determinar el rumbo

y

buzamiento de la

arenisca y adems la cota a la cual se encontrara es~a si se perfora

un pozo vertical en el sitio X. Figura 3.6).

Procedimiento:

1) Trazar una lnea entre el punto ms alto C y el ms bajo B.

Dividir esta distancia en cinco segmentos iguales para encontrar la

posicin de las elevaciones intermedias -2500, -3000, -35DO,-4000).

2) Trazar la lnea de rumbo con elevacin -3500 pies que une los

puntos AP de igual cota y que representa una lnea de rumbo del

techo de la arenisca. Trazar otras lneas de rumbo paralelas a la

anterior, que pasen por la posicin de las cotas

-2000, -2500, -3000,

-4000

Y

-4500.

La distancia ~S entre dos lneas consecutivas de

rumbo es funcin del buzamiento de la capa.

3) Medir con el transportador el rumbo de la lnea anterior con

respecto al norte del mapa; el rumbo medido es igual a

N45W.

4) Construir la vista de perfil del plano ABC. Trazar la lnea h-h

perpendicularmente a la lnea de rumbo AP; asignar a h-h la

elevacin -3500 pies, igual a la de los puntos A

y

P.

~

z s

:5:

-

o

. . . l

c :: :

U

U

Q

W

-l

1 -

:

Z

O

:;)

C3

q:

-1

a

m

: :t ::

c:

o

tf

iJ}

.: : : :

;...1

;:.-

~

:;,


42/180

48/


(5) Proyectar ortogonalmente los vrtices A, By C a la lnea h-h.

(6) Medir a la escala del mapa 1.000 pies y colocar el vrtice B'

'>

1.000pies por debajo de la lnea h-h; medir 1.500pies y colocar el .

punto C' por encima de la lnea h-h .

. (7) Unir con una lnea los puntos B'A'C', la cual forma con la lnea

h-h un ngulo de 27que es el buzamiento de la arenisca.

Como resultado de la construccin anterior se obtiene que la

arenisca tiene rumbo N45Wy buza con 27hacia SWy que el pozo

vertical en el sitio X pinchar la arenisca a la cota -4500 pies por

debajo del nivel del mar. -

T00

\

El problema anterior tambin puede ser resuelto aplicando el

principio de proporcionalidad entre tringulos semejantes:

Procedim iento a lte rno: \.

(1)Determinar la longitud Be en pies, utilizando laescala del mapa.

(2) Determinar la longitud del segmento BP sobre la lnea BC, de

forma que el punto P quede localizado a la misma cota del punto A,

mediante la siguiente proporcin:

BC CotaC - Cota B

(3.7); si cota P

=

cota A

BP Cota A - Cota B

entonces:

BP = BC. Cota P - CotaB

Cota C - Cota B

(3.8)

(3) Unir el punto A con P para obtener la lnea de rumbo de

elevacin -3500pies.

(4)El procedimiento contina igual que en el caso anterior: trazar

lneas de rumbo paralelas, bautizar con cota cada lnea, medir con el

transportador la orientacin de las lneas de rumbo, etc.

\.


43/180


I

~OOPies

Escala

Figura 3.6 Determinacin de la orientacin de capa, conocidos tres puntos de la

misma capa.

3 6 Determinacin de la orientacin de caE en mapas

El rumbo

y

el buzamiento de capas homoclinales, se puede

determinar grficamente si se dispone de map~s geolgicos con

curvas de nivel y de escala conocida. El procedimiento se ilustra en

el siguiente ejemplo:

Ejemplo 3 2

A partir del mapa de la figura 3.7 determinar el rumbo y el

buzamiento de las capas que all afloran y construir la seccin

estratigrfica del rea.


44/180

50

IJorge Arturo Camargo Puerto

b\ Arenisca

El Lodolita

m Caliza

~ Shale

c : : : J

Conglomerado

o 5?0 1q


45/180

Manual de GeOloga Estructural/51

(2) Unir con lneas rectas los puntos de interseccin de igual

elevacin (cota). Estas lneas son por definicin lneas de rumbo de

la capa estudiada y se mantienen paralelas y equidistantes. Bautizar

cada lnea de rumbo con su correspondiente cota en pies.

(3) Determinar el rumbo de la capa midiendo con el transportador

la orientacin de las lneas de rumbo directamente sobre el mapa.

(4) Medir la distancia horizontal (As)entre dos lneas contiguas

de rumbo. Para determinar la

direccin

del buzamiento esnecesario

aplicar la Regla de la

v

y establecer en qu direccin buzan o se

profundizan las capas.

(5) Calcular el ngulo de buzamiento con la siguiente ecuacin:

h

tan

8 = - (3.9) donde:

~s

( ) = ngulo de buzamiento real

~s = distancia horizontal medida perpendicularmente entre dos

lneas contiguas de rumbo (se determina grficamente a la escala

del mapa).

h

=

diferencia en cota entre dos lneas contiguas de rumbo

El ngulo de buzamiento tambin puede ser determinado

grficamente construyendo un triangulo rectngulo con los valores

de h y de convertidos a la escala del mapa.

(6) Dibujar el smbolo cartogrfico de buzamiento en diferentes

sitios a lo largo de la traza del techo de la caliza.

(7) Enumerar en el mapa, en orden de ms antiguo a reciente,

cada una de las cinco unidades que all afloran: a la formacin ms


46/180

52/ Jorge Arturo Camargo Puerto

antigua se le asigna el nmero 1. Construir con esta informacin la

columna estratigrfica del rea, dibujando la formacin ms antigua

en la base de la columna.

Desarrollando el procedimiento anterior se obtiene que la caliza

tiene rumbo N-S y que buza aproximadamente 6 al oeste. Si se

aplica este procedimiento a cualquiera de las otras trazas del mapa

de la figura 3.7, por ejemplo, al techo de la lodolita, se obtiene que

su rumbo

y

buzamiento son iguales a los de la traza anterior, lo

que permite concluir que las dos trazas estudiadas corresponden ~

superficies paralelas

y

que en consecuencia se trata de capas

homoclinales.

3.7

Determinacin del patrn de afloramiento de capas

homoclinales

El patrn de afloramiento de una capa de rumbo

y

buzamiento

constantes puede predecirse, si se dispone de un mapa con curvas

de nivel topogrfico

y

se conoce la orientacin de la capa de inters

en Un punto cualquiera. En la solucin de este problema se aplica el

mismo procedimiento al planteado en el ejemplo anterior, pero en

secuencia inversa.

Ejemplo

3.3

En el punto A del mapa de la figura 3.8 aflora la base de una capa

homoclinal de arenisca con rumbo E-W y con buzamiento 45S; en-

el punto Baflora el techo de.la a

enisca ,

El intervalo entre curvas de

nivel topogrfico es de 100m. ../

Predecir el patrn de afloramiento de la base y del techo de dicha

capa, esdecir, dibujar sus trazas

y

determinar grficamente elespesor

. estratigrfico de la arenisca.


47/180

Manual

de

Geologa Estructural/53

1 1

o 100 2 00 3 00 40 0 m

Escala

Figura

3.8 Determinacin de las trazas de la arenisca que aflora en A y B.

Procedimiento:

1) Trazar una lnea de rumbo E-W que pase por el punto A, cuya

elevacin es 300 m.

2) La distancia horizontal ~s) entre lneas de rumbo consecutivas

se puede calcular conociendo el ngulo de buzamiento 8 = 45 Y el

intervalo entre curvas de nivel h

=

100 m

h

As = - - 3.10) donde

tan o

As = 100 =

100m.

tan 45

3) Trazar lneas de rumbo paralelas a la lnea 300 m y distanciadas

a 100 m, medidos a la escala del mapa.


48/180


4) Marcar con crculos las intersecciones de las lneas de rumbo

de la base de la capa con las curvas de nivel de igual elevacin; cada

crculo representa un punto de afloramiento de la base de la capa.

5) Dibujar la traza uniendo todos los crculos o puntos de

afloramiento de la base de la capa.

6) Repetir el procedimiento anterior para construir la traza

correspondiente al techo de la capa de arenisca.

7) Trazar sobre el mapa las lneas de rumbo E-W contenidas en

el techo de la capa.

8) Marcar con cruces las intersecciones de las lneas de rumbo

del techo de la capa con las curvas de nivel de igual elevacin.

9) Dibujar la traza del techo de la capa, uniendo todas las cruces

o puntos de afloramiento del techo de la capa.

10) Dibujar una seccin auxiliar perpendicular al rumbo de la

capa y medir a la escala del mapa el espesor estratigrfico de la

arenisca.

3.8 Ejercicios

Ejercicio 3.4

Construir a la misma escala del mapa los perfiles geolgicos A-B y

C-D sealados en la figura 3.7. Disear la escala vertical igual a la

escala horizontal.

Ejercicio 3.5

En el rea del mapa de la figura 3.9 aflora una secuencia homoclinal

de shale, que contiene tres capas delgadas de carbn espesores entre


49/180


50/180

56Jorge Arturo Camargo Puerto

Ejercicio 3.6

Los puntos A, B YC corresponden a tres pozos verticales que

perforaron el tope de una arenisca petrolfera a las siguientes cotas:

A

=

-3500 pies, B

=

-7000 pies

y

C

=

-4500 pies. (Figura 3.10)

Determinar el rumbo

y

buzamiento de la arenisca

y

calcular a qu

cota se pinchara la arenisca si se perfora el pozo D en el sitio

indicado.

Ejercicio 3.7

/

Durante un levantamiento geolgico en el rea del mapa de la

figura 3.11, se localizaron 6 contactos geolgicos y en todos los casos

el rumbo y buzamiento de las capas se mantuvo constante: N49Ej

27SE.

Estacin

Contacto observado

1

2

3

4

5

6

base de caliza gris

base de shale negro

base de limolita

base de shale gris

base de arenisca acufera

base de lodolita

Construir la seccin A-A' teniendo en cuenta el buzamiento

aparente. Determinar las seis trazas de los contactos observados. Si

se perfora un pozo vertical en A para extraer agua subterrnea de la

arenisca acufera, calcular laprofundidad que debe tener dicho pozo

para que perfore la arenisca en todo su e5pesor.


51/180

Manual de Geologa Estructural/57

4

\

o - .3 5 < X >

\

..I.{OO J

I~

o

o

5

o

Figura 3.10 Mapa correspondiente al ejercicio 3.6.


52/180

58/


,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,,

. ,

,

, ,

~.

\

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

~

..

-

-

r .

:

\

,

,

,

,

, ,,

,

,

,

, '

,

, ,

o 200 400 600 800 m

Figura

3.11 Mapa geolgico correspondiente al ejercicio 3.7.


53/180

4

Descripcin y clasificacin de pliegues

Objetivos

Describir la forma

y

la orientacin de pliegues.

Clasificar pliegues con base en diferentes criterios.

Reconocer patrones de afloramiento de pliegues.

Estecaptulo est dedicado al estudio de la forma, de1a clasificacin

de los pliegues y a la construccin de secciones, geolgicas que

involucren rocas plegadas, con nfasis en los mtodos de

construccin de las. secciones, sin considerar las fuerzas

y

mecanismos del plegamiento .:

4 Terminologa

kos pliegue~on deformaciones lsticas de las .cas

se imentarias cano-sedimentarias y metamrficas, que ocurren

bajo condiciones de alta temperatura

y

alta presin,


54/180


Charnela:

zona de mayor curvatura de un pliegue. Figura 4.1).

Cresta:

punto ms alto de un pliegue anticlinal.ff igura 4.1).

Seno:

punto ms bajo de un pliegue_sinclinal. Figura 4.1).

~ = >

Flanco:

porcin adyacente al punto de inflexin. Figura 4.1).

P unto de inflexin:

p~to medio de un plie ue donde la curvatura

pasa de cncava a convexa. Figura 4.1).

P liegue s im tr ico :

pliegue que cumple las siguientes condiciones: a)

la superficie media es planar b) el plano axial es normal a la superficie

media e) existe simetra con relacin al plano axial. Figura 4.1).

P lie gu e a sim tr ic o:

pliegue no simtrico. Figura 4.1).

L nea d e ch arn ela :

lnea que une puntos de charnela. Figura 4.1).

L nea de cresta:

lnea que une puntos de cresta. Figura 4.1).

Plano

o

sUEerf ic ie ax ia l:

plano que pasando por la zona de charnela

. divide simtricamente un liegue. Figura 4.2).

T ra za a xia l:

lnea de interseccin entre el plano axial y la superficie

del terreno; si el terreno es plano la traza axial es una lnea recta.

Figura

4.2).

E je de plieg ue:

lnea imaginara que forma la interseccin del J2lan.o.-

axial con una capa cualguiera de un pliegue. El eje puede ser

horizontal, vertical o buzante. Si esbuz ante, el ngulo de inc . i~

del e J ~con respecto a la horizontal, medi o en un plano vertical, es

llamado ngulo de inmersin y se representa con una flecha que

apunta en aauecclOn en que se profundiza el eje. Figura 4.2) ..


55/180

Manua l de Geolo g a E s tr uc tu ra l / 6

Lnea de

cresta

Y Lnea de

.-- charnela

--.uperficie

media

Punto de

charnela

axial

Fig ura 4.1 Elementos de pliegues .

Figura 4.2 Bloque diagrama. Elementos de pliegues. (Tomado de Butler, 1988).

Sin forme:

pliegue de forma cncava, (Figura 4.3b),

Antifo rme:

pliegue de forma convexa. (Figura 4.3b).

Sinclinal:

pliegue en cuyo ncleo yacen rocas ms jvenes que haci~

la periferia. (Figura 4.3a).


56/180

6 JorgelArturo Camargo Puerto

_ftnJiclinal:

pliegue en cuyo ncleo yacen rocas ms antiguas que

hacia la periferia. Figura 4.3a).

P lie gu e b uza nte :

pliegue con lnea de charnela eje de pliegue) con

inmersin. Figura 4.6).

P liegue ver tica l: pliegue con lnea de charnela vertical. Figura 4.3e).

P lieg ue vo lcad o: pliegue con un flanco normal y otro invertido.

Figura 4.3f).

Plief5:recumbente:

pliegue consuperficieaxialhorizontal. Figura4.3g).

P lie gu e c iln dr ic o:

pliegue generado or una lnea rectaJparal~

la lnea de charnela) llamada eje del plie ue, uese mueve

paralelamente a si misma en el es acio. LO~_Rlieguesque no son

cilndricos no tienen eje.

Sinclinal

(a )

(c) (d)


57/180

Vertical

M anua l de G eolog a E structu ra l / 63

,.

Volcado

Recumbente

(e)

f)

(g)

F ig ura

4.3 Diferentes tipos de pliegues. Tomado de Rowland, 1986)..

4 2 Clasificacin de pliegues

A continuacin se ilustran algunos de los criterios morfolgicos

ms utilizados en la clasificacin de pliegues:

4.2.1 In tensidad del p legam ien to

La intensidad del plegamiento.se manifiesta en la magnitud del

ngulo interflancos: a menor ngulo corresponde mayor intensidad

de plegamiento. Ver tabla 4.l.

Tab la

4.1

Angula Interflancos

Clasificacin del pliegue

lo

0_2

Pliegu~ isoclinal

2.

2 - 30

Pliegue apretado

3.

30 - 70

Pliegue cerrado

4.

70 -120

Pliegue abierto

5.

120 -180

Pliegue suave

La figura 4.4 ilustra la forma de los pliegues de conformidad con

este criterio de clasificacin.


58/180

64/


Suave

(120

2

-180

2

)

APretador

(22-30

2

)

Isoclinal

(0

2

-22)

Figura

4.4 Clasificacin de pliegues segn la intensidad del plegamiento.

Tomado de Rowland, 1986).

4.2.2 F orm a en secci n tra nsversa l

Segn ste criterio existe una gran diversidad de pliegues; la

terminologa utilizada es meramente descriptiva. Figura 4.5).

P liegue en ca ja: pliegue con doble charnela y forma sub -

rectangular. Figura 4.5a).

P liegue angu lar: pliegue con charnela aguda y flancos rectos.

Figura 4.5b).

P lieg ue d ia prico : pliegue con amplia zona de charnela

y

flancos

convergentes hacia el ncleo. Figura 4.5c). ,

P liegue en qbanico: pliegue con flancos convergentes hacia el

ncleo. Figura 4.5d).

P liegu e p aralelo: pliegue en el cual cada capa conserva su espesor

constante. Figura 4.5e).

P lieg ue c on cn tric o: pliegue con capas de espesor constante

y

de

igual centro de curvatura. Figura 4.5f).

P lieg ue sim ila r: pliegue en el cual la forma de las capas se mantiene

a profundidad; esto implica adelgazamiento de las capas en los

flancosyengrosamiento de las mismas en las chamelas. Figura 4.5g).

P liegue disarm nico: pliegue en el cual la forma de las capas

superior:es vara con la profundidad. Figura 4.5g).

.


59/180

Manua l de Geolog a E structural / 65

a pliegue en caja

c p liegue diapr ico

e pliegue paralelo

g pliegue similar

b pliegue angular

d pliegue en abanico

1 pl iegue concntr ico

h pliegue dtsarmonlco

Figura

4.5 Formas de pliegues en seccin transversal.

4.2.3 P osicin del plano axial

y

lnea de charnela

Este criterio de clasificacin es muy til para describir la orientacin

de los pliegues. En la figura 4.6 obsrvese que en el pliegue recto-

horizontal, es decir, el pliegue con plano axial vertical y lnea de


60/180


charnela horizontal, la cresta y la charnela coinciden, por tanto, las

lneas de cresta y de charnela coinciden; adems, estas dos ltimas

lneas tambin coinciden con el eje del pliegue.

Los dems pliegues que se ilustran en la citada figura resultan de

cambios en la posicin ya sea del plano axial, ya sea de la lnea de

charnela o de cambios en la posicin de ambos elementos a la vez.

Ver t ica l

Rec to h o r izo n tal In c l in ad o h o r izo n ta l

~

Recumbente

Figura 4.6 Clasificacin de pliegues segn la posicin del plano axial

y

de la

lnea de charnela. Tomado de Ragan, 1985).

4.3 Patrn de afloramiento de pliegues

El patrn de afloramiento de los pliegues en el terreno y su aspecto

en los mapas geolgicos depende de la geometra de los pliegues y

del efecto de la topografa. Cuando la topografa es horizontal o casi

plana los patrones de afloramiento de pliegues simtricos o

asimtricos ya sean horizontales o buzantes, son sencillos de

interpretar. En contraste, en relieve montaoso, la interpretacin de


61/180

Man ua l de G eo lo ga E stru ctu ra l /

67

los patrones de afloramiento de pliegues se hace ms compleja,

debido a que las trazas de los contactos entre unidades sufren el

mismo efecto topogrfico que origina los diferentes patrones de

afloramiento relacionados con la Regla de la

v.

Figura 4.7).

~ b

Figura

4.7 Efecto topogrfi~obr/el patrn de afloramiento de un pliegue

anticlnal-rectr-horizontal: a) aflorando en relieve plano b)

aflorando en relieve montaoso. Modificado de Ragan, 1985).

La figura 4.7 ilustra un pliegue recto-horizontal y su

correspondiente perfil; en el caso a) el pliegue aflora en un terreno

plano y en el caso b),el mismo pliegue aflora en terreno montaoso.

4 3 1 Patrones de afloramiento de pliegues horizontales

En relieve plano, este patrn es muy fcil de interpretar porque

consiste de trazas rectilneas y paralelas; si los pliegues horizontales

son adems rectos, simtricos, la anchura de afloramiento de las

capas en ambos flancos es igual, mientras que si se trata de pliegues

inclinados, asimtricos, la anchura de atoramiento se hace menor

en los flancos de mayor buzamiento. Figura 4.8).


62/180

68/Jorge Arturo Camargo Puerto

En relieve montaoso, es necesario aplicar la Regla de la v en

los flancos de los pliegues, para determinar las lneas de rumbo y

el buzamiento de las capas en cada flanco. Si las lneas de rumbo de

ambos flancos de un pliegue resultan paralelas, significa que el

pliegue es horizontal y si las trazas de algunas capas forman cierre

como en el caso de la figura 4.7b, se trata slo de un cierre aparente

debido al efecto topogrfico.

~

N

~ I r

Escala

/ Traza axial

N

~

Escala

Anticlinal simtrico, recto.

(a)

(b)

Figura

4.8 Mapas

y

bloques diagrama que ilustran el patrn de afloramiento de

anticlinales horizontales: a) simtrico b) asimtrico Modificado de

Spencer, 2000).

4.3 .2 P atrones de a flo ram ie nto d e p lie gu es buzantes

En relieve plano, este patrn es muy fcil de interpretar porque

consiste de trazas rectilneas y convergentes; si se trata de pliegues

rectos, simtricos, la anchura de afloramient? de las capas en ambos

flancos es igual, mientras que si se trata de pliegues inclinados,

asimtricos, la anchura de aforamiento se hace menor en los flancos


63/180

n tic lin al b uzan te

Manual

de

Geologa Estructural

/69

de mayor buzamiento. En pliegues buzantes las trazas de las capas

de un flanco son convergentes con las trazas del flanco opuesto y

forman un cierre. Figura 4.9).

1

~.

.

.

. ~

: ~ ;

.

.

~

(a )

~km

( b )

Figura 4.9 Mapa y bloque diagrama que ilustran el patrn de afloramiento de un

pliegue anticlinal recto- buzante hacia el noreste. (Tomado de Spencer,

2000). .

En los anticlinales las capas forman un cierre en la direccin en

que se profundiza el eje del pliegue lnea de charnela), llamado

cierre periclinal, en tanto que en los sinclinales, las capas forman un

cierre en la direccin en que se levanta el eje, llamado cierre

centriclinal.

Cuando el relieve es montaoso, es necesario aplicar la Regla de la

Vcomo en el caso anterior; si las lneas de rumbo de ambos flancos

de un pliegue resultan convergentes significa que el pliegue es

buzante, por tanto, los cierres que dibujan las trazas de las capas

son verdaderos, es decir, que igual se formaran si el relieve fuese

plano o montaoso.

Cuando en los mapas geolgicos no hay buzamientos y smbolos

cartogrficos que diferencien los pliegues anticlinales de los

sinclinales, la aplicacin de la Regla de la V en los flancos de

los pliegues, permite diferenciar los pliegues anticlinales de los

sinclinales y adems reconocer si son pliegues normales o


64/180

70/


volcados, siempre y cuando se conozca el orden de la secuencia

estratigrfica.

Este procedimiento tambin permite deducir la actitud del eje del

pliegue y determinar la posicin aproximada de la traza axial en el

mapa. La actitud del eje de un pliegue de tipo angular o en general,

de un pliegue cilndrico, se reduce al problema de encontrar la lnea

de interseccin de dos planos tangentes a cada flanco del pliegue,

que es muy fcil de solucionar utilizando el mtodo de la proyeccin

estereogrfica.

4 4 Construccin de

secciones estructurales

en rocas plegadas

Las seccionesestructurales o perfiles en rocas plegadas, representan

fielmente el subsuelo, en la medida que la informacin geolgica de

superficie sea precisa y que haya sido complementada con datos de

perforaciones profundas. De otro lado, es importante que el

intrprete conozca el estilo tectnico y la geologa del rea de estudio.

En la construccin de secciones estructurales en rocas plegadas, se

utilizan diferentes mtodos, en funcin del grado de competencia

de las rocas involucradas en el plegamiento y del grado de

deformacin de las capas.

Mtodo m ano alzada:

aplicable a cualquier rea independientemente

del grado de complejidad del plegamiento y del tipo de rocas

involucradas.

Mtodo del arco: recomendado para pliegues que involucran rocas

competentes las cuales originan pliegues concntricos espesor

constante e igual centro de curvatura).

Mtodo del arco com plem entado con el m todo m ano alzada: recomendado

para rocas competentes intercaladas con rocas incompetentes, las

cuales originan pliegues similares espesor variable).


65/180

Manu al d e G eo lo ga E stru ctu ra l / 7

M todo de la seccin ba lanceada: muy utilizado en reas que han

sido plegadas de manera relativamente simple.

4.4.1 M todo m ano alzada

El primer paso consiste en la construccin del perfil topogrfico,

orientado en lo posible, perpendicularmente al rumbo de la

estratificacin. Si existen varios buzamiento s se prefieren los ms

cercanos a la lnea de la seccin o se proyecta al plano de la seccin,

un valor promedio del buzamiento. Cuando la seccin estructural

corta la estratificacin con ngulo diferente a 90, los ngulos de

buzamiento reales deben ser corregidos a buzamiento s aparentes y

luego proyectados al plano de la seccin estructural.

Procedimiento:

1) Proyectar cada buzamiento y cada contacto geolgico al plano

de la seccin, paralelamente al eje de plegamiento.

2) Dibujar en la seccinlneas auxiliares de buzamiento, con ayuda

del transportador, que sirven de guas para trazar los contactos entre

unidades; despus dibujar las capas con lneas curvas suaves,

conservando constantes los espesores.

3) Mostrar con lnea puntada la parte erosionada de las estructuras

geolgicas. Figura 4.10).

4) Trazar en la seccin estructural los planos 0- superficies axiales

de los pliegues.

5) Proyectar de la seccin estructural al mapa la posicin de los

planos axiales y dibujar en el mapa las trazas axiales usando los

smbolos correspondientes a los diferentes tipos de pliegues.


66/180

72 /

Jorge Anuro Camargo Puerto

A

A

I

Figura 4 1

Construccin de una seccin perpendicular al rumbo de las capas

por el mtodo mano alzada. Tomado de Rowland, 1986).

4.4.2 M todo del arco

Este mtodo fue originalmente propuesto por B.G. Busk (1.929);

se aplica slo para pliegues formados por flexo-deslizamiento,

mecanismo tpico de rocas competentes que originan pliegues

cilndricos o concntricos.

El mtodo del arco es considerado ms preciso que el anterior,

pero no necesariamente ms correcto y est basado e,nlas siguientes

premisas:

El espesor de las capas es constante.

La transicin de un buzamiento a otro es suave.

Procedimiento:

La figura 4.11 ilustra la aplicacin de este mtodo; los pasos a seguir

son los siguientes:


67/180

Manua l

de

G eo log a E stru ctu ra l /

7

1) Dibujar con la ayuda del. transportador, lneas auxiliares

perpendiculares a cada uno de los buzamientos medidos en los

contactos geolgicos a,b,c,..

1

a lo largo de la seccin estructural.

Prolongar las lneas auxiliares hasta que se intercepten con las lneas

auxiliares contiguas.

2) Trazar arcos concntrico s con la ayuda de un comps,

haciendo centro en los puntos de interseccin de perpendiculares

adyacentes; por ejemplo el punto 1 sirve de centro de una serie

de arcos entre los buzamientos a y b; el punto 2 es centro de una

serie de arcos entre los buzamiento s b y c, que empalman con los

arcos del tramo ab.

3) Redondear p . mano alzada las charnelas que resulten muy

agudas en el proceso anterior de trazado de arcos.

4) Mostrar con lnea punteada la parte erosionada de las

estructuras geolgicas.

4.4.3 M todo del arco com binado con el m todo m ano a lzada

Este mtodo se aplica para pliegues formados por flujo-flexo-

deslizamiento, mecanismo de plegamiento tpico de pliegues que

involucran capas competentes alternando con capas incompetentes;

con frecuencia en las zonas de charnela los espesores dejan de ser

constantes y por tanto el mtodo del arco no es aplicable; en estas

zonas se utiliza el mtodo de mano alzada y en los sectores en que el

plegamiento es suave y de tipo concntrico se aplica el mtodo del

arco antes descrito.

4.4.4 M tod o de la seccin ba lan ceada

La filosofa de este mtodo se resume en la siguiente afirmacin

de Dahlstrom 1969): si una seccin est balanceada, tiene


68/180

Figura

4.11 Seccin geolgica transversal construida por el mtodo del arco. Tomado de Badgley, 1959).

~

-

I

>-/'

I

. : 5 ,

I

I

. . . .

o

\

I

oS >

. ,

\

o

o

(/)

I

o

o

\

\

I

I

\

\

\

\

\

,

\

'

.,

x

> -

(s d) selO:)

Seccin W-W'

700

., 600

.

: e 500

o

400 pies

. .

w I

I I

4

tJ

300

Escala

F ig ura 5.21 Mapa y perfiles topogrficos para el ejercicio 5.5. (Tomado de

Simpson, 1963).


102/180


Ejercicio 5.6

1. Identificar y trazar los ejesde los pliegues en elmapa de la figura 5.22.

2. Enumerar de ms antiguo a reciente las unidades que afloran

en el rea. Asumir que el grupo volcnico es una unidad concordante.

3. Construir el corte A-A .

4. Clasificar la falla y los pliegues.

5. Localizar en el mapa una o dos perforaciones para extraer agua

subterrnea, teniendo en cuenta que la caliza es un excelente acufero.

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7/26/2019 Manual de Geologa Estruc

manual de geología estructural - jorge arturo camargo

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