practicas de geologia ii - guion2010-2011[1]

Grado en Ciencias Ambientales

PPrrááccttiiccaass ddee GGeeoollooggííaa IIII CCuurrssoo 22001100‐‐22001111

JJ.. LLaarriioo,, MM..DD.. GGaarrccííaa ddeell AAmmoo,, LL.. AAnnttóónn

Prácticas Geología II – UNED 2

I. EL MAPA TOPOGRAFICO 1 1. NORTE GEOGRÁFICO, NORTE MAGNÉTICO Y NORTE DE LA CUADRÍCULA En los mapas topográficos podemos encontrar una serie de ángulos que refieren el mapa a los sistemas de referencia establecidos en la superficie terrestre. Estos sistemas de referencia son: el norte geográfico, el norte magnético y el norte de la cuadrícula del mapa. 1.1. Norte Geográfico El eje de rotación de la Tierra define en su intersección con la superficie terrestre dos puntos uno en cada hemisferio: el norte geográfico (polo norte) y el sur geográfico (polo sur). Estos puntos son los que sirven de referencia para la definición de los meridianos y paralelos (el ecuador es un plano perpendicular al eje de rotación de la Tierra). 1.2. Norte Magnético El norte magnético está definido por el campo magnético terrestre y es la dirección hacia donde apunta una aguja imantada, que se pueda mover libremente, y esté situada en la superficie terrestre. Existe un polo norte magnético en el hemisferio norte y un polo sur magnético en el hemisferio sur. El polo norte magnético no coincide exactamente con el polo norte geográfico. El ángulo que forma el norte magnético con el norte geográfico se denomina declinación magnética (δ). 1.3. Norte de la Cuadrícula Es la dirección de las líneas norte‐sur en un mapa, coincidiendo con el norte verdadero sólo en el meridiano de origen. El norte de la cuadrícula esta definido por el sistema de proyección considerado para cada uno de los mapas. El norte de la cuadrícula no tiene porque coincidir ni con el norte geográfico, ni con el norte magnético. El ángulo que presenta el norte de la cuadrícula con el norte geográfico se denomina convergencia de la cuadrícula (ω).

1 De González Casado y Giner, 2002(GEORED, Universidad Autónoma de Madrid. Servicio de Publicaciones), publicados con permiso de Giner.


1.4. Declinación magnética La declinación magnética es un valor que cambia en función del momento (tiempo) y de la localización del punto de la superficie de la tierra en que se mida, ya que la posición de los polos magnéticos no es fija y cambia ligeramente de posición con el tiempo. En el gráfico se puede observar como la declinación en la ciudad de Madrid es hacia el oeste, es decir, en Madrid el norte magnético está situado al oeste del norte geográfico. Sin embargo, en la zona oriental del Océano Pacífico, el polo norte magnético está situado al este del polo norte geográfico, por lo tanto, la declinación será hacia el este; y por último desde el centro de Estados Unidos la declinación es 0 ya que ambos polos se encuentran en el mismo meridiano. Los valores de declinación magnética vienen referidos en los mapas topográficos, señalando el valor del ángulo de declinación magnética para un punto y una fecha concreta, y la variación anual de este ángulo.

2. LA INFORMACIÓN EN LOS MAPAS TOPOGRÁFICOS La información presente en un mapa topográfico se puede dividir en tres grandes conjuntos: planimetría, altimetría y toponimia. 2.1. Planimetría El elemento planimétrico más importante es la escala, aunque existen otros tipos de elementos planimétricos como son todos los símbolos y grafismos que definen cualquier elemento natural o artificial diferente de la información altimétrica. La escala es la relación entre la dimensión


existente en el mapa y la dimensión existente en la realidad. Podemos definir dos tipos de escalas:

escala gráfica, es la representación mediante un segmento, de una distancia real dada.

escala numérica, representación mediante un quebrado en el que el numerador es el valor de la distancia el mapa (suele ponerse el valor unidad), y el denominador es el valor de la distancia en la realidad. Tanto el numerador como el denominador deben estar en las mismas unidades (mm, cm, m, etc.). Las escalas más comunes son: 1:1.000.000; 1: 500.000; 1: 200.000; 1:100.000; 1:50.000; 1:25.000; 1:10.000; 1:5.000.

Las escalas anteriores son razones, es decir son un cociente. Por lo tanto, una escala será mayor cuanto mayor sea el cociente. La escala 1:5.000 es una escala mayor que la 1:100.000. Es decir, se considera una escala mayor a toda escala cuyo denominador sea menor que la considerada. Como regla podemos considerar que una escala es mayor que otra cuanto mayor definición y detalle tenga. 2.2. Altimetría (Topografía) La altimetría es la representación en dos dimensiones de una superficie en relieve (tres dimensiones). Para representar un relieve se usan los datos de altitud o cota, referidos siempre a un nivel de base arbitrario, normalmente el nivel de base que se utiliza es el nivel del mar. Los datos de altitud para toda España se determinan utilizando como nivel de base (cota 0) el nivel medio del mar en Alicante. Para representar las diferentes alturas, se utilizan las curvas de nivel. Las curvas de nivel son isolíneas de altitud; es decir, líneas que unen puntos con igual altitud. Por lo tanto, una curva de nivel estaría definida por la intersección de un plano horizontal con la superficie terrestre, y la cota de esa curva de nivel vendría definida por la altitud de ese plano con respecto al nivel del mar (cota 0). 2.3. Toponimia La información toponímica son todos los nombres y topónimos que aparecen en el mapa, desde los nombres de pueblos y ciudades, a los nombres de arroyos, ríos, montes y cordilleras.

3. CONSTRUCCIÓN del MAPA TOPOGRÁFICO (altimetría)

Un mapa topográfico (en este caso solo altimétrico) de una zona es el resultado de intersecciones de la superficie del terreno con una serie de planos horizontales, paralelos y equidistantes entre sí. Las líneas que resultan del corte del terreno con cada plano horizontal son las curvas de nivel. Cuando todas estas líneas se proyectan verticalmente sobre un mismo plano obtenemos un mapa topográfico. Este sistema de proyección se denomina Sistema Acotado.


Ejemplo de como se construye un mapa topográfico a partir de las curvas de nivel.

Las curvas de nivel se definen como la intersección de un plano horizontal con la superficie.

Ese plano horizontal tiene una altitud con respecto al nivel del mar y, por tanto, define la cota de esa curva de nivel.

El número de curvas de nivel obtenidas depende de la equidistancia entre curvas de nivel que tenga el mapa.

Todas las curvas de nivel definidas se proyectan en un mismo plano horizontal

Dado que no se pueden representar todas las curvas de nivel de un terreno, se eligen unas alturas que representen al mismo. De este modo, las cotas de las curvas de nivel son múltiplos de un número dado, de forma que los planos horizontales equidistan entre sí ese número. Es lo que se denomina equidistancia de las curvas de nivel, y viene indicado en cada mapa. La equidistancia es, por tanto, la distancia entre dos curvas de nivel consecutivas. Para elegir la equidistancia de un mapa, debe tenerse en cuenta que dos curvas consecutivas no se encuentren a menos de 0,5 milímetros. También se debe tener en cuenta la representación de las curvas maestras. En ellas se representa su cota mediante una rotulación de la curva más gruesa y poniendo el valor de la cota. Las curvas maestras se señalan cada cuatro normales. Por ejemplo, si la equidistancia es de 10 metros, las curvas maestras se señalan cada 50 metros.


Al dibujar o interpretar curvas de nivel hay que tener en cuenta las siguientes normas:

Las cotas de curvas sucesivas son números uniformemente crecientes o decrecientes.

Dos curvas de nivel no pueden cortarse o coincidir, excepto en cornisas, acantilados...

Las curvas de nivel cerradas tienen cotas mayor que las curvas que le rodean, excepto pozos, hoyos, depresiones ... (en este caso se representan con un trazo discontinuo).

Todas las curvas de nivel son cerradas si se considera un mapa completo, caso de una isla. 4. INTERPRETACIÓN DEL TERRENO APARTIR DE CURVAS DE NIVEL

pendiente suave uniforme

pendiente inclinada uniforme

pendiente concava

pendiente convexa

900

850

800

750

700

650


cresta

cresta

hombrera

hombrera

collado

collado

valle

valle

vaguada

vaguada

confluencia

confluencia

Ejercicios a realizar por el alumno: Ver ejercicio A.1 del Cuaderno de Ejercicios.


II. FOTOGEOLOGIA 1. FOTOGRAFÍAS AÉREAS, CONCEPTOS BÁSICOS Las fotografías aéreas son fotos de la superficie terrestre que se toman desde medios aéreos (aviones, helicópteros, satélites, etc.), por lo que están reflejadas en ellas todos los objetos visibles en la superficie. Por tanto, estás fotos serán muy útiles en todos aquellos estudios que precisen un conocimiento detallado de las formas de la superficie terrestre (p.ej. topografía, cartografía geológica, geología estructural, geomorfología, etc.), o de los objetos que están sobre ella (p.ej. botánica, edafología, arqueología, urbanismo, defensa, etc.). Las fotografías aéreas pueden tomarse perpendicularmente a la superficie terrestre u oblicuas. En el primer caso se las denomina fotos aéreas verticales. Este tipo de fotografías son las más útiles en geología por lo que serán las que analizaremos en este tema. Las fotografías aéreas pueden tomarse con distintos tipos de películas fotográficas (p.ej. infrarroja), aunque las más útiles y comunes en los estudios geológicos son las que están tomadas con película pancromática de alta sensibilidad, lo que permite registrar todas las longitudes de onda del espectro visible y apreciar detalles muy pequeños. Actualmente se toman en formato digital.

1.1. Escala La escala de la fotografía aérea se puede calcular fácilmente pues es la relación que hay entre la distancia focal (df) de la cámara con que se tomó la fotografía y la altura de vuelo del avión sobre el terreno (H). Escala 1/E = df/H Los valores de Df y H se pueden leer en los márgenes de las fotos aéreas que estemos estudiando.


El valor de la altura de vuelo (H) se pueden leer en el altímetro

El valor de la distancia focal de la lente (Df) se pueden leer en el margen de la foto

Hay que tener en consideración varios factores:

1. La altura de vuelo se debe leer en la foto del altímetro del avión que figura en el margen de la fotografía, éste suele estar en pies y es muchas veces difícil de leer sin una lupa.

2. La altura que marca el altímetro no es la altura de vuelo sobre el terreno, es necesario corregir esta con un mapa topográfico.

3. El valor de la distancia focal de la lente de la cámara suele estar en milímetros. 4. En una misma foto varía la escala de un punto a otro, ya que hay puntos a distinta cota.

Las fotografías mas usuales en los estudios geológicos tienen una escala que varia entre 1:44.000 y 1:10.000. 1.2. Orientación Las fotografías aéreas se orientan, al igual que los mapas, con el norte hacia arriba. En caso de las fotos tomadas en España y debido a la latitud de nuestro país las sombras siempre marcan hacia el norte. Cuando se determina de este modo la posición del norte en la fotografía es conveniente comprobar la hora a la que fue tomada la foto, información que suele figurar en los márgenes de la fotografía.

Esquema de vuelo para toma de fotografía aéreas (de Casado y Giner, 2002)


La toma de las fotografías suele hacerse barriendo sistemáticamente una zona. Para ello el avión sigue un recorrido de vuelo en el que realiza una serie de pasadas paralelas entre sí según una dirección norte ‐ sur o este ‐ oeste. A cada uno de estos recorridos se les denomina bandas y hay que tener en cuenta que al final de cada una el avión invierte su sentido de vuelo. El número de bandas y de fotografías que será necesarias para cubrir una zona de interés dependerá de la escala de la fotografía. Por ejemplo, para una hoja topográfica 1:50.000 se necesitan unas 40 ‐ 50 fotografías a escala 1:30.000, agrupadas en 4 o 5 bandas, para tener un recubrimiento estereográfico completo de la hoja. 2. VISIÓN ESTEREOSCÓPICA La visión estereoscópica (3D) se consigue cuando el cerebro integra las imágenes generadas por los dos ojos. Las diferencias en el ángulo de visión de cada ojo permiten la construcción de imágenes tridimensionales. Este efecto se denomina paralaje y se produce por la separación existente entre cada ojo. La separación ocular en el ser humano permite construir buenas imágenes tridimensionales hasta distancias de aprox. 100 metros, para poder ampliar esta distancia sería necesario aumentar la separación ocular. Las líneas de visión tienden a ser paralelas cuando observamos objetos lejanos y convergentes cuando observamos objetos cercanos.

Para poder observar fotografías o dibujos en tres dimensiones es necesario que se cumplan varias condiciones, entre otras:

1. Cada fotografía o dibujo tienen que reflejar las mismas imágenes pero observadas con distinto ángulo.

2. Cada ojo debe observar sólo una imagen (visión paralela o divergente, ver figura anterior).

La visión tridimensional se consigue, por tanto, mirando con cada ojo un par de fotos o dibujos. 2.1. Equipo para Fotointerpretación Normalmente se puede realizar la mayor parte del trabajo sólo con tres herramientas: un estereoscopio, un lápiz graso (dermatográfico) y una regla milimetrada. Para propósitos especiales en fotointerpretación, pueden usarse instrumentos más complejos y costosos.


Los estereoscopios de uso común en fotointerpretación pueden clasificarse en: Estereoscopios de Bolsillo y Estereoscopios de Espejos. Cuando sea necesario realizar mediciones, se recomienda utilizar reglas milimetradas y mejor aún, un escalímetro. El uso de lupas puede facilitar el proceso de indentificación y reconocimiento de objetos. Es también posible utilizar elementos más sofisticados para realizar medidas: como pueden ser cuñas de paralaje, barras de paralaje, comparadores de pendientes, planímetros, etc. Los estereoscopios de bolsillo tienen dos lentes separadas entre sí, por una distancia igual a la interpupilar, montadas en un marco plástico o metálico soportado por patas, de forma tal que las fotografías son observadas a través de dichas lentes. La distancia entre las lentes y las fotografías sobre las cuales se apoya el estereoscopio, corresponde a la distancia focal, de modo que la observación se realiza al infinito y con ejes paralelos.

Los estereoscopios de espejos consisten en cuatro espejos ubicados de forma tal que las imágenes se trasmitan por reflexión hacia los oculares, realizándose la observación de las fotografías en forma ortogonal a éstas, ubicándose las imágenes homólogas a distancias aproximadas a los 25 cm lo que evita la superposición o la necesidad de doblar alguna de las fotos.


2.2. Fotointerpretación: Fotoelementos Son elementos que se utilizan para el reconocimiento y análisis en una fotografía aérea y corresponden a características propias de los objetos que se registran en las películas fotográficas y desempeñan un papel decisivo en las etapas de identificación y examen de los aspectos que componen el área de estudio. Forma: Se refiere a las formas propias que presentan los objetos en la fotografía aérea. La mayor o menor capacidad de distinguir objetos por medio de su forma en una fotografía depende del grado de experiencia del fotointérprete. Por ejemplo, es relativamente fácil reconocer un volcán en una fotografía por su morfología cónica. Otros rasgos comunes que pueden ser fácilmente identificados, aún si el fotointérprete no es experimentado, son los caminos, ríos, lagos, ciudades, etc. Contexto Geográfico: Los objetos presentes en las fotografías aéreas se encuentran ubicados en un sitio con una posición geográfica determinada. Esto permite realizar una asociación de lugar y analizar la posibilidad de que el objeto observado pueda o no pertenecer al entorno geográfico de la fotografía. Por ejemplo, sería poco probable la presencia de áreas muy vegetadas en un ambiente desértico. Tono: Los tonos de gris en una fotografía pancromática (o de colores, en una de color) tienen su origen en la propiedad de la superficie de los cuerpos de reflejar en mayor o menor medida la luz solar. En general, los tonos claros a blanco, indican superficies con mucha reflectancia, como por ejemplo: depósitos de arena, nubes, nieve, depósitos salinos, el agua en movimiento, etc. Los tonos oscuros representan superficies con escasa a nula reflectancia, como ejemplo: lagos, vegetación vigorosa, rocas oscuras, sectores con sombra, etc. Textura: La distribución espacial de los tonos en una foto definen la textura. Esto produce una sensación a nuestra vista que la podemos traducir en términos como: lisa, rugosa (fina, gruesa), moteada, etc. Patrones de distribución: Se refiere a la organización espacial de un objeto o conjunto de objetos dentro de la foto. Si observamos cursos fluviales en una fotografía aérea, podremos ver que estos presentan un ordenamiento más o menos regular en el espacio. Estos ordenamientos quedan definidos a través de patrones de drenaje. Estos últimos son de singular importancia en geología ya que el diseño fluvial refleja las características litológicas, estructurales y climáticas de la región bajo estudio.

Ejercicios a realizar por el alumno: Ver ejercicio A.2 del Cuaderno de Ejercicios.


III. CARTOGRAFIA GEOLOGICA Para el seguimiento de esta parte de las prácticas necesitara el CD: Cartografía Geológica: Guía tridimensional interactiva de prácticas (CG: Guía 3D) (https://serviweb.uned.es/publicaciones/mostrar.asp?codigo=0150108CD01A01), y que se encuentra en abierto en los Open Course Ware de la UNED (http://ocw.innova.uned.es/cartografia/).

(si ve esta imagen en el textoes para que consulte el Curso CG: Guía 3D)

Índice del Curso: Cartografía Geológica: Guía tridimensional interactiva de prácticas (CG: Guía 3D) 1. CONCEPTOS BÁSICOS 2. PRINCIPIOS BÁSICOS DE CARTOGRAFÍA GEOLÓGICA

2.1. Base del mapa geológico: mapa topográfico 2.2. Intersección de capas geológicas planas con topografía 2.3. Capas plegadas. Intersección de los pliegues con la topografía 2.4. Capas fracturadas. Intersección de las fallas con la topografía 2.5. Concordancia y discordancia entre capas. Intersección con la topografía

3. CÁLCULOS GEOMÉTRICOS EN ZONAS CON CAPAS INCLINADAS (0°<ß<90°)

3.1. Cálculo del buzamiento real a partir del buzamiento aparente 3.2. Proyección de las capas en el plano. Problema de los tres puntos 3.3. Visualización tridimensional de las horizontales de un plano 3.4. Determinación del trazado cartográfico de una capa inclinada 3.5. Determinación de la dirección y el buzamiento de una capa inclinada a partir de su trazado cartográfico

4. CORTES GEOLÓGICOS

4.1. Construcción de cortes geológicos a partir del mapa geológico 4.2. Cortes geológicos en mapas con estratos horizontales 4.3. Cortes geológicos en mapas con pliegues 4.4. Cortes geológicos en mapas con fallas 4.5. Cortes geológicos en mapas con discordancias

https://serviweb.uned.es/publicaciones/mostrar.asp?codigo=0150108CD01A01

http://ocw.innova.uned.es/cartografia/


1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.1. Estratos y Planos de Estratificación: la orientación de las estructuras geológicas (revisar conceptos en CG: Guía 3D )

Como resultado directo de los procesos de sedimentación y litificación (Diagénesis) se forman los Estratos, los cuales constituyen las unidades sedimentarias básicas. Los planos que separan a unos estratos de los otros, constituyen las discontinuidades del terreno más importantes, ya que estas, salvo en zonas de

rocas ígneas plutónicas (granitos, gabros, etc...), se encuentran en terrenos sedimentarios, metamórficos y en algunos de los terrenos constituidos por rocas ígneas volcánicas. Los Estratos pueden definirse como unidades de litología homogénea resultado de una sedimentación continua, separado de los anteriores y posteriores por importantes discontinuidades (no‐sedimentación) o por cambios notables de la composición litológica (distinto régimen de sedimentación). En cualquier caso estas discontinuidades constituyen lo que se denominan planos de estratificación. Los Planos de Estratificación constituyen los planos geológicos fundamentales, cuya geometría será la clave para la correcta interpretación de los mapas geológicos. La disposición general "original" de los planos de estratificación es siempre horizontal o subhorizontal, y la geometría de los estratos es generalmente tabular (aunque de aspecto cuneiforme o lenticular a gran escala). Esta geometría original perdurará indefinidamente mientras estos no sean sometidos a esfuerzos tectónicos importantes, ante los cuales se deforman fracturándose o plegándose. Si estos esfuerzos perduran y son suficientemente intensos pueden provocar un aumento de la presión y la temperatura, llegándose a perder toda la geometría sedimentaria original (Metamorfismo) e incluso en último término fundirse convirtiéndose en un líquido muy viscoso (Magma). En definitiva, un estrato se encontrará separado de los demás estratos por dos discontinuidades ó planos de estratificación, uno superior y otro inferior. El superior (techo) representa la antigua superficie del terreno (ya estuviera sumergida o emergida) resultante del proceso de sedimentación que generó el estrato. El inferior (base o muro) tiene el mismo significado pero correspondiente al estrato inmediatamente subyacente. Cuando el lapso de tiempo que representa la discontinuidad sedimentaria que separa dos estratos superpuestos ha sido muy importante, normalmente tienen lugar procesos de erosión que desconfiguran la geometría plana original del plano de estratificación infrayacente, formándose pequeñas acanaladuras y canales, con lo que la geometría de la base del estrato suprayacente adquiere un aspecto irregular. Cuando esto sucede se le denomina "base erosiva" y generalmente es frecuente en rocas sedimentarias detríticas como las areniscas y conglomerados. La Dirección (Orientación) de un estrato, es el ángulo que forma la intersección de un plano de estratificación con un plano horizontal y el Norte Geográfico. A no ser que se indique lo contrario (mediante una flecha), en los mapas geológicos el Norte siempre se encuentra mirando hacia arriba, perpendicularmente a la línea que forma la base del mapa y paralelamente a las líneas que delimitan los lados del mapa.


El Buzamiento de un estrato, es el ángulo formado entre un plano de estratificación y la horizontal. Este siempre se mide en dirección perpendicular a la dirección del estrato, a lo largo de la cual se registra la línea de máxima pendiente a los largo del plano de estratificación. Cualquier otro ángulo de buzamiento medido oblicuamente a la dirección de estratificación será lógicamente menor y reciben el nombre de buzamiento aparente.

Dirección y buzamiento se representan conjuntamente en los mapas geológicos mediante un sólo símbolo. La dirección se representa mediante una pequeña línea de 1cm de longitud que forma un ángulo con el Norte del mapa idéntico al de la dirección de los estratos. El ángulo de buzamiento se representa como una línea, de 0.3‐0.4cm de longitud, perpendicular a la primera. Su posición a un lado u otro de la línea de dirección nos indica el sentido de buzamiento (dirección de buzamiento). El ángulo de buzamiento normalmente viene determinado por un número en grados al lado de dicho símbolo. Los Estratos Horizontales no poseen ni dirección ni buzamiento y el símbolo que se utiliza es el de una "cruz". Los Estratos Verticales se representan por una línea que indica su dirección y un punto o raya en su centro, que nos indica su verticalidad.

Simbología utilizada para representar en un mapa

la dirección y el buzamiento


El espesor o potencia de los estratos es bastante variable, desde escalas decimétricas hasta escalas decamétricas e incluso hectométricas. La potencia de un estrato siempre se mide perpendicularmente a los planos de estratificación. En los mapas geológicos convencionales no suelen representarse estratos individuales, sino más bien, conjuntos de ellos a los que comúnmente se les denominan formaciones, que generalmente registran potencias de cientos e incluso miles de metros. Estas, por tanto representan conjuntos de estratos ligados genéticamente (formados por un río, un lago, un arrecife de coral, un glaciar, etc...) y separados de las infra y suprayacentes por importantes discontinuidades sedimentarias, que en último termino representan el plano de estratificación del último estrato (el superior) incluido en ella. Este dato no suele venir indicado en los mapas geológicos, por tanto si queremos conocer el espesor de un estrato tendremos que hallarlo gráficamente, mediante la construcción de un corte geológico, o en el caso de topografía plana, a partir de la medida del espesor aparente. El espesor aparente se determina midiendo directamente en el mapa, y se corresponde con la distancia entre muro y techo de la capa en la superficie.

1.2. Representación de los contactos litológicos Generalmente se pueden establecer tres tipos diferentes de contactos entre materiales: contactos concordantes, discordantes y mecanizados. Los dos primeros términos hacen referencia a las relaciones geométricas (paralelismo) que existen entre los planos de estratificación de dos materiales, es decir si son subparalelos o no lo son. Los contactos mecanizados son todos aquellos que ponen en contacto dos materiales por medio de una falla o fractura.

Diferentes tipos de líneas usados para representar en los mapas geológicos las características de los contactos entre materiales.


Ejemplos en clase: Ver ejercicios E.1 y E.2 del Cuaderno de Ejercicios. Ejercicios a realizar por el alumno: Ver ejercicios A.3 y A.4 del Cuaderno de Ejercicios.

2. PRINCIPIOS BÁSICOS DE CARTOGRAFÍA GEOLÓGICA 2.1 Base del mapa geológico: mapa topográfico (ver apartado anterior: I. El Mapa Topográfico) 2.2. Intersección de capas geológicas planas con topografía ‐ capas horizontales (β=0°) ‐ capas verticales (β=90°) ‐ capas inclinadas (0°<β<90°) ‐ la regla de la V


2.3. Capas plegadas. Intersección de los pliegues con la topografía

Simbología utilizada para representar en un mapa los pliegues


2.4. Capas fracturadas. Intersección de las fallas con la topografía

Simbología utilizada para representar en un mapa los contactos por falla


2.5. Concordancia y discordancia entre capas. Intersección con la topografía

3. CÁLCULOS GEOMÉTRICOS EN ZONAS CON CAPAS INCLINADAS (0°<ß<90°) 3.1. Cálculo del buzamiento real a partir del buzamiento aparente


3.2. Proyección de las capas en el plano. Problema de los tres puntos


3.3. Visualización tridimensional de las horizontales de un plano

.4. Determinación del trazado cartográfico de una capa inclinada

3


3.5. Determinación de la dirección y el buzamiento de una capa inclinada a partir de su trazado cartográfico

Ejemplos en clase: Vistos con CG: Guía 3D Ejercicios a realizar por el alumno: Ver ejercicios A.5, A.6 y A.7 del Cuaderno de Ejercicios

4. CORTES GEOLÓGICOS Recomendaciones para realizar un corte geológico: 1) Los cortes geológicos deben de tener igual escala vertical que horizontal. Esto puede resultar extraño a aquellas personas acostumbradas a realizar perfiles topográficos para trabajos de carreteras, en los que la escala vertical es mayor que la horizontal, o aquellos acostumbrados a ver los perfiles de rutas de montaña. El hecho que en geología no se haga así, es porque en los cortes geológicos se utilizan ángulos (buzamientos) y si las escalas fuesen distintas estos quedarían deformados y/o exagerados. En cualquier caso, en terrenos de muy poco relieve puede aceptarse una exageración vertical x2 (doble), pero siempre ha de tenerse en cuenta el hecho de que los ángulos de buzamiento de estratos, fallas, ejes de pliegue, etc. se encuentran exagerados. Por tanto, éstos no se pueden obtener gráficamente a partir del mapa y se necesitará de construcciones trigonométricas auxiliares para su determinación. 2) Es conveniente el uso de papel milimetrado ya que facilita enormemente la realización del corte (aunque no es indispensable). En cualquier caso es indispensable dibujar en el extremo izquierdo del papel a utilizar, la escala vertical


a utilizar. Si no se dispone de papel milimetrado es indispensable dibujar líneas horizontales (a modo de guitarra) en cada una de las cotas que aparezcan en la escala vertical. 3) Para representar las diferentes litologías se utilizaran las tramas geológicas que aparezcan en los mapas, o en su defecto las convencionales. Las tramas que posean líneas a trazos o continuas deben de representarse paralelamente a los planos de estratificación (es norma). En su defecto pueden utilizarse colores, aunque estos se utilizan normalmente para indicar la edad de los materiales.

Tramas litológicas comúnmente usadas (de González Casado y Giner, 2002)

Colores usados en los mapas geológicos asociados a su edad (de González Casado y Giner, 2002) 4) Por comodidad de dibujo se supondrá que los estratos pertenecientes a una misma serie sedimentaria (sucesión) mantienen su potencia y poseen el mismo buzamiento, aunque en casos reales es raro que esto ocurra. Por la misma causa, se supondrá que los ejes de plegamiento poseen direcciones paralelas a las de los estratos que se encuentran en sus flancos. 5) Para Realizar un corte geológico se siguen tres pasos: a) Realización del corte topográfico a lo largo de la línea de corte indicada. b) Proyección de los contactos geológicos que intersecten la línea de corte sobre la topografía realizada en el paso anterior. c) Construcción de la geometría de los estratos en el subsuelo apoyándonos en construcciones auxiliares (contornos estructurales).


4.1. Construcción de cortes geológicos a partir del mapa geológico

4.2. Cortes geológicos en mapas con estratos horizontales


4.3. Cortes geológicos en mapas con pliegues

4.4. Cortes geológicos en mapas con fallas


4.5. Cortes geológicos en mapas con discordancias

Ejemplos en clase: Vistos con CG: Guía 3D Ejercicios a realizar por el alumno: Ver ejercicios A.8, A.9 y A.10 del Cuaderno de Ejercicios.


Anexo I: Razones trigonométricas

El seno de un ángulo, es la razón entre su cateto opuesto y la hipotenusa. Su inversa es la cosecante:

sen α = cateto opuesto/hipotenusa

cosec α = hipotenusa/cateto opuesto

El coseno de un ángulo, es la razón entre su cateto contiguo y la hipotenusa. Su inversa es la secante:

cos α = cateto contiguo/hipotenusa

sec α = hipotenusa/cateto contiguo

La tangente de un ángulo, es la razón entre su cateto opuesto y su cateto contiguo. Su inversa es la contangente:

tg α = cateto opuesto/cateto contiguo

cotg α = cateto contiguo/cateto opuesto

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Anexo II EL MAPA GEOLOGICO NACIONAL ESCALA 1:50.000 (HOJAS MAGNA). (Silva, P.G. Interpretación de mapas geológicos aplicada a la ingeniería civil. EPSA, Departamento de Geología, Universidad de Salamanca)

Las Hojas MAGNA representan el documento de infraestructura geológica básico que cubre todo el territorio nacional (Península, Archipiélagos Balear y Canario). Está editado por el IGME (Instituto Geológico y Minero de España), dependiente en la actualidad del Ministerio de Educación y Ciencia. Antiguamente, pertenecía al Ministerio de Industria y Energía y tuvo las denominaciones de IGME (Inst. Geológico y Minero de España) hasta 1990 y posteriormente ITGE (Inst. Tecnológico Geo‐Minero de España) hasta 1996. La base del Mapa Geológico Nacional es el Mapa Topográfico Nacional escala 1:50.000 que edita el IGN (Instituto Geográfico Nacional). Es decir el Mapa se encuentra subdividido en distintas Hojas Magna. Cada Hoja tiene un nombre que corresponde al de la población más importante incluida en ella y una doble numeración que corresponden a la del Mapa Topográfico Nacional del IGN (número único) y a la del Servicio Geográfico del Ejército (doble numeración de fila y columna). Por ejemplo la Hoja de JALANCE (Valencia) es la 745/27‐29, pero normalmente nos guiaremos por la primera, la del IGN (745). Como es lógico la base topográfica es imprescindible, sería imposible interpretar correctamente un mapa geológico sin la topografía. Así la equidistancia de las curvas de nivel es de 20m para las normales y de 100m para las maestras (trazo más grueso). Al igual que los mapas topográficos las hojas magnas suelen presentar dos tipos de coordenadas, las geográficas expuestas en grados, minutos y segundos y las correspondientes a la proyección UTM. Las primeras están señaladas en los bordes del mapa, y en cada esquina aparece la coordenada exacta correspondiente, pero debido a la deformación de la proyección los meridianos y paralelos no se corresponden con horizontales y verticales del plano. Las Coordenadas UTM están representadas por líneas de color azul, que subdividen la hoja en cuadrículas de 2km de lado (4km2), tampoco estas se corresponden con horizontales y verticales. En todas las hojas el Norte geográfico coincide con la cabecera (hacia arriba). En la esquina inferior derecha de las hojas aparece el nombre de la empresa, consulting u organismo oficial que ha realizado la cartografía, así como el nombre de los autores y la fecha de realización del mapa. Normalmente, cuanto más reciente sea la fecha de realización más detallada y exacta será la cartografía, sobre todo en mapas que contengan terrenos neógenos y cuaternarios (Cuencas del Duero, Tajo, Ebro, Guadalquivir, etc..). El tema de la fecha ha de tenerse muy en cuenta, ya que los mapas pueden tardar mucho en publicarse, de manera que la fecha de realización y la de publicación son muy distintas. Por ejemplo la Hoja de Jalance (745) fué realizada en 1976, pero se encuentra publicada en 1980. La representación geológica del terreno es algo diferente, a la expuesta anteriormente, normalmente va en doble clave representando unidades geológicas mayores (series y/o formaciones geológicas) que coinciden a grandes rasgos con los límites geocronológicos de pisos y subpisos. Una es el Color que nos indica la edad de los materiales: Precámbricos (rosas), Paleozoicos (Marrones, Verdes y Naranjas oscuros) Triásico (violetas), Jurasicos (Azules), Cretácico (verdes), Terciarios (amarillos y naranjas) y Cuaternario (Grises). La otra es un Código Alfanumérico compuesto por una letra mayúscula con sub o superíndices (C15), en la que la letra nos indica la edad (C: Cretácico, J: Jurásico, T: Triáscio, T: Terciario, Q: Cuaternario, etc..) y el subíndice nos índica la litología. Colores y códigos aparecen explicados en la leyenda impresa en el margen izquierdo de todos los mapas. Las


tramas geológicas convencionales raramente son utilizadas en las Hojas Magna, únicamente los terrenos cuaternarios disponen de tramados en rojo, para representar el tipo y origen de los distintos tipos de materiales (abanicos aluviales, glacis, terrazas fluviales, dunas, playas, fondos de valle, rellenos de dolina, etc..). Excepcionalmente los materiales neógenos o terciarios pueden disponer de algún tipo de tramado adicional, especialmente en los terrenos terciarios, donde una misma unidad puede presentar cambios laterales de facies sedimentarias.

Las leyendas de las Hojas Magna son simples y representan lo que se denominan columnas de yacencia. Éstas representan la disposición y relaciones estratigráficas entre todos los materiales geológicos que aparecen en el mapa, es decir la columna estratigráfica ideal sintética de todo el territorio que cubre la hoja mostrando los hiatos estratigráficos existentes entre las diferentes unidades geológicas. Estos quedan plasmados gráficamente por la distinta anchura de cada una de las unidades en la columna, aquellas que sobresalen no solo se apoyan en los materiales inmediatamente infrayacentes, sino también con el resto de materiales que intersectara una línea vertical trazada desde su base (saliente). Además, como apoyo, los límites entre las distintas unidades poseen diferente trazado indicándonos si se trata de un contacto concordante (línea de puntos), discordante (línea a trazos) o mecánico (línea continua). Como se dijo anteriormente, los distintos materiales geológicos corresponden a grandes unidades, y raramente se

representan estratos individuales. Esto último sólo se realiza en el caso de que sean horizontes y/o niveles guía característicos, que permitan la correlación de la geología a lo largo de gran parte del territorio abarcado en la hoja. Por ejemplo, de nuevo en el caso de la Hoja de Jalance (745), aparece un estrato individual, siglado con una m minúscula, que representa un estrato de margas limoníticas verdes del Cenomanense Medio (Cretácico superior), fácilmente reconocibles en el terreno. Normalmente suelen representarse con colores más intensos y distintos a los de las unidades que las engloban. En el caso de Jalanace el estrato m posee un color azul oscuro intenso, muy diferente al de las unidades que le engloban (verdes cretácicos). En la esquina inferior izquierda, dentro de un recuadro aparecen todos los símbolos geológicos convencionales existentes en la hoja correspondiente (fallas, pliegues, contactos, dirección y buzamientos, esquistosidades, así como canteras, minas y yacimientos fósiles). También pueden venir representados algunos símbolos en color rojo que representan accidentes del terreno específicos creados por los agentes geológicos, como pueden ser depresiones kársticas (dolinas), escarpes de terraza, etc.


En el margen derecho se sitúan varios mapas adicionales a distintas escalas. En los mapas más antiguos, realizados antes de 1990, únicamente aparecen dos mapas complementarios. Un Esquema Tectónico o Morfoestructural del área abarcada por la Hoja, a escala 1:250.000, que es de gran utilidad para comprobar las direcciones principales de las distintas familias de fallas y/o fracturas existentes, así como surcos sedimentarios de origen tectónico, ejes de plegamiento, etc.. El otro corresponde a un Esquema Geológico Regional a escala 1:1.000.000 en el que aparece la geología sintética de la hoja 1:200.000 en la que se incluye el mapa, de utilidad para observar el encuadre geológico de la zona. Es decir, para ver si nos encontramos en el centro o en el margen de una cuenca terciaria, en el interior de un sistema montañoso, etc. En Hojas más recientes, la mayoría de ellas aún sin publicar, suelen aparecer acompañando a los anteriores, mapas esquemáticos hidrogeológicos y de suelos a escala 1:250.000. También en el margen derecho de la hoja, en la esquina inferior, aparecen una serie de columnas estratigráficas, bien levantadas sobre el terreno o bien pertenecientes a testigos de sondeos mecánicos. Se encuentran numeradas, con una leyenda adicional en la que aparece el nombre y las coordenadas geográficas de la localidad, o boca de sondeo donde se han realizado. Por tanto, fácilmente localizables en la Hoja. Por último, en el margen inferior de la hoja aparecen una serie de cortes geológicos a escala, cuyas líneas de corte están marcadas en los extremos de la hoja (I‐I', IV‐IV', etc.). Su función es meramente orientativa, y dada su escala (1:50.000) no sirven para estudios detallados de ingeniería, que requieren escalas mayores, pero sí que sirven para los estudios de infraestructura previos de todos los proyectos de ingeniería, especialmente durante las fases de viabilidad y anteproyecto. Por último cada hoja geológica va acompañada de una memoria explicativa, en donde se expone la estratigrafía, tectónica, historia geológica, y Geología económica de la zona abarcada por la hoja. Los Mapas más recientes incluyen también un apartado referente a la geomorfología de la zona con un esquema geomorfológico acompañante a escala 1:100.000. Todas las hojas poseen una adenda bibliográfica, en la que se citan los trabajos más relevantes realizados en la zona, así como la revista y o libro en el que han sido publicados, a partir de los cuales se puede ampliar el conocimiento de diferentes zonas o problemas geológicos específicos. Además todas las hojas disponen de una información complementaria, fundamentalmente compuesta por muestras de rocas y láminas delgadas para su estudio petrográfico, Informes petrográficos y paleontológicos de dichas muestras, Informes hidrológicos, hidrogeológicos y geomorfológicos, con mapas acompañantes a escala 1:50.000, Columnas estratigráficas de detalle con estudios de granulometría y sedimentología, Testigos de sondeos realizados expresamente para la hoja, fotografías de campo, etc. Toda esta información esta disponible para cualquiera que quiera consultarla, en el Centro de Documentación del IGME, C/Rios Rosas,6. Madrid. En la actualidad, desde mediados de los años 90, los mapas geológicos van acompañados por una cartografía geomorfológica a escala 1:50.000 a todo color y con diferentes mapas y/o esquemas acompañantes (hidrológicos, climáticos, pendientes, sísmicos, etc…). La tercera edición de los MAGNAS, que ha comenzado a principios del año 2000, lleva además complementariamente un mapa 1:50.000 de procesos activos, en la que se pueden consultar los procesos de erosión y sedimentación actualmente activos generados por distintos agentes geomorfológicos (p. ej. Fluviales, glaciares, eólicos, litorales, gravitatorios, etc…). En cierto sentido, esta cartografía, junto con la geomorfológica presentan una base inestimable para acometer estudios preliminares medio‐ambientales y de riesgos naturales.


Mas recientemente, desde la página web del IGME http://www.igme.es accediendo al botón de productos y descargas, se pueden obtener gratuitamente archivos raster, en formatos jpg y pdf de todas las hojas geológicas editadas hasta la fecha.

http://www.igme.es/


Escala del Tiempo Geológico

EON

ERA

SISTEM

Periodo

SERIE (Época)

EDAD M.a.

EON

ERA

SISTEM

Periodo

SERIE (Época)

EDAD M.a.

Holoceno 0.01

Superior

38502.6

Medio 3972.7 C

UATERNARIO

Pleistoceno

2.588

DEV

ÓNICO

Inferior 4162.8 Pridoli

Plioceno 5.322 Ludlow 422.92.5

Wenlock

NEO

GEN

O

Mioceno

23.03

SILÚ

RICO

Llandovery 443.71.5

Oligoceno

33.90.1

Superior 460.91.6

Medio 471.81.6

Eoceno

55.80.2 ORDOVÍCIO

Inferior 488.31.7

CEN

OZO

ICO

PALEÓGEN

O

Paleoceno

65.50.3

Superior o Furongiense

5012.0

Medio 5132.0

Superior

99.60.9

PHANER

OZO

ICO

PALEOZO

ICO

CÁMBRICO

Inferior 5421.0

CRETÁCIO

Inferior

145.54 NEOPROTEROZOICO

1000

Superior

161.24 MESOPROTEROZOICO 1600

Medio

175.64

PROTERZO

ICO

PALEOPROTEROZOICO 2500 JU

RÁSICO

Inferior 199.60.6

NEOARCAICO 2800

Superior 228.02

MESOARCAICO 3200

Medio 245.01.5 PALEOARCAICO 3600

MESOZO

ICO

TRÍASICO

Inferior 251.00.4

PREC

ÁMBRICO

ARCAICO

EOARCAICO

251.00.4

PÉR

MICO

Pérmico

279.50.4

PHANER

OZO

ICO

PALEOZO

ICO

CARBO

NÍFER

O

Pensilvaniense Missipissiense

345.20.7

LIMITE INFERIOR SIN DEFINIR: Rocas más antiguas 3.800 Millones de años (M.a.) Edad máxima estimada Planeta Tierra: 4.600 – 4.800 Millones de Años (M.a.)


Escala del Tiempo Geológico Comisión Internacional de Estratigrafía(2009) (para ver actualizaciones ir a http://www.stratigraphy.org/)

http://www.stratigraphy.org/

practicas de geologia ii - guion2010-2011[1]

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