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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA. MINAS, PETRÓLEOS Y
AMBIENTAL
CARRERA DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA
Caracterización Litológica – Estructural y Evaluación de los Deslizamientos en la zona
de Cachi, Pujilí, Provincia de Cotopaxi.
Trabajo de Titulación, modalidad proyecto de investigación previo a la obtención del
Título de Ingeniero en Geología.
AUTOR: Santiago Samuel Burga Cholca
Quito, 2019
TUTOR: Ing. Luis Felipe Pilatasig Moreno
iii
DERECHOS DE AUTOR
Yo SANTIAGO SAMUEL BURGA CHOLCA en calidad de autor y titular de los
derechos morales y patrimoniales del trabajo de titulación: “CARACTERIZACIÓN
LITOLÓGICA – ESTRUCTURAL Y EVALUACIÓN DE LOS
DESLIZAMIENTOS EN LA ZONA DE CACHI, PUJILÍ, PROVINCIA DE
COTOPAXI”, modalidad Proyecto de Investigación, de conformidad con el Art. 114 del
CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS,
CREATIVIDAD E INNOVACIÓN, concedo a favor de la Universidad Central del
Ecuador una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la
obra, con fines estrictamente académicos. Conservo a mi favor todos los derechos de
autor sobre la obra, establecidos en la normativa citada.
Asimismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la digitalización
y publicación de este trabajo de titulación en el repositorio virtual, de conformidad a lo
dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.
El autor declara que la obra objeto de la presente autorización es original en su forma de
expresión y no infringe el derecho de autor de terceros, asumiendo la responsabilidad por
cualquier reclamación que pudiera presentarse por esta causa y liberando a la Universidad
de toda responsabilidad.
En la ciudad de Quito, a los 05 días del mes de septiembre del 2019.
Firma:
-----------------------------------------------------
Santiago Samuel Burga Cholca
CI: 1722556436
Dirección electrónica: [email protected]
iv
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y
AMBIENTAL
CARRERA DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA
APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL TUTOR
Yo LUIS FELIPE PILATASIG MORENO, en calidad de tutor del trabajo de titulación,
modalidad proyecto de investigación: “CARACTERIZACIÓN LITOLÓGICA –
ESTRUCTURAL Y EVALUACIÓN DE LOS DESLIZAMIENTOS EN LA ZONA DE
CACHI, PUJILÍ, PROVINCIA DE COTOPAXI”, elaborado por el estudiante
SANTIAGO SAMUEL BURGA CHOLCA de la Carrera de Ingeniería en Geología,
Facultad de Ingeniería en Geología, Minas Petróleos y Ambiental de la Universidad
Central del Ecuador, considero que el mismo reúne los requisitos y méritos necesarios en
el campo metodológico y en el campo epistemológico, para ser sometido a la evaluación
por parte del jurado examinador que se designe , por lo que APRUEBO, a fin que el
trabajo sea habilitado para continuar con el proceso de titulación determinado por la
Universidad Central del Ecuador.
En la ciudad de Quito, a los 12 días del mes de julio del 2019.
Luis Felipe Pilatasig Moreno
Ingeniero en Geología - M.Sc. Geología Minera
CI: 0501382493
TUTOR
v
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y
AMBIENTAL
CARRERA DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA
APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL
TRIBUNAL
En el tribunal constituido por: Ing. Elías Ibadango e Ing. Jorge Bustillos como miembros,
DECLARAN: Que el presente proyecto de investigación denominado:
“CARACTERIZACIÓN LITOLÓGICA – ESTRUCTURAL Y EVALUACIÓN DE LOS
DESLIZAMIENTOS EN LA ZONA DE CACHI, PUJILÍ, PROVINCIA DE
COTOPAXI”, preparado por el señor SANTIAGO SAMUEL BURGA CHOLCA,
egresado de la Carrera de Ingeniería en Geología, ha sido revisado, verificado y evaluado
detenida y legalmente, por lo que califican como original y auténtico del autor.
En la ciudad de Quito, a los 05 días del mes de septiembre del 2019.
Para constancia de lo actuado firman:
……………………………………. ………………………………………..
Ing. Elías Ibadango Ing. Jorge Bustillos
MIEMBRO DEL TRIBUNAL MIEMBRO DEL TRIBUNAL
vi
DEDICATORIA
A mi madre María Cholca
con todo mi amor, a mis hermanos,
a mis sobrinos y a mis buenos amigos.
vii
AGRADECIMIENTOS
Agradezco principalmente a Dios por cuidarme, ponerme siempre en el camino indicado
y por todas las bendiciones que me ha brindado.
A mi madre María Estherlía Cholca Guatemal, mi primera dama, por todo su tiempo
entregado incondicionalmente a mi cuidado durante estos 25 años de su vida, por ser el
mejor ejemplo a seguir y nunca tirar la toalla a pesar de tantas adversidades.
A mi padre José Burga por todos sus consejos brindados y palabras de aliento, siempre
supe que en sus palabras nunca hubo malicia a pesar de las circunstancias.
A mis hermanos por todo el apoyo brindado antes y ahora.
A mis sobrinos por ser una gran motivación y por alegrar mi vida con sus ocurrencias.
A mi tío Narciso Albacura y mi tía Carmen Cholca por ser un gran apoyo en momentos
difíciles y considerarme como a un hijo.
Al Ingeniero Luis Pilatasig por su gran ayuda para que este sueño se materialice, por su
gran profesionalismo y buen criterio a la hora de ejercer la Geología.
A los Ingenieros Elías Ibadango y Jorge Bustillos por compartir su experiencia y opinión
profesional durante el desarrollo de esta investigación.
Al Ingeniero Kléver Fierro, Carlos Valenzuela, Sofía Gualavisí, Geovanny Díaz,
Carlomagno Aguas, Marcelo Parra, Verónica Villarreal, Seño Mónica Palacios, por
brindarme la oportunidad de contar con su amistad y apoyo en momentos muy
importantes de mi vida.
A mis buenos y estimados amigos por todo lo vivido y a los docentes que han sabido
trascender con sus enseñanzas en mis aptitudes.
viii
CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1
1.1. Antecedentes y justificativos ............................................................................. 1
1.1.1. Antecedentes y planteamiento del problema .............................................. 1
1.1.2. Justificación ................................................................................................ 1
1.2. Estudios previos ................................................................................................. 2
1.3. Objetivos ............................................................................................................ 3
1.3.1. Objetivo General......................................................................................... 3
1.3.2. Objetivos específicos .................................................................................. 3
1.4. Alcance .............................................................................................................. 4
1.5. Situación Geográfica .......................................................................................... 4
1.5.1. Ubicación y acceso ..................................................................................... 4
1.5.2. Relieve ........................................................................................................ 6
1.5.3. Hidrografía.................................................................................................. 7
1.5.4. Clima y Vegetación .................................................................................... 7
2. MARCO TEÓRICO .................................................................................................. 9
2.1. Geología Regional ............................................................................................. 9
2.1.1. Litoestratigrafía .......................................................................................... 9
2.1.2. Configuración estructural ......................................................................... 11
2.1.3. Modelo Geodinámico ............................................................................... 12
2.2. Teoría de las deformaciones ............................................................................ 12
2.3. Fenómenos de Remoción en Masa .................................................................. 15
3. MARCO METODOLÓGICO ................................................................................. 17
3.1. Tipo de estudio ................................................................................................. 17
3.1.1. Descriptivo................................................................................................ 17
3.1.2. Predictivo .................................................................................................. 17
3.2. Universo y Muestra .......................................................................................... 17
3.3. Métodos y técnicas de recolección de datos .................................................... 17
3.3.1. Recopilación de información .................................................................... 18
3.3.2. Trabajo de campo ..................................................................................... 19
3.3.3. Trabajo de gabinete .................................................................................. 20
3.3.4. Interpretación geológica y su relación con deslizamientos ...................... 22
ix
4. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DE LA ZONA DE CACHI-PUJILÍ ......... 23
4.1. Unidades litológicas Pre-Cuaternarias ............................................................. 23
4.1.1. Unidad Río Cala (KRC) ........................................................................... 23
4.1.2. Grupo Zumbagua (MZSv) ........................................................................ 25
4.2. Unidades litológicas Cuaternarias.................................................................... 29
4.2.1. Cangahua .................................................................................................. 29
4.3. Depósitos superficiales .................................................................................... 30
4.3.1. Coluvial indiferenciado ............................................................................ 30
4.3.2. Coluvial antiguo ....................................................................................... 31
4.3.3. Coluvial reciente ....................................................................................... 31
4.3.4. Aluvial ...................................................................................................... 32
4.4. Intrusivos.......................................................................................................... 32
4.5. Deformaciones Pre-Cuaternarias ..................................................................... 33
4.5.1. Sistema de Fallamiento Pallatanga – Pujilí- Calacalí ............................... 35
4.5.2. Falla Tambillo........................................................................................... 35
4.5.3. Sistema de fallamiento E-W ..................................................................... 36
4.5.4. Plegamiento .............................................................................................. 36
4.6. Deformaciones Cuaternarias ............................................................................ 37
4.6.1. Falla Activa Inversa .................................................................................. 37
4.6.2. Zona de deformación Oriental .................................................................. 39
4.7. Procesos Geodinámicos Externos .................................................................... 41
4.7.1. Análisis Histórico ..................................................................................... 41
4.7.2. Deslizamiento Inactivo ............................................................................. 42
4.7.3. Deslizamiento Activo de mediana magnitud ............................................ 44
4.7.4. Deslizamiento Activo de pequeña magnitud ............................................ 47
4.8. Factores condicionantes y detonantes de los procesos geodinámicos externos50
4.8.1. Deformación Cortical-Fallamiento ........................................................... 50
4.8.2. Sismicidad ................................................................................................ 50
4.8.3. Condición Geomecánica de la Cangahua ................................................. 51
4.8.4. Pluviosidad ............................................................................................... 52
4.8.5. Pendientes ................................................................................................. 53
5. DISCUSIÓN............................................................................................................ 55
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................... 58
x
6.1. Conclusiones .................................................................................................... 58
6.2. Recomendaciones ............................................................................................ 60
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................ 61
xi
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo 1. Descripción de rocas representativas de la zona de estudio ........................... 63
Anexo 2. Perfil litológico a lo largo de la línea A-A' ..................................................... 67
Anexo 3. Perfil litológico a lo largo de la línea B-B' ..................................................... 68
xii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Mapa de ubicación de la zona de estudio ......................................................... 5
Figura 2. Esquema del acceso a la zona de estudio ......................................................... 6
Figura 3. Relieve de la zona de estudio ........................................................................... 7
Figura 4. Vegetación en la zona de estudio, UTM 750786-9892302 (S. Burga) ............ 8
Figura 5. Niveles estructurales de la corteza terrestre (Mattauer, 1976) ....................... 13
Figura 6. Clasificación básica de fallas: normal, inversa y en dirección o transcurrente
(Rodríguez, 2012) ........................................................................................................... 14
Figura 7. Tipos y clasificación de pliegues (Rodríguez, 2012) ..................................... 14
Figura 8. Partes de un deslizamiento rotacional (Suárez, 1998) .................................. 16
Figura 9. Flujograma de procesos en la cartografía litológica-estructural .................... 17
Figura 10. Flujograma de procesos de la recopilación de información ......................... 18
Figura 11. Mapa de geotravesías recorridas durante el trabajo de campo ..................... 18
Figura 12. Flujograma de procesos del trabajo de campo ............................................. 19
Figura 13. Flujograma de procesos de trabajo de gabinete ........................................... 21
Figura 14. Lamina delgada de la muestra M-CACHI, lente (5x), (A) Luz natural, (B)
Luz polarizada. Abreviaciones: (Cl) clorita, (Hbl) hornblenda, (Plg) plagioclasa, (Py)
pirita ................................................................................................................................ 23
Figura 15. Lamina delgada de la muestra M-CACHI, lente (10x), (C) Luz natural, (D)
Luz polarizada. Abreviaciones: (Plg) plagioclasa, (Ca) calcita ...................................... 24
Figura 16. Lava andesito basáltica con dos tipos de textura, porfirítica en la parte
superior y afanítica en la parte inferior (S. Burga) ......................................................... 24
Figura 17. Brechas conglomeráticas con clastos de origen volcánico de composición
andesítica y dacítica, de forma subangulosa a subredondeada (S. Burga) ..................... 25
Figura 18. Lámina delgada de la muestra 2M2D1S2, lente (10x), (A) Luz natural, (B)
Luz polarizada. Abreviaciones: (Plg) plagioclasa, (Hbl) hornblenda, (Qz) cuarzo ....... 26
Figura 19. Afloramiento de limolitas tobáceas intercaladas con areniscas tobáceas,
UTM 750835-9892359 (S. Burga) ................................................................................. 27
Figura 20. Afloramientos de lutitas y limolitas estratificadas. (A) Afloramiento ubicado
al noreste de Cuturiví, UTM 750601-9892059 (B) Afloramiento ubicado al oeste de
Cuturiví, UTM 750106-9892073 (S. Burga) .................................................................. 28
Figura 21. Lavas andesito basálticas con fenocristales de piroxeno (S. Burga) ............ 28
Figura 22. Características de la cangahua en la zona de estudio. (A) Afloramiento de
cangahua con diferentes tonalidades, UTM 750367-9892515 (B) Laminaciones de
ceniza volcánica, (C) Granos de lapilli dentro de la cangahua (S. Burga) ..................... 29
Figura 23. Afloramiento de depósito coluvial de espesor entre 15 a 20 metros con
clastos métricos, ubicado en Cuturiví, UTM 750625-9892072 (S. Burga) .................... 30
Figura 24. Características del coluvial reciente. (A) Material caótico de tonalidades
amarillentas y ocres, UTM 750868-9892667 (B) Horizontes lenticulares limo arenosos
(ceniza volcánica) expuestos en la parte SW del coluvial reciente (S. Burga) .............. 31
xiii
Figura 25. Afloramiento de depósito Aluvial subyaciendo a la Cangahua a lo largo del
Río Patoa, UTM 751274-9893424 (S. Burga) ................................................................ 32
Figura 26. Características del Intrusivo Indiferenciado. (A) Afloramiento de rocas
dacíticas muy fracturas, UTM 751613-9893219 (B) Dacita con textura porfirítica y
tonalidad gris clara (S. Burga) ........................................................................................ 33
Figura 27. Evidencia de las deformaciones Pre-Cuaternarias. (A) Afloramiento de lavas
andesito basálticas altamente deformadas, UTM 751141-9893274 (B) Vetillas de calcita
cortando las lavas, (C) Estrías de falla indicativas del fallamiento (S. Burga) .............. 34
Figura 28. Evidencia de alta actividad tectónica en la zona de estudio. (A)
Afloramiento de brechas tectónicas con alto fracturamiento, UTM 751016-9892946 (B)
Brecha tectónica deleznable con clastos ligeramente orientados (S. Burga) ................. 35
Figura 29. Afloramiento con pliegue de arrastre afectando a las lavas andesito
basálticas de la Unidad Río Cala, UTM 751141-9893274 (S. Burga) ........................... 36
Figura 30. Rocas sedimentarias del Grupo Zumbagua afectadas por el plegamiento Pre-
Cuaternario. (A) Lutitas con estratificación vertical ocurren al S del Deslizamiento de
Cachi, UTM 750601-9892059 (B) Lutitas estratificadas con suave inclinación al SE
ocurren al W de Cuturiví, UTM 750106-9892073 (S. Burga) ....................................... 37
Figura 31. Plano de falla con estrías inclinadas en afloramiento de Cangahua,
sugiriendo movimiento tanto horizontal como vertical, UTM 750367-9892515 (S.
Burga) ............................................................................................................................. 38
Figura 32. Imagen de marzo de 1995 de la zona oeste de Cuturiví, mostrando una Loma
de Presión y un Sag-Pond, indicadores de neotectonismo, UTM 750011-9892105 (L.
Pilatasig) ......................................................................................................................... 39
Figura 33. Corte de talud mostrando niveles de Cangahua y la capa de suelo
deformados. Nótese el desplazamiento de la capa de suelo supera los 3 metros de altura,
UTM 749638-9893248 (L. Pilatasig) ............................................................................. 39
Figura 34. Falla de alto ángulo de buzamiento ubicada en la Quebrada de Cuturiví, está
poniendo en contacto tectónico niveles de Cangahua al E y rocas del Grupo Zumbagua
al W, UTM 750651-9892048 (S. Burga) ........................................................................ 40
Figura 35. Falla-Fractura en la capa de Cangahua dentro de la cual está un bloque de
suelo como cuña, UTM 750369-9892507 (S. Burga) .................................................... 41
Figura 36. Escarpe principal con rumbo E-W y el talud inclinado fuertemente al N, con
altura aproximada de 20 metros, UTM 750793-9892312 (S. Burga) ............................. 42
Figura 37. Vista panorámica del Deslizamiento Antiguo desde el Cerro Punteras.
Nótese la morfología típica de un deslizamiento rotacional y además la extensa área de
afectación, UTM 751174-9892486 (S. Burga) ............................................................... 43
Figura 38. Escarpe principal en forma de herradura con una atura que llega hasta los 2
metros. Nótese el escalonamiento del material que se ha desplazado recientemente,
UTM 750762-9892491 (S. Burga) ................................................................................. 44
Figura 39. Imagen del pie y la zona de acumulación del deslizamiento activo de Cachi
Alto, UTM 750931-9892659 (L. Pilatasig) .................................................................... 45
Figura 40. Imágenes del deslizamiento. (A) Grietas transversales y longitudinales en el
cuerpo del deslizamiento UTM 750702-9892570 (B) Estrías indicativas del movimiento
de los materiales geológicos, UTM 750728-9892557 (S. Burga) .................................. 46
xiv
Figura 41. Características del deslizamiento. (A) Agua estancada en el cuerpo del
deslizamiento, UTM 750760-9892547 (B) Imágenes de la vía a Cachi Alto a julio de
2018 y a febrero de 2019, nótese el desplazamiento horizontal como vertical, UTM
750793-9892578 (L. Pilatasig) ....................................................................................... 47
Figura 42. Deslizamiento traslacional de pequeña magnitud el depósito formado por
este deslizamiento está cubierto por el depósito formado por el deslizamiento de
mediana magnitud, UTM 750953-9892624 (L. Pilatasig) ............................................. 48
Figura 43. Mapa litológico-estructural y de movimientos en masa de la Zona de Cachi-
Pujilí................................................................................................................................ 49
Figura 44. Imagen de tipo DEM mostrando la delimitación de los deslizamiento
antiguo y reciente, y la ubicación de las muestras tomadas para realizar los ensayos
geomecánicos (E. Analuisa) ........................................................................................... 51
Figura 45. Mapa de pendientes de la zona de estudio, reclasificado según Lugo, 1988
(Cuenca & Mariño, 2019) ............................................................................................... 54
xv
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Coordenadas de la zona de estudio .................................................................... 5
Tabla 2. Descripción de la litoestratigrafía regional. (Hughes & Bermúdez, 1997),
(Boland, y otros, 2000) ..................................................................................................... 9
Tabla 3. Instrumentos utilizados para el trabajo de campo ........................................... 19
Tabla 4. Resumen de las propiedades físico-mecánicas de las muestras ensayadas
tomadas en la zona de estudio y de muestras de Cordovillo, 2018; Pillajo, 2016;
CONAMA, 2018; Karol, 1960; Terzaghi, 1980; Metro Q, 2018 y UNAL, 2018 (E.
Analuisa) ......................................................................................................................... 52
xvi
ABREVIATURAS Y SIGLAS
BGS Servicio Geológico Británico (siglas en inglés)
DAC Dirección General de Aviación Civil del Ecuador
DEM Modelo digital de elevación (siglas en inglés)
DGGM Dirección General de Geología y Minas
E Este
Km Kilómetro
Km2 Kilómetro cuadrado
m Metro
m2 Metro cuadrado
mm Milímetro
MM Movimientos en masa
msnm Metros sobre el nivel del mar
Mw Magnitud de momento en la escala de Richter
N Norte
NE Noreste
NNE Nor-noreste
NW Noroeste (siglas en inglés)
S Sur
SE Sureste
SW Suroeste (siglas en inglés)
SSW Sursuroeste (siglas en inglés)
UTM Universal transversal de Mercator (siglas en inglés)
W Oeste (siglas en inglés)
WNW Oeste noroeste (siglas en inglés)
WGS 84 Sistema geodésico mundial (siglas en inglés)
° Grados de inclinación
°C Grados centígrados
xvii
GLOSARIO
Acreción: Es un proceso mediante el cual un cuerpo rocoso o mineral incrementa su
tamaño por adición de partículas extrañas, o afines.
Alóctono: Cuerpos rocosos formados por materiales que han sido transportados de
regiones alejadas.
Ángulo de fricción interna: La fricción interna es la resistencia al deslizamiento causado
por la fricción que hay entre las superficies de contacto de las partículas y de su densidad.
Cizalla: Es el proceso de fracturamiento de las rocas debido a los esfuerzos tectónicos.
Cohesión: Es la atracción entre partículas, originadas por las fuerzas moleculares y las
películas de agua.
Crenulación: Pliegues en escala reducida, micropliegues ubicados generalmente en la
parte central de un pliegue mayor.
Diagénesis: Conjunto de fenómenos que actúan en el proceso de formación de las rocas,
desde el inicio de su depósito.
Epicentro: Proyección en la superficie de la tierra, del centro u origen de un sismo.
Facie: Conjunto de caracteres y condiciones físicas, químicas, ambientales y
paleontológicas, mediante las cuales se produjeron las deposiciones litológicas.
Melange tectónico: Es una mezcla de materiales de tamaño muy variado, fragmentados
por actividad tectónica.
Neotectónica: Es una subdisciplina de la tectónica, dedicada al estudio de los
movimientos y deformaciones de la corteza terrestre actuales o recientes en el tiempo
geológico.
Sag-pond: Estanque de agua (pantano), acumulado en una depresión formada por la
actividad de una falla geológica.
xviii
Título: “Caracterización Litológica – Estructural y Evaluación de los Deslizamientos en
La Zona de Cachi, Pujilí, Provincia de Cotopaxi”
Autor: Santiago Samuel Burga Cholca
Tutor: Ing Luis Pilatasig M. Sc.
RESUMEN
La comunidad de Cachi se encuentra ubicada en la parte centro-norte del Ecuador,
políticamente pertenece al cantón Pujilí, provincia de Cotopaxi. La zona de estudio
comprende un área de 3.42 km2, dominada por un relieve muy accidentado típico de las
zonas pertenecientes al flanco oriental de la Cordillera Occidental.
Geológicamente, la zona de estudio está caracterizada por rocas volcánicas de
composición andesito-basáltica de edad Cretácico superior pertenecientes a la Unidad Río
Cala. Rocas volcanosedimentarias, brechas conglomeráticas, areniscas tobáceas,
limolitas tobáceas, lutitas y andesitas con fenocristales de piroxeno de edad Mioceno
pertenecientes al Grupo Zumbagua. Una potente capa de ceniza volcánica con fragmentos
de lapilli de edad Cuaternario conforma un extenso depósito de Cangahua. Rocas
dacíticas con textura porfirítica, conforman un domo intrusivo denominado Cerro
Punteras. Aluviales, coluvio-aluvionales y coluviales especialmente los relacionados con
los deslizamientos existentes en la zona de estudio, corresponden a los depósitos
superficiales.
Estructuralmente, la deformación cortical esta evidenciada por fallas, pliegues y
lineamientos que han afectado las rocas expuestas en la zona de estudio dejando una
huella evidente de actividad neotectónica. Estas estructuras son asociadas a tres sistemas
de fallas: Pallatanga-Pujilí-Calacalí, la Falla Tambillo, ambas con rumbo andino y un
tercer sistema de fallas menores en sentido E-W con afectación local.
En lo relacionado a los procesos geodinámicos externos, existen 3 deslizamientos:
deslizamiento rotacional antiguo de gran magnitud, en la actualidad se encuentra inactivo;
deslizamiento rotacional-traslacional de mediana magnitud y deslizamiento traslacional
xix
de pequeña magnitud los cuales en la actualidad se encuentran activos, estos dos últimos
deslizamientos se encuentran inmersos en el cuerpo del deslizamiento antiguo.
La sismicidad elevada, las evidencias de neotectonismo y las condiciones morfológicas y
climáticas de la zona de estudio, son los principales factores que han influenciado en la
ocurrencia de los deslizamientos a pesar de las buenas condiciones geomecánicas que
presenta el extenso depósito de Cangahua que cubre gran parte de la zona estudiada.
PALABRAS CLAVE: CORDILLERA OCCIDENTAL, UNIDAD RÍO CALA,
GRUPO ZUMBAGUA, CANGAHUA, DESLIZAMIENTO.
xx
Title: “Lithological – Structural Characterization and Landslides Evaluation in the Cachi
Zone, Pujilí, Cotopaxi’s Province”
Author: Santiago Samuel Burga Cholca
Professor: M. Sc. Eng. Luis Pilatasig
ABSTRACT
The Cachi community is located at the center north part of Ecuador. This zone is part of
Pujilí city in the Cotopaxi’s province. The study zone is 3.42 km2, dominated by a rugged
relief typical of the areas belonging to the eastern side of the Western Cordillera.
Geologically, the study area is characterized by volcanic rocks of andesitic-basaltic
composition, of Late Cretaceous age belonging to Río Cala Unit. Volcanosedimentary
rocks, conglomeratic breccias, tuffaceous sandstones, tuffaceous siltstones, mudstone and
andesitic igneous rocks with pyroxene of Miocene age belonging to Zumbagua Group. A
coarse layer of volcanic ash with lapilli fragments of Quaternary age forms an extensive
cangahua deposit. Dacitic igneous rocks with porphyritic texture belongs an intrusive
dome called Cerro Punteras. Alluvial, alluvial-colluvium and colluvial deposits,
especially those related to landslides located in the study area, are part of the superficial
deposits.
Structurally, the cortical deformation is evidenced by faults, folds and lineaments that
have affected the exposed rocks into the study area. They have left an evident trace of
neotectonic activity. These structures are associated to three fault systems: Pallatanga-
Pujilí-Calacalí, Tambillo Fault, both with Andean trend and a third system with minor
faults which has E-W trend with local affectation.
There are three landslides considered as external geodynamics processes: First, older
rotational landslide, which has a huge magnitude, and nowadays is inactive. Second.
rotational-translational landslide with medium magnitude, and the last translational
landslide with small magnitude, which nowadays are actives and they are inmersed in the
first older landslide.
xxi
The high seismicity, neotectonic evidences, and the geomorphological and climatic
conditions are the main factors that have influenced in the landslides ocurrence, although,
the good geomechanical conditions that present the extensive cangahua deposit that cover
the studied area.
KEYWORDS: WESTERN CORDILLERA, RÍO CALA UNIT, ZUMBAGUA GROUP,
CANGAHUA, LANDSLIDE.
I CERTIFY that the above and foregoing is true and correct translation of the
original document in Spanish.
Ing. Elías Ibadango M.Sc.
Certifed Translator
1
1. INTRODUCCIÓN
1.1. Antecedentes y justificativos
1.1.1. Antecedentes y planteamiento del problema
La comunidad de Cachi y sus alrededores luego del violento sismo de 1962 con epicentro
en Pujilí se ha visto afectada por asentamientos y deslizamientos de grandes masas de
tierra (Egred, 1962. Informe inédito no publicado). Desde entonces la población ha
convivido con este tipo de problemas que hasta la actualidad es de gran incertidumbre.
Estos eventos pasados y que siguen sucediendo provocaron la necesidad por parte de las
autoridades de conocer a mayor detalle las causas que ocasionan estos procesos, debido
a esto se requirió levantar información litológica - estructural enfocada al entendimiento
de los procesos geodinámicos externos evidenciados en la zona de estudio.
Mediante el convenio tripartido de cooperación interinstitucional entre el Gobierno
Autónomo Descentralizado Municipal del Cantón Pujilí, el Gobierno Autónomo
Descentralizado Provincial de Cotopaxi y la Facultad de Ingeniería en Geología, Minas,
Petróleos y Ambiental de la Universidad Central del Ecuador para desarrollar actividades
conjuntas con miras a la reducción del riesgo en la Provincia de Cotopaxi, se desarrolló
el presente trabajo de investigación cuyo resultado ayudará a las respectivas autoridades
en la toma de decisiones de gran trascendencia para las partes involucradas.
En ese contexto y sabiendo que en la zona de Cachi la configuración litológica-estructural
es de gran incertidumbre debido a la escasez de información detallada, se plantea la
interrogante ¿Cuál es el rol de la configuración litológica – estructural como
condicionante o detonante de los procesos geodinámicos externos en la zona de estudio?
1.1.2. Justificación
La cartografía geológica 1:100000 levantada inicialmente (Longo, Sosa, Guevara, &
Unda, 1980), indica que la zona de estudio no está afectada por fallamiento, sin embargo,
cartografía geológica 1:200000 determina que el área de estudio es afectada por la zona
de sutura denominada Sistema de Fallas Calacalí-Pujilí- Pallatanga (Hughes &
Bermúdez, 1997), la incidencia de esta estructura como condicionante o detonante, no ha
sido dilucidada en la zona de estudio.
2
En este escenario fue indispensable realizar la cartografía litológica-estructural a una
escala adecuada para determinar la distribución espacial de las litologías y la ubicación
de las estructuras que atraviesan la región para de esta forma establecer la relación entre
el marco litológico estructural con los procesos geodinámicos externos.
Los datos que se obtuvieron durante el levantamiento de información en campo
permitieron conocer a mayor detalle las características de la superficie y el subsuelo, y su
relación con los deslizamientos de Cachi, datos con los cuales las instituciones pertinentes
podrán tomar las decisiones inmediatas y futuras para disminuir los efectos de los
procesos geodinámicos externos en la población, así como en la infraestructura existente.
1.2.Estudios previos
Longo, y otros (1980). El levantamiento geológico a escala 1:100000 de la hoja de
Latacunga se ubica en la Sierra Central del Ecuador, entre las Cordilleras Occidental y
Real, zona que se encuentra en cotas superiores a 4000 msnm. Las rocas de la hoja son
en su mayoría volcánicas. Las formaciones geológicas mapeadas son las siguientes:
Formación Macuchi de edad Cretácico, Formación Yunguilla de edad Maastrichtiano-
Paleoceno?, Formación Moraspamba de edad Mio-Plioceno? y Formación Pisayambo de
edad Plioceno, además de los Volcánicos de Illiniza, sedimentos volcánicos de Naranjal,
Riolitas del Putzalagua y Formación Latacunga, todos estos de edad Pleistoceno y de edad
Cuaternario se han identificado la cangagua, depósitos laharíticos, aluviales y coluviales.
Vera, R & López, R (1991). El estudio describe la cangahua como una roca blanda
porosa producto de la diagénesis parcial del material volcánico explosivo fino cementada
principalmente por material arcilloso amorfo, sílice, óxidos de hierro y secundariamente
por calcita. La cangahua tiene cinco orígenes: de caída de ceniza, flujos de ceniza y
pómez, flujos piroclásticos, de origen pedogenético y retrabajamiento. El estudio detalló
mediante trabajo de campo y laboratorio el modelo litogenético de la cangahua. Los
autores concluyen la investigación con la redefinición de la cangahua, estableciendo un
sistema de clasificación y descripción de los principales tipos.
Hughes, R & Bermúdez, R (1997). El estudio describe la constitución geológica de la
Cordillera Occidental entre las latitudes 0° y 1° S, definiendo la distribución espacial,
edad, facies, litologías, proveniencia e interpretación de las Unidades Pujilí, Pallatanga,
Saquisilí, Grupo Zumbagua y los depósitos cuaternarios, siendo las Unidades y Grupos
ya mencionados los más relacionados con la zona de estudio del presente trabajo de
3
investigación. Además, el estudio aportó con datos sobre la geología estructural y la
evolución geológica de la región.
Vallejo, C (2007). El autor aporta con una reinterpretación de la evolución de la
Cordillera Occidental, postulando nuevas unidades y formaciones geológicas, además de
realizar un minucioso análisis de geoquímica y dataciones radiométricas, enfocado
principalmente en las rocas máficas y ultramáficas de basamento para definir la edad
radiométrica y afinidad geoquímica de las mismas.
B&G Consultores (2015). La empresa consultora realizó la recopilación de información
geológica del cantón Pujilí, donde identificó rocas máficas y ultramáficas del basamento
volcánico de la Cordillera Occidental (Formación Pallatanga y Unidad San Juan), además
se evidenció la presencia de rocas volcánicas de arco continental pertenecientes a la
Formación Macuchi y rocas sedimentarias y volcanosedimentarias pertenecientes a las
formaciones Silante, Unacota y Unidad Apagua, así como también los depósitos más
recientes producto del volcanismo denominados volcánicos de Pisayambo y del Cotopaxi.
Para concluir es importante mencionar las rocas intrusivas del Terciario y depósitos
superficiales como terrazas, coluviales y aluviales.
Cordovillo, B (2018). El autor realizó el análisis de la estabilidad de taludes en el sector
de Atucucho-Quito. En la investigación definió la cangahua como litología predominante
de la zona de estudio y a su vez determinó el factor de seguridad mediante la
caracterización geomecánica de las muestras de cangahua. La conclusión más relevante
menciona que el principal factor condicionante para la ocurrencia de procesos de
movimientos en masa está relacionado a la modificación antrópica de la geometría de los
taludes. (Análisis de estabilidad de taludes en el barrio Virgen del Cisne, Sector
Atucucho). Quito-Ecuador.
1.3. Objetivos
1.3.1. Objetivo General
Realizar la cartografía litológica- estructural a escala 1:5000 de las unidades que se
encuentran en la zona de Cachi, cantón Pujilí.
1.3.2. Objetivos específicos
Caracterizar las unidades geológicas expuestas en la zona de Cachi, cantón Pujilí.
Caracterizar las deformaciones tectónicas en la zona de Cachi, cantón Pujilí.
4
Interpretar el sistema estructural y definir su relación con los procesos
geodinámicos externos presentes en la zona de Cachi, cantón Pujilí.
Evaluar los procesos geodinámicos externos, en la zona de Cachi, cantón Pujilí.
1.4. Alcance
Durante la realización de esta investigación se analizó litológica y estructuralmente la
zona de Cachi ubicada en el cantón Pujilí, Provincia de Cotopaxi. Además, se incluyó el
análisis de los procesos geodinámicos externos (deslizamientos) ocurridos en esta zona.
Todas las muestras recolectadas en campo fueron sometidas a un análisis petrográfico
macroscópico, del total de muestras, tres fueron seleccionadas para realizar láminas
delgadas y su respectivo análisis petrográfico microscópico. Los análisis petrográficos
consistieron principalmente en la toma de datos como: tipo de roca, color, textura,
estructura, porcentaje de cristales o clastos, porcentaje de matriz, grado de meteorización,
alteración, minerales presentes principales, accesorios y secundarios.
La Cangahua expuesta en la zona de estudio fue analizada (trabajo de titulación realizado
por Edison Analuisa) mediante ensayos geomecánicos de tres muestras tomadas en el
escarpe S del deslizamiento antiguo. Los resultados de estos ensayos fueron comparados
con los valores de las condiciones geomecánicas propuestos por otros autores para
muestras de Cangahua tomadas en otros sitios de estudio.
Se realizó un mapa de pendientes a escala 1:10000 de la zona de estudio para identificar
las zonas con mayor pendiente y definir el impacto de la morfología de la zona en los
deslizamientos. Además, se realizó el mapa litológico-estructural y de movimientos en
masa de la zona de estudio a escala 1:5000 con su respectiva columna estratigráfica en
donde se definió la relación estratigráfica de las unidades litológicas identificadas en la
zona de estudio.
Para finalizar, se interpretó la distribución espacial de las unidades litológicas y las
deformaciones tectónicas mediante la realización de dos perfiles litológicos ubicados en
la parte N y S de la zona cartografiada.
1.5. Situación Geográfica
1.5.1. Ubicación y acceso
El área de estudio del presente trabajo de investigación se ubica geográficamente en la
zona Centro-Norte del Ecuador, específicamente en la provincia de Cotopaxi, cantón
Pujilí y parroquia del mismo nombre, en un área que abarca aproximadamente 3.5 Km2 y
5
enmarca principalmente las comunidades de Cuturiví, Cachi Alto y Cachi Bajo (Figura
1).
Figura 1. Mapa de ubicación de la zona de estudio
El polígono que encierra el área de estudio se encuentra georreferenciado en el sistema
de referencia WGS84, zona 17 Sur, en las coordenadas (UTM):
Tabla 1. Coordenadas de la zona de estudio
Punto Longitud (E) Latitud (N)
Vértice NW 749861.542 9893633.708 Vértice NE 751757.337 9893633.708 Vértice SE 751757.337 9891834.127 Vértice SW 749861.542 9891834.127
El área de estudio se encuentra aproximadamente a 119 Km de distancia de la ciudad de
Quito y a 10 Km al SW de la ciudad de Pujilí. El acceso se realiza por la vía de primer
orden Panamericana Sur en el tramo Aloag-Latacunga hasta la ciudad de Pujilí y desde
este punto se accede por una vía de segundo orden que lleva al sitio de interés (Figura 2).
6
Figura 2. Esquema del acceso a la zona de estudio
1.5.2. Relieve
En cuanto al relieve, la zona de estudio presenta una morfología muy accidentada por
encontrarse en el flanco oriental de la Cordillera Occidental, debido a esto se encuentra
dominado por relieves montañosos, escarpados y colinados además se pueden apreciar
conos de deyección y ciertas terrazas bastante planas. El rango de elevaciones va desde
3050 a 3800 msnm (Figura 3).
7
Figura 3. Relieve de la zona de estudio
1.5.3. Hidrografía
El principal drenaje de la zona constituye el Río Patoa que recoge las aguas de las
pequeñas quebradas intermitentes a través de un recorrido W– E (Figura 3), aguas abajo
el Río Pujilí también aporta su caudal al Río Patoa hasta su confluencia con el Río
Isinche más hacia el E, el cual drena sus aguas hacia la región Oriental. Las quebradas
presentan un rumbo preferencial N-S en la mayoría de los casos, sin embargo, hacia el S
de la zona de estudio existen dos quebradas con un rumbo aproximado E-W.
1.5.4. Clima y Vegetación
El cantón de Pujilí se caracteriza por contar con varios climas. Entre ellos el clima
ecuatorial de alta montaña, dicho clima es representativo de la zona estudiada en el
presente trabajo de investigación. El clima ecuatorial de alta montaña, presenta un clima
ecuatorial frío, páramo de alta montaña determinado por su altitud, se caracteriza por
tener una temperatura anual media entre los 4 y 8 °C. Los valores máximos nunca superan
los 20°C y los mínimos siempre están debajo de 0°C. Las precipitaciones anuales, en este
tipo de clima, se encuentran entre 1000 y 2000 milímetros. Este clima está presente en
áreas que superan los 3000 m.s.n.m. El piso climático identificado para la zona de estudio
es denominado alto andino.
8
En cuanto a la vegetación, la paja y musgos son representativos de estos páramos, además
la presencia de eucaliptos, chilcas, pencas, árboles de cedro, ciprés, pino, laurel, pachacos,
pambil y matapalos. Entre las hierbas medicinales se halla: la borraja, manzanilla,
orégano, toronjil, entre otros. Por último, una gran parte de las parcelas son trabajadas
para la siembra de cebada, trigo y cultivos de hortalizas y legumbres entre los más
importantes (Figura 4).
Figura 4. Vegetación en la zona de estudio, UTM 750786-9892302 (S. Burga)
9
2. MARCO TEÓRICO
2.1. Geología Regional
La zona de estudio se encuentra en la Cordillera Occidental entre las latitudes 0° y 1°S.
La cordillera está conformada principalmente por terrenos alóctonos remanentes de un
antiguo arco insular, los cuales fueron acrecionados contra el continente sudamericano
desde el Cretácico medio (Egüez, 1986) (Van Thournot, Hertogen, & Quevedo, 1992).
Los terrenos alóctonos comprenden un basamento máfico de origen oceánico, el cual se
encuentra cubierto por rocas sedimentarias y volcanosedimentarias pre, syn y
postacrecionarias, cuya edad va del Cretácico superior al Terciario (Hughes & Pilatasig,
2002). Estas rocas se han visto afectadas por desplazamientos transcurrentes a lo largo de
fallas principalmente de rumbo N-S, resultado de varias rotaciones en sentido horario,
han producido una compleja yuxtaposición de sucesiones volcanosedimentarias de
litología similar, pero de diferentes edades (Vallejo & Winkler, 2009). Además, depósitos
volcánicos cuaternarios cubren extensas áreas, principalmente constituidos por tobas,
cenizas, flujos piroclásticos, lahares y lavas (Hall & Mothes, 1994).
2.1.1. Litoestratigrafía
A continuación, en la Tabla 2, rápidamente se detalla la litoestratigrafía regional
relacionada con la zona oriental de la Cordillera Occidental:
Tabla 2. Descripción de la litoestratigrafía regional. (Hughes & Bermúdez, 1997),
(Boland, y otros, 2000)
Unidad/Formación Descripción Edad
Unidad Pallatanga
(KPa)
Presenta pillow lavas y basaltos
masivos de afinidad tipo MORB
por lo que representa un
fragmento de la corteza oceánica.
Cretácico
superior
10
Unidad Pujilí (KPj)
Consiste de un melange tectónico
con un alto contenido en clastos
heterogéneos (material
ultrabásico, granitoides, filitas,
pillowlavas, etc.). Es una
secuencia caótica y fuertemente
deformada con clivaje,
crenulaciones, milonitas tipo S-C
con contenido de corteza oceánica
y continental.
Cretácico
superior
Unidad Río Cala
(KRC)
Consiste principalmente de lavas
basálticas masivas, que
típicamente contiene cristales
frescos de piroxenos, rocas
volcanoclásticas y ocasionalmente
lentes de areniscas.
Cretácico
superior
Unidad Saquisilí (Pcs)
Litológicamente está compuesta
por una secuencia turbidítica de
areniscas, argilitas y lodolitas que
contienen clastos metamórficos
foliados.
Paleoceno
Inferior tardío -
Paleoceno Medio
temprano
Grupo Angamarca
Comprende las formaciones
Apagua, Pilaló, Unacota y
Rumicruz. Está conformada por
una secuencia siliciclástica, con
calizas que se ha determinado que
representa un relleno de cuenca ya
que presenta características de que
el clasto se engrosa hacia arriba y
muestra una progradación de
abanico submarino a deltaico.
Paleoceno –
Eoceno
Formación Apagua
(PcEA)
El contacto hacia el occidente es
con la unidad Macuchi siendo este
la falla Pilaló-Sigchos y hacia el E
el contacto discordante con el
grupo Zumbagua.
Litológicamente comprende
lodolitas y argilitas estratificadas
con areniscas feldespáticas de
grano grueso.
Paleoceno medio-
Eoceno Superior
Formación Pilaló
(PcEp)
La formación comprende brechas
matriz soportada de composición
andesítica y areniscas turbidíticas,
se la definió como un sistema de
abanico turbidítico. Los contactos
con la formación Apagua y
Unacota son concordantes.
Eoceno
11
2.1.2. Configuración estructural
Regionalmente la zona de estudio se encuentra atravesada por varias fallas y lineamientos
con rumbo preferencial N-S y otras fallas con rumbo E-W que se describen a
continuación:
El sistema de fallas Calacalí-Pujilí- Pallatanga con rumbo aproximado N-S presenta
movimiento dextral. El sistema está constituido por al menos tres fallas, entre el área de
Pujilí- Saquisilí, donde se evidencia deformaciones frágiles en las rocas de la Unidad
Saquisilí. A lo largo de la cordillera occidental este sistema corresponde al límite E de las
rocas oceánicas Cretácicas de la Unidad Pallatanga (Hughes & Bermúdez, 1997).
La falla Tambillo se encuentra ubicada en sentido paralelo hacia el W del sistema de fallas
Calacalí-Pujilí-Pallatanga. Esta falla se extiende desde el área de Tambillo (7240,97940)
hacia el volcán Chimborazo que se encuentra localizado sobre su extensión. Al parecer la
falla Tambillo es la responsable de que la Formación Apagua se encuentre cortada por
Formación Unacota
(EU)
Litológicamente comprende
calizas marinas y el contacto con
la formación Apagua es
concordante
Eoceno Medio a
Superior
Formación Rumi Cruz
(ERC)
Compuesta por conglomerados
polimícticos masivos muy gruesos
lateralmente extenso, secuencias
de argilitas rojas, cherts, escasos
granitoides, metasedimentos y
areniscas.
Eoceno Medio a
Superior
Grupo Zumbagua
(MZ)
Se encuentra en contacto
discordante con la formación
Rumi Cruz, comprende areniscas
feldespáticas masivas con brechas
masivas de matriz soportada con
clastos ígneos y turbiditas
lacustres. El grupo Zumbagua se
depositó en un ambiente terrestre.
Mioceno Medio a
Superior
Depósitos volcánicos
Tienen su origen en varios centros
volcánicos del área, comprenden
depósitos de toba, ceniza, flujos
piroclásticos, lahares y lavas.
cuaternaria.
Depósitos extensos de terrazas
cuaternarias sobreyacen rocas del
basamento.
Cuaternario
12
escamas tectónicas pertenecientes a la Unidad Pallatanga y la Unidad Yunguilla
(McCourt, Duque, & Pilatasig, 1997).
La Falla Pilaló- Sigchos raramente se halla expuesta. Esta separa a la unidad Macuchi del
Grupo Angamarca. También al E de la zona de Guayrapungo entre la Unidad Pallatanga
y la Formación Apagua se encuentra la falla Guayrapungo con movimiento dextral y
rumbo N-S, la cual se oculta debajo del grupo Zumbagua (Hughes & Bermúdez, 1997).
Por último, las fallas con rumbo preferencial E-W se definen por lo desplazamientos
identificados en las formaciones Apagua y Unacota (Hughes & Bermúdez, 1997).
2.1.3. Modelo Geodinámico
Según Hughes & Bermúdez (1997), la secuencia de eventos que permite el desarrollo de
la Cordillera Occidental comienza con la acreción de las unidades Pallatanga, San Juan,
Pujilí, Pilatón y Mulaute en el Cretácico superior. La colisión de estas unidades produce
levantamiento del margen continental y permite la depositación de abanicos turbidíticos
(Unidad Yunguilla). Ya en un ambiente continental un arco volcánico andesítico aporta
con material detrítico a la Unidad Silante.
Posteriormente un arco de islas y una cuenca marginal con secuencias sedimentarias están
representados por la Unidad Macuchi y el Grupo Angamarca respectivamente. Estas
unidades tal vez fueron acrecionadas durante el Eoceno tardío a lo largo de la falla Toachi-
Toacazo en un régimen de cizalla dextral. En el Mioceno los terrenos alóctonos de la
cordillera fueron afectados por volcanismo andesítico extensivo, los productos de dicho
volcanismo son ahora las rocas volcanosedimentarias del Grupo Zumbagua (Hughes &
Bermúdez, 1997).
2.2.Teoría de las deformaciones
Rodríguez (2012), hace referencia a la fuerza aplicada en una zona determinada de la
roca, donde según la dirección de las fuerzas aplicadas, el esfuerzo puede reconocerse en
tres variedades: la compresión, tensión y cizalla. Además, cuando los materiales son
sometidos a esfuerzos muchas veces son plegados, ocurriendo en la roca deformación
dúctil, frágil, elástica o plástica. Sin embargo, los factores que controlan el tipo de
deformación son la naturaleza de la roca, presión y temperatura, tipo de esfuerzo aplicado
y tiempo de aplicación del esfuerzo.
Existen tres niveles estructurales (Figura 5), donde los dominios de la corteza son los
mecanismos dominantes en las deformaciones que a medida que el nivel es más profundo,
13
las condiciones de presión y temperatura se incrementan por lo que las rocas adquieren
un comportamiento dúctil (Rodríguez, 2012).
Figura 5. Niveles estructurales de la corteza terrestre (Mattauer, 1976)
Con énfasis en los niveles estructurales más superficiales (medio y superior) se detallan
a continuación las fallas y los pliegues:
Las fallas son deformaciones frágiles que afectan a los materiales geológicos y se
clasifican de acuerdo al tipo de desplazamiento que tengan los bloques uno respecto al
otro (Figura 6), definiendo los siguientes tipos de fallas (Rodríguez, 2012):
Falla Normal: se genera cuando ocurre un desplazamiento vertical en los bloques
por esfuerzos distensivos.
Falla Inversa: se genera cuando ocurre un desplazamiento vertical por esfuerzos
comprensivos.
Falla Transcurrente: se genera cuando ocurre un desplazamiento en la horizontal
paralela a la dirección de la falla.
14
Figura 6. Clasificación básica de fallas: normal, inversa y en dirección o
transcurrente (Rodríguez, 2012)
Los pliegues son deformaciones dúctiles que afectan a los materiales geológicos y existen
dos tipos definidos por su concavidad denominados sinclinal y anticlinal (Figura 7).
Además, los pliegues pueden ser clasificados de diferentes maneras. Una de las
clasificaciones más usadas y claras es la que tiene en cuenta la inclinación del plano axial
(Rodríguez, 2012).
Pliegue recto: la superficie del plano axial se presenta en sentido vertical.
Pliegue inclinado: la superficie axial está inclinada.
Pliegue tumbado: la superficie del plano axial se presenta en sentido horizontal.
Pliegue en abanico: presenta dos planos axiales con vergencias en diferentes
direcciones los cuales se disponen en forma de abanico.
Figura 7. Tipos y clasificación de pliegues (Rodríguez, 2012)
15
2.3. Fenómenos de Remoción en Masa
Cruden (1991), define a los movimientos en masa como todo desplazamiento ladera abajo
de una masa de roca, detritos o tierra por efecto de la gravedad. Se clasifican en caída,
vuelcos, deslizamientos, flujos, propagaciones laterales y reptaciones. A continuación, se
describen los fenómenos de remoción en masa identificados en la zona de estudio:
Caída: corresponde a un movimiento en masa en el que bloques de un talud ya sea
de roca o suelo se desprenden. Movimientos de este tipo no desarrollan
desplazamiento cortante apreciable a lo largo de la superficie de rotura (Varnes,
1978).
Volcamiento: ocurre cuando existe rotación de uno o varios bloques de roca o
suelo. El movimiento es originado en torno a un pivote de giro en la zona más
inferior del o los bloques (Varnes, 1978).
Deslizamiento: es un tipo de movimiento de suelo o roca en el cual la masa se
desplaza principalmente a lo largo de una superficie de falla y se clasifican en dos
importantes subtipos (Varnes, 1978):
- Deslizamiento traslacional el cual se caracteriza por que la masa se desplaza
a lo largo de una superficie relativamente plana u ondulada (Varnes, 1978).
- Deslizamiento rotacional el cual se caracteriza por que la masa de desplaza a
lo largo de una superficie curva y cóncava (Varnes, 1978), además es un
movimiento en masa muy característico debido a su típica morfología (Figura
8).
Propagación lateral: movimiento originado principalmente por expansión en los
materiales la cual provoca que los materiales se desplacen lentamente en la
mayoría de los casos (Varnes, 1978).
Flujo: tipo de movimiento en el que los materiales durante su desplazamiento
presentan un comportamiento similar al de un fluido. Generalmente son producto
de otro tipo de movimiento antecesor (Varnes, 1978).
16
Figura 8. Partes de un deslizamiento rotacional (Suárez, 1998)
17
3. MARCO METODOLÓGICO
3.1. Tipo de estudio
3.1.1. Descriptivo
El estudio fue descriptivo porque definió las características litológicas-estructurales y su
relación con la presencia de procesos geodinámicos externos en la zona de Cachi, cantón
Pujilí.
3.1.2. Predictivo
El estudio fue predictivo porque en base a la caracterización litológica-estructural de la
zona de estudio se estableció un modelo que explica la interacción entre las unidades
litológicas, las estructuras y la ocurrencia de procesos geodinámicos externos.
3.2. Universo y Muestra
El universo del Proyecto correspondió al Cantón de Pujilí, Provincia de Cotopaxi y la
muestra correspondió a un área de 1.8 Km X 1.9 Km, lugar donde se obtuvieron los datos
litológicos y estructurales para desarrollar la presente investigación.
3.3. Métodos y técnicas de recolección de datos
Para el desarrollo del presente estudio se realizó la recopilación de información, trabajos
de campo, laboratorio y gabinete siguiendo un proceso sistemático el cual se detalla en la
figura 9.
Figura 9. Flujograma de procesos en la cartografía litológica-estructural
18
3.3.1. Recopilación de información
La recopilación de información bibliográfica y cartográfica del área de estudio se la
realizó siguiendo el proceso descrito en la figura 10.
Figura 10. Flujograma de procesos de la recopilación de información
La información recopilada y analizada permitió tener una idea del nivel de
reconocimiento que presenta la zona de estudio y generar un mapa geológico previo, el
cual facilitó la planificación de los trabajos de campo.
Las geotravesías realizadas para cumplir con el trabajo de campo se observan en la figura
11.
Figura 11. Mapa de geotravesías recorridas durante el trabajo de campo
19
3.3.2. Trabajo de campo
En la etapa de trabajo de campo se obtuvo la información más relevante para el desarrollo
del presente estudio y se lo realizó siguiendo una serie de pasos sistemáticos detallados
en la figura 12.
Figura 12. Flujograma de procesos del trabajo de campo
El levantamiento litológico y mapeo de estructuras a escala 1:5000 se lo realizó con la
ayuda de herramientas básicas de geólogo y materiales de apoyo detallados en la tabla 3.
Tabla 3. Instrumentos utilizados para el trabajo de campo
Herramientas de geólogo Material de apoyo
Martillo de geólogo Base topográfica
Libreta de campo Lápices 2B
Brújula Fundas para muestras
GPS Mochila de campo
Lupa
Ácido clorhídrico
Rayadores
20
El trabajo de campo consistió principalmente en la identificación y selección de
afloramientos. Los afloramientos que proporcionan mayor cantidad de datos son los sitios
más relevantes en el levantamiento litológico-estructural.
La descripción de afloramientos consistió en identificar datos cualitativos como: lugar de
referencia, vegetación, magnitud, relieve, geoforma, tonalidades, cobertura,
meteorización y estructura.
Posterior a la descripción del afloramiento se describió e identificó las litologías
presentes. En este caso se anotó características cualitativas-cuantitativas como: color,
tamaño de grano, textura, minerales principales, minerales secundarios, alteración y
relaciones espaciales (tipos de contacto).
La descripción e identificación de estructuras de igual forma consistió en anotar datos
cuantitativos y cualitativos como: tipo de estructuras, magnitud de estructura, continuidad
rumbo y buzamiento.
El reconocimiento e identificación de los deslizamientos consistió en la toma de
características como: magnitud, ancho, largo, medición, descripción de escarpes, etc.
Para finalizar se realizó la recolección y etiquetado de muestras. Estas fueron codificadas
y debidamente analizadas.
3.3.3. Trabajo de gabinete
El trabajo de gabinete se lo realizó siguiendo el proceso detallado en la figura 13.
21
Figura 13. Flujograma de procesos de trabajo de gabinete
Durante el trabajo de gabinete se almacenó, organizó y digitalizó toda la información
recolectada en campo. La información fue separada en dos partes para su respectivo
análisis, la primera comprende toda la información acerca de la litología y componente
estructural evidenciado en campo. La segunda comprende todo lo referente a la
información acerca de los deslizamientos presentes en la zona de estudio.
Se realizó la descripción litológica detallada de las muestras recolectadas en campo.
Todas las muestras fueron analizadas macroscópicamente y 4 muestras fueron analizadas
microscópicamente. El análisis macroscópico y microscópico consistió en la descripción
de características como: tipo de roca, color, textura, estructura, minerales principales,
minerales accesorios, minerales secundarios, tamaño de grano, cemento o matriz, grado
de meteorización y alteración.
El análisis estructural consistió en realizar el procesamiento de los datos estructurales
obtenidos en campo, determinar la dinámica de movimiento de un bloque con respecto a
otro y definir nuevas estructuras y lineamientos presentes en la zona estudiada.
22
En cuanto a los deslizamientos, estos fueron debidamente cartografiados y analizados
para definir factores condicionantes y detonantes.
3.3.4. Interpretación geológica y su relación con deslizamientos
Este subproceso consistió en el análisis e interpretación de las deformaciones encontradas
y la litología presente en la zona de estudio, para definir su relación con los
deslizamientos.
Los productos finales de la presente investigación son:
- Mapa litológico-estructural de la zona de Cachi, cantón Pujilí a escala 1:5000.
- Secciones geológicas que permitieron entender la distribución espacial de las
unidades interpretadas y su interacción con las estructuras evidenciadas en
campo.
- Discusión del modelo geológico en el que se desarrolló la zona de estudio, con
respecto a otros autores.
23
4. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DE LA ZONA DE CACHI-PUJILÍ
4.1. Unidades litológicas Pre-Cuaternarias
4.1.1. Unidad Río Cala (KRC)
Esta unidad fue definida por Boland, y otros (2000), se encuentra expuesta al NE del
mapa. El afloramiento tipo se encuentra en la intersección entre la quebrada s/n y el Río
Patoa (751141 - 9893274), en la vía de tercer orden que va de Pujilí a Cachi Bajo.
Litológicamente compuesta por andesitas de color gris verdoso a gris claro de
composición básica a intermedia con presencia de vetillas de calcita. Presenta textura
subporfirítica, elevado magnetismo y moderado a alto grado de meteorización. Los
afloramientos de estas rocas se encuentran altamente deformados.
Microscópicamente, la roca está constituida por minerales principales como: plagioclasas
fracturadas y en algunos casos con bordes alterados, relictos de hornblenda y esporádicos
piroxenos englobados en una matriz de plagioclasas y sílice microgranular (Figura 14).
Minerales de alteración como clorita se encuentran en parches diseminados en toda la
sección delgada. Además, vetillas de calcita están cortando la roca (Figura 15). Minerales
opacos posiblemente pirita se encuentran en bajo porcentaje. Estas características indican
que las rocas son lavas andesito basálticas con moderada alteración clorítica.
Figura 14. Lamina delgada de la muestra M-CACHI, lente (5x), (A) Luz natural,
(B) Luz polarizada. Abreviaciones: (Cl) clorita, (Hbl) hornblenda, (Plg)
plagioclasa, (Py) pirita
24
Figura 15. Lamina delgada de la muestra M-CACHI, lente (10x), (C) Luz natural,
(D) Luz polarizada. Abreviaciones: (Plg) plagioclasa, (Ca) calcita
Más al NE (margen derecho del Río Patoa) afloran rocas similares, aunque con escasa
alteración clorítica y con dos tipos de texturas bien marcadas, porfirítica y afanítica
(Figura 16).
Figura 16. Lava andesito basáltica con dos tipos de textura, porfirítica en la parte
superior y afanítica en la parte inferior (S. Burga)
25
Las lavas se encuentran cubiertas por depósitos coluviales en ambos márgenes de la
quebrada s/n y en ocasiones también se encuentran cubiertas por una potente capa de
ceniza volcánica color café claro considerada como Cangahua.
4.1.2. Grupo Zumbagua (MZSv)
Este grupo fue definido por Hughes & Bermúdez (1997), incluye las rocas de origen
volcánico y volcanosedimentario que están expuestas en varios sitios al S de la vía Pujilí-
Cachi Alto; y rocas sedimentarias bien estratificadas expuestas al W y al E de Cuturiví.
Además, en base a interpretación morfológica, rocas volcanosedimentarias de este grupo
están expuestas al NW de la zona de estudio. Estas rocas son de composición andesítica
y dacítica, incluyen mayormente brechas conglomeráticas, areniscas y limolitas.
Localmente lavas andesito basálticas con textura porfirítica ocurren intercaladas entre los
volcanosedimentos en la parte N y la parte SE del deslizamiento antiguo.
Las brechas conglomeráticas afloran en la parte SE del deslizamiento antiguo y en la vía
a Santa Bárbara y forman parte de una secuencia volcanosedimentaria en conjunto con
areniscas tobáceas, limolitas tobáceas y lavas. Son de color gris-púrpura, están
constituidas por clastos de origen volcánico de composición andesítica a dacítica, de
forma subangulosa a subredondeada, de color rojizo y blanquecino, menores a 15 cm de
diámetro (Figura 17). Brechas conglomeráticas con características similares están
expuestas al N de Cuturiví (750473-9892169), estas forman parte de un bloque levantado.
Figura 17. Brechas conglomeráticas con clastos de origen volcánico de composición
andesítica y dacítica, de forma subangulosa a subredondeada (S. Burga)
26
Las areniscas tobáceas están expuestas en la zona SE del antiguo deslizamiento y en la
vía que va de Pujilí a Cachi Alto, son de color café grisáceo, grano fino a medio. En
lámina delgada están compuestas mayormente por cristales de plagioclasa rotos. En
menor proporción ocurren granos de hornblenda y cuarzo, así como esporádicos
fragmentos de lavas afaníticas (Figura 18). Las rocas ocurren bien estratificadas con
rumbo preferencial NW-SE e inclinadas 81° al NE.
Figura 18. Lámina delgada de la muestra 2M2D1S2, lente (10x), (A) Luz natural,
(B) Luz polarizada. Abreviaciones: (Plg) plagioclasa, (Hbl) hornblenda, (Qz)
cuarzo
Las limolitas tobáceas ocurren intercaladas con las areniscas tobáceas (Figura 19). Estas
son de tonalidad café oscuro a púrpura, presentan elevada dureza y compactación, al
parecer están levemente silicificadas. En lámina delgada presenta cristales rotos de
plagioclasa, cuarzo y minerales opacos, en general, características similares a las
areniscas tobáceas con la diferencia evidenciada en el tamaño de grano.
27
Figura 19. Afloramiento de limolitas tobáceas intercaladas con areniscas tobáceas,
UTM 750835-9892359 (S. Burga)
Rocas sedimentarias afloran al S del deslizamiento de Cachi (zona de Cuturiví). Estas
consisten mayormente de lutitas de color gris oscuro a ocre y están bien estratificadas.
Las lutitas ocurren al NE de Cuturiví y los planos de estratificación tienen rumbo E-W
con buzamiento casi vertical (71°) hacia el N; y al W de Cuturiví con rumbo NNE-SSW
buzando moderadamente (31°) hacia el ESE (Figura 20).
E W
28
Figura 20. Afloramientos de lutitas y limolitas estratificadas. (A) Afloramiento
ubicado al noreste de Cuturiví, UTM 750601-9892059 (B) Afloramiento ubicado al
oeste de Cuturiví, UTM 750106-9892073 (S. Burga)
Las lavas afloran en la zona suroriental y N del deslizamiento antiguo, son de color
verdoso, textura porfirítica con fenocristales de piroxeno (Figura 21). Para fines de esta
investigación estas lavas han sido incluidas dentro del Grupo Zumbagua. Sin embargo,
no se conoce con exactitud su procedencia debido a que en anteriores investigaciones no
se ha reportado la presencia de lavas dentro de este grupo. Más adelante se retomará este
tema ya que es considerado un punto de discusión.
Figura 21. Lavas andesito basálticas con fenocristales de piroxeno (S. Burga)
S N N S
29
En general las rocas lávicas, así como las rocas volcanosedimentarias corresponden a los
productos proximales y distales de los eventos volcánicos miocénicos, mientras las rocas
sedimentarias constituyen las facies fluvio-lacustres, todas incluidas en el Grupo
Zumbagua. En gran parte de la zona, las rocas de este grupo se encuentran cubiertas por
una capa de Cangahua de espesor variable.
4.2. Unidades litológicas Cuaternarias
4.2.1. Cangahua
La ceniza volcánica predomina en toda la zona de estudio, formando una extensa capa
que cubre las secuencias más antiguas. Esta presenta varias tonalidades entre café y
amarillo, de grano fino y contiene esporádicamente fragmentos de pómez. En la parte
inferior de la capa esta es muy consolidada, mientras que en la parte superior presenta
menor consolidación. Ocasionalmente presenta capas centimétricas de lapilli y
laminaciones de ceniza (Figura 22). La potencia de la capa es variable, al E del
deslizamiento alcanza hasta unos 3 metros de espesor, mientras en el escarpe principal
alcanza hasta los 20 m. Esta secuencia está depositada con respecto al paleorelieve,
formando periclinales, con las capas inclinadas mayormente al E y NE.
Figura 22. Características de la cangahua en la zona de estudio. (A) Afloramiento
de cangahua con diferentes tonalidades, UTM 750367-9892515 (B) Laminaciones
de ceniza volcánica, (C) Granos de lapilli dentro de la cangahua (S. Burga)
N S
30
La sucesión posiblemente se correlaciona con la capa de ceniza volcánica expuesta más
al E en el valle Interandino, incluida en la Formación Cangahua (Longo, y otros, 1980).
La edad geológica de la secuencia en la zona no está definida. Fósiles descritos como del
Pleistoceno Superior (126.000 años – 11.700 años) son reportados por Bristow &
Hoffstteter (1977). Bristow & Burgos (1980), reportan una edad radiométrica de más de
48.800 años antes del presente. Evidencia arqueológica sugiere que la depositación
principal terminó antes de 12.900 años antes del presente (Bonifaz en Bristow & Burgos,
1980).
4.3. Depósitos superficiales
4.3.1. Coluvial indiferenciado
Los depósitos coluviales y coluvio-aluvionales indiferenciados forman potentes capas
que cubren las rocas del grupo Zumbagua y la cangahua al N de la zona de estudio,
especialmente en la microcuenca de la Quebrada s/n. Estos depósitos están formados por
materiales generados por antiguas avalanchas y flujos de escombros.
Otro deposito coluvial ocurre al S de la zona de estudio, forma una gran planicie (relieve
regular) sobre la cual se asienta gran parte de la comunidad de Cuturiví. Este depósito
moderadamente consolidado está constituido por clastos métricos angulosos y
subangulosos de lavas andesíticas en una matriz limosa (Figura 23).
Figura 23. Afloramiento de depósito coluvial de espesor entre 15 a 20 metros con
clastos métricos, ubicado en Cuturiví, UTM 750625-9892072 (S. Burga)
E W
31
4.3.2. Coluvial antiguo
El coluvial está expuesto al NW del Cerro Punteras, en el centro de la zona de estudio y
se encuentra asociado netamente al desplazamiento de las formaciones geológicas
identificadas en campo, producto de la actividad del deslizamiento antiguo con un espesor
aproximado de 15 a 20 metros.
El depósito tiene tonalidades amarillentas y ocres, es semiconsolidado, bastante caótico
y de gran magnitud. Este presenta relieve moderadamente abrupto e irregular y es
caracterizado por presentar bloques de ceniza tipo cangahua y líticos
volcanosedimentarios angulosos a subangulosos de tamaño métrico del Grupo
Zumbagua, con una matriz areno-limosa.
4.3.3. Coluvial reciente
El depósito está expuesto al NW del Cerro Punteras, inmerso en el coluvial antiguo,
formado por la actividad reciente de un nuevo deslizamiento, con un espesor variable
entre 2 y 5 metros.
El coluvial reciente presenta tonalidades amarillentas y ocres, es semiconsolidado, es
bastante caótico (Figura 24A), con relieve mayormente irregular y abundante
agrietamiento. Este se encuentra conformado por material de la parte superficial del
coluvial antiguo, involucrando en su mayoría similar litología y características, como los
horizontes lenticulares de ceniza volcánica expuestos en la parte más SW de este depósito
(Figura 24B).
Figura 24. Características del coluvial reciente. (A) Material caótico de tonalidades
amarillentas y ocres, UTM 750868-9892667 (B) Horizontes lenticulares limo
arenosos (ceniza volcánica) expuestos en la parte SW del coluvial reciente (S. Burga)
W E
32
4.3.4. Aluvial
El depósito aluvial está expuesto al N de la zona de estudio, a lo largo del Río Patoa y
presenta un espesor de aproximadamente 10 metros, de edad Cuaternario.
El aluvial presenta tonalidades ocres y grises, es semiconsolidado, está constituido en su
mayoría de clastos subredondeados métricos a centimétricos de composición volcánica y
subvolcánica, con escaso material de tamaño arena y limo como matriz. (Figura 25).
Figura 25. Afloramiento de depósito Aluvial subyaciendo a la Cangahua a lo largo
del Río Patoa, UTM 751274-9893424 (S. Burga)
4.4. Intrusivos
Las rocas del intrusivo indiferenciado afloran en el flanco norte del Cerro Punteras, en la
vía de segundo orden que comunica Pujilí con Cachi Bajo. El principal afloramiento se
encuentra localizado como una ventana erosional, en las coordenadas UTM (751633-
9893218) y está subyaciendo al depósito de Cangahua (Figura 26A). Litológicamente, el
cuerpo intrusivo está caracterizado por rocas dacíticas con textura porfirítica y tonalidad
gris clara (Figura 26B). Estas rocas presentan fenocristales de plagioclasas y cuarzo, con
esporádicos cristales de anfíbol y biotita. Además, estas presentan débil alteración
argilítica debido a la presencia de caolín como mineral secundario, no presentan
E W
33
magnetismo y están moderadamente meteorizadas. El macizo rocoso presenta alta
fracturación. El rumbo predominante de las fracturas es N70°E buzando 57° al NW.
Figura 26. Características del Intrusivo Indiferenciado. (A) Afloramiento de rocas
dacíticas muy fracturas, UTM 751613-9893219 (B) Dacita con textura porfirítica y
tonalidad gris clara (S. Burga)
El Cerro Punteras presenta una morfología muy redondeada, por lo cual se infiere que
este constituye un domo volcánico de composición dacítica, cubierto por una potente capa
de Cangahua.
4.5. Deformaciones Pre-Cuaternarias
Las deformaciones pre-cuaternarias incluyen fallamiento (deformación frágil) y
plegamiento (deformación dúctil).
Estas deformaciones se asocian con el fallamiento que ocurre en el afloramiento de las
lavas fuertemente fracturadas con intenso vetilleo y presencia de estrías de falla (Figura
27), relacionadas con la Unidad Rio Cala.
SE NW
34
Figura 27. Evidencia de las deformaciones Pre-Cuaternarias. (A) Afloramiento de
lavas andesito basálticas altamente deformadas, UTM 751141-9893274 (B) Vetillas
de calcita cortando las lavas, (C) Estrías de falla indicativas del fallamiento (S.
Burga)
Además +/- 400 metros aguas arriba en las coordenadas UTM (751016-9892946)
afloran brechas tectónicas (Figura 28), lugar en el cual coinciden fallas y lineamientos
mapeados, los cuales son asociados al Sistema de Fallas Pallatanga-Pujilí-Calacalí y a la
Falla Tambillo, definida por Mc Court, Duque, & Pilatasig (1997), más al SW en la
zona de Pallatanga- Guaranda.
E W
35
Figura 28. Evidencia de alta actividad tectónica en la zona de estudio. (A)
Afloramiento de brechas tectónicas con alto fracturamiento, UTM 751016-9892946
(B) Brecha tectónica deleznable con clastos ligeramente orientados (S. Burga)
4.5.1. Sistema de Fallamiento Pallatanga – Pujilí- Calacalí
Un segmento de falla de tipo inversa del sistema indicado ocurre al W del Cerro Punteras.
Esta estructura tiene planos de falla con rumbo NNE-SSW buzando aproximadamente
50° al WNW. La estructura ha sido identificada en base a un grupo de fallas de tipo
inversas que afectan a las lavas de la Unidad Río Cala. La estructura coincide con la
quebrada s/n, la cual es un afluente del Río Patoa. Esta estructura está relacionada con el
primer evento del levantamiento de la Cordillera Occidental
4.5.2. Falla Tambillo
Un segmento de esta falla se ubica al W del Cerro Punteras con un rumbo NE-SW. La
estructura se caracteriza por la ocurrencia de una muy amplia zona de deformación frágil
al NW del Cerro Punteras, zona donde ocurre un conjunto de fallas de rumbo NE-SW con
los planos buzando 60° al SE. El bloque techo está vergiendo al NW (falla inversa). La
falla se encuentra deformando lavas de la Unidad Río Cala. El trazo parece tener relación
con un lineamiento NE-SW observable en imágenes satelitales al SW de Cuturiví, así
como planos de falla de rumbo NE-SW expuestos en la corona del deslizamiento de
Cachi. Esta estructura está relacionada probablemente con otro evento de levantamiento,
que más al SW (Zona Pallatanga-Guaranda) forma las montañas que separan la cuenca
del Río Pangor con la Cuenca del Río Chimbo y que al N del volcán Chimborazo controla
el emplazamiento de rocas máficas tectonizadas aflorantes en las cabeceras del Río
Ambato (McCourt, Duque, & Pilatasig, 1997).
NW SE
36
4.5.3. Sistema de fallamiento E-W
Este sistema de fallamiento se define en base a los planos de falla que ocurren en el
afloramiento de lavas incluidas en la Unidad Río Cala. El rumbo de los planos es E-W y
prácticamente estos son verticales. Las estrías son horizontales e indican que las fallas
son transcurrentes. Posiblemente son parte de sistemas locales conjugados de fallas
regionales.
4.5.4. Plegamiento
En la parte NW del Cerro Punteras se encuentran pliegues de arrastre relacionados con la
dinámica inversa de la falla Pallatanga. Estos pliegues están deformando de igual forma
las lavas definidas como parte de la Unidad Río Cala (Figura 29).
Figura 29. Afloramiento con pliegue de arrastre afectando a las lavas andesito
basálticas de la Unidad Río Cala, UTM 751141-9893274 (S. Burga)
De igual forma, rocas sedimentarias del Grupo Zumbagua afectadas por el plegamiento
pre-Cuaternario, ocurren al W del Cerro Punteras en la zona de Cuturiví. Esta estructura
se establece en razón que la estratificación de las capas al S del deslizamiento de Cachi
tiene rumbo E-W casi vertical y la estratificación de las lutitas al W de Cuturiví es
suavemente inclinada al SE (Figura 30).
W E
37
Figura 30. Rocas sedimentarias del Grupo Zumbagua afectadas por el plegamiento
Pre-Cuaternario. (A) Lutitas con estratificación vertical ocurren al S del
Deslizamiento de Cachi, UTM 750601-9892059 (B) Lutitas estratificadas con suave
inclinación al SE ocurren al W de Cuturiví, UTM 750106-9892073 (S. Burga)
4.6. Deformaciones Cuaternarias
Dos zonas con deformaciones de edad Cuaternaria ocurren claramente en la zona de
estudio. Una falla tipo inversa y una zona deformada asociada a la falla NNE-SSW.
4.6.1. Falla Activa Inversa
Esta falla, caracterizada como activa con dinámica inversa ocurre en la zona occidental
del área de estudio. El trazo de esta falla coincide con el escarpe occidental del
deslizamiento de Cachi. El plano de falla es de rumbo NE-SW, buzando fuertemente al
NW. Las estrías de falla determinan que la estructura presenta movimiento con
componente mayormente vertical y en menor proporción componente horizontal (Figura
31). Esta falla está asociada con la existencia de varios escarpes de rumbo NE-SW
buzando fuertemente al SE que se encuentra más al SW del deslizamiento.
S S N N
38
Figura 31. Plano de falla con estrías inclinadas en afloramiento de Cangahua,
sugiriendo movimiento tanto horizontal como vertical, UTM 750367-9892515 (S.
Burga)
Esta estructura más al S de Cachi Alto (Zona W de Cuturiví) posiblemente es la que
genera dos rasgos morfotectónicos como son una loma de presión de rumbo NE-SW y un
sag-pond (Figura 32), aspectos que determinan que la estructura también tiene un
desplazamiento horizontal tipo dextral. Los rasgos mencionados indican que el trazo de
uno de los segmentos de esta falla presenta indicadores de actividad tectónica reciente.
NE SW
SE NW
39
Figura 32. Imagen de marzo de 1995 de la zona oeste de Cuturiví, mostrando una
Loma de Presión y un Sag-Pond, indicadores de neotectonismo, UTM 750011-
9892105 (L. Pilatasig)
Fuera del área de estudio, al W del trazo de falla (+/- 400 metros) ocurre una estructura
con desplazamiento de bloques que determina la presencia de una falla normal con el
plano de falla buzando al W, posiblemente gravitacional, la misma que puede estar
asociada a la Falla Activa (Figura 33).
Figura 33. Corte de talud mostrando niveles de Cangahua y la capa de suelo
deformados. Nótese el desplazamiento de la capa de suelo supera los 3 metros de
altura, UTM 749638-9893248 (L. Pilatasig)
Considerando el rumbo y la ubicación geográfica, la estructura posiblemente constituye
un segmento del Sistema de Falla Tambillo.
4.6.2. Zona de deformación Oriental
Esta estructura es la más compleja, está asociada a un fuerte lineamiento N-S ubicado al
oeste del Cerro Punteras, donde ocurren dos ensilladuras. La más oriental, posiblemente
está relacionada con la falla que en la quebrada de Cuturiví (Y de los caminos a Cuturiví
y Cachi Alto) está poniendo en contacto tectónico niveles de Cangahua con rocas
sedimentarias del Grupo Zumbagua (Figura 34).
Cangahua
Cangahua
Suelo
Suelo
NW SE
40
Figura 34. Falla de alto ángulo de buzamiento ubicada en la Quebrada de
Cuturiví, está poniendo en contacto tectónico niveles de Cangahua al E y rocas del
Grupo Zumbagua al W, UTM 750651-9892048 (S. Burga)
Como parte de esta misma zona, más al oeste ocurre otro lineamiento con rumbo NE-SW,
el cual está asociado a dos ensilladuras y a una pequeña colina que ocurren en la zona
central del deslizamiento antiguo. En la zona occidental de este lineamiento, la capa de
suelo está inclinada en contrapendiente, evidencia que sugiere que la capa de suelo
sobreyace un bloque rocoso basculado por tectonismo. Otro aspecto geológico importante
de esta zona deformada ocurre en la vía nueva a Cachi Alto a unos +/- 30 metros al E del
escarpe principal del deslizamiento de Cachi, donde un fragmento de suelo esta acuñado
en una fractura abierta (0.05 m) formada en la capa de Cangahua (Figura 35). La fractura
tiene rumbo NE-SW buzando al NW, con el bloque suroriental levantado unos 0.15 m
con respecto al bloque noroccidental. Las características mencionadas determinan que es
una falla normal formada en una dinámica transtensional.
W E
41
Figura 35. Falla-Fractura en la capa de Cangahua dentro de la cual está un bloque
de suelo como cuña, UTM 750369-9892507 (S. Burga)
4.7. Procesos Geodinámicos Externos
En la mayor parte de la región ocurren rasgos morfológicos de procesos de movimientos
en masa (MM) algunos inactivos, como por ejemplo en Cuturiví, Cachi y Santa Bárbara.
Dentro de algunos deslizamientos inactivos, se encuentran otros deslizamientos activos,
como ocurre en la zona de la comunidad de Cachi Alto. A su vez los deslizamientos
activos incluyen uno de mediana magnitud y otro de pequeña magnitud.
4.7.1. Análisis Histórico
Versiones de moradores indican que los MM empezaron por la década de los 30s. Los
datos históricos indican que enormes deslizamientos ocurrieron en las décadas de los 60s
y 70s. Otras versiones indican que en la misma época ocurrió un represamiento en el Río
Patoa. Un Morador de San Juan indica que en la década del 60 se formó un represamiento
en el Río Patoa, sin establecer el sitio especifico.
Un morador de la tercera edad, de nombre Manuel Caiza (74 años de edad) comunica
algunos datos sobre los asentamientos en Cuturiví y Cachi, así: indica que los
asentamientos en el Batán (Zona Oriental de Cuturiví) empezaron en 1961-1962 y
continuaron hasta 1973. Con respecto a Cachi, indica que el asentamiento ocurrió entre
1971 y 1973. Por otra parte, indica que el represamiento del Río Patoa fue debido al
material del deslizamiento de Chaupi, ubicado en el margen izquierdo del Río Patoa.
Además, indica que en 1973 un deslizamiento en el sector Hidalgo (NW de Cerro
Punteras) produjo un flujo que formó un depósito de lodo que parece represó parcialmente
NW SE
42
el Río Patoa. Además, indica que en el terremoto de Pujilí de 1996 ocurrieron pequeños
derrumbes en el escape principal del deslizamiento de Cachi.
Un morador que vive junto al escape principal indica que la actividad en
Cachi, empezó en 1968 y culminó con un enorme asentamiento en 1972. Información
fotográfica de 1995 tomada durante el estudio del deslizamiento de Cuturiví realizado por
Paladines y Longo (Pilatasig, comunicación verbal), determina que el escarpe principal
occidental del deslizamiento de Cachi es una estructura que continúa hacia el SW, lo cual
determina que el asentamiento mayor fue en la parte norte, mientras que al S el
asentamiento alcanzó hasta 3 metros de altura.
4.7.2. Deslizamiento Inactivo
El deslizamiento inactivo o antiguo abarca un área de 153.000 m2 aproximadamente. El
escarpe principal tiene una forma de herradura, así en la zona S el escape tiene rumbo E-
W, mientras en la zona occidental es NE-SW, con el talud fuertemente inclinado al N y
al E, respectivamente. La altura del escarpe principal es de 17 a 20 metros en las partes
más altas (Figura 36).
Figura 36. Escarpe principal con rumbo E-W y el talud inclinado fuertemente al N,
con altura aproximada de 20 metros, UTM 750793-9892312 (S. Burga)
SW NE
43
La masa deslizada involucra principalmente depósitos de ceniza tipo cangahua, sin
embargo, en los taludes del escarpe ocurren lavas, areniscas, lutitas, limolitas y brechas
conglomeráticas pertenecientes al grupo Zumbagua, los cuales también han sido
afectados por el deslizamiento.
La inclinación de la capa de suelo en contrapendiente al sur del deslizamiento antiguo
puede estar relacionado con el basculamiento de una parte del cuerpo del deslizamiento
antiguo de Cachi, aunque los materiales de esta zona no están muy disturbados. Este
aspecto determina que el deslizamiento en la zona S fue rotacional y que el deslizamiento
antiguo es mucho más grande. Posiblemente está incluyendo la zona S el deslizamiento
antiguo y abarca un área total de 200.000 m2 (Figura 37).
Figura 37. Vista panorámica del Deslizamiento Antiguo desde el Cerro Punteras.
Nótese la morfología típica de un deslizamiento rotacional y además la extensa
área de afectación, UTM 751174-9892486 (S. Burga)
El pie del deslizamiento antiguo no es evidente, sin embargo, en la confluencia del Río
Patoa con la Quebrada s/n que atraviesa la zona de estudio, ocurre un depósito caótico de
gravas mal sorteadas con matriz areno-limosa de +/- 2 metros de espesor, el cual se
interpreta como parte del flujo formado por el deslizamiento antiguo, parte del cual
posiblemente formó un pequeño dique.
S N
44
4.7.3. Deslizamiento Activo de mediana magnitud
El deslizamiento activo está ubicado en la zona nororiental del cuerpo del deslizamiento
antiguo de Cachi, tiene una forma ovalada con el eje principal en sentido NE-SW. El
escarpe principal tiene forma de herradura y alcanza los 2 metros de altura en la zona
central (Figura 38).
Figura 38. Escarpe principal en forma de herradura con una atura que llega hasta
los 2 metros. Nótese el escalonamiento del material que se ha desplazado
recientemente, UTM 750762-9892491 (S. Burga)
El cuerpo del deslizamiento desde el escarpe principal hasta el pie del deslizamiento tiene
una longitud de 262 metros. Con respecto al ancho, es variable así: en la zona superior
del cuerpo del deslizamiento alcanza los 94 metros de ancho, mientras en la vía a Cachi
Alto es de 75 metros. El área aproximada que cubre el deslizamiento es de
aproximadamente 23.800 m2.
El espesor del depósito coluvial formado, igualmente es variable así: en la zona
suroccidental es 5,5 metros, en el escarpe principal es 3,3 metros y en la zona S es 2,6
metros. En el pie del deslizamiento o zona de acumulación el espesor del depósito
coluvial alcanza un espesor variable entre 5 y 15 metros (Figura 39).
NE SW
45
Figura 39. Imagen del pie y la zona de acumulación del deslizamiento activo de
Cachi Alto, UTM 750931-9892659 (L. Pilatasig)
El movimiento en masa ha provocado el desarrollo de abundantes grietas transversales y
longitudinales en el cuerpo del deslizamiento con una longitud variable y hasta 0.6 metros
de abertura, además en la zona N del escarpe principal ocurren estrías indicativas del
sentido de movimiento de los materiales involucrados (Figura 40). Considerando el
volumen del depósito inestable, el movimiento en masa es catalogado como de mediana
magnitud. Por otra parte, considerando el sentido de movimiento, el deslizamiento
presenta características de deslizamiento rotacional en la parte superior del cuerpo del
deslizamiento, mientras que en la zona inferior presenta mayormente indicadores de tipo
traslacional, razón por la cual es catalogado como de tipo combinado.
E W
46
Figura 40. Imágenes del deslizamiento. (A) Grietas transversales y longitudinales
en el cuerpo del deslizamiento UTM 750702-9892570 (B) Estrías indicativas del
movimiento de los materiales geológicos, UTM 750728-9892557 (S. Burga)
La actividad de este movimiento en masa está provocando el estancamiento del agua y
formación de pantanos. Otra evidencia clara de la actividad del movimiento en masa es
la deformación de la vía Pujilí-Cachi Alto (Figura 41). El movimiento es tanto en sentido
horizontal como vertical, proceso que ha provocado que la vía presente un hundimiento
de aproximadamente 3 metros y un desplazamiento hacia el N de 5 metros en 6 meses.
Este proceso posiblemente se inició en el primer semestre de 2018 como un deslizamiento
tipo rotacional, actualmente se comporta como traslacional y podría transformarse en un
flujo de escombros que se encausaría por la pequeña quebrada, llegando a afectar
propiedades y obras de infraestructura que se encuentren ubicadas en el curso medio y
bajo de la quebrada mencionada, así como en el curso bajo del Río Patoa.
NE SW
NE SW
47
Figura 41. Características del deslizamiento. (A) Agua estancada en el cuerpo del
deslizamiento, UTM 750760-9892547 (B) Imágenes de la vía a Cachi Alto a julio de
2018 y a febrero de 2019, nótese el desplazamiento horizontal como vertical, UTM
750793-9892578 (L. Pilatasig)
4.7.4. Deslizamiento Activo de pequeña magnitud
El deslizamiento activo pequeño está ubicado en el sector occidental del camino que
conduce a Cachi Alto, inmediatamente al NE del deslizamiento de mediana magnitud
(Figura 42). El deslizamiento está afectando el flanco N de una pequeña colina. La
longitud del deslizamiento desde el escape principal al pie del deslizamiento inferido en
el cauce de la quebrada s/n supera los 100 m de largo mientras el ancho alcanza
aproximadamente los 10 m. El espesor del depósito coluvial no supera los 10 metros. El
área aproximada que cubre el deslizamiento es de 2904 m2.
En la zona central del cuerpo del deslizamiento ocurren grietas transversales asociadas
con hundimientos-levantamientos menores a 0.2 m. En la corona de este deslizamiento
ocurren grietas de tensión, lo que indica que la zona es también inestable.
SW NE
NE NE SW SW
48
Figura 42. Deslizamiento traslacional de pequeña magnitud el depósito formado
por este deslizamiento está cubierto por el depósito formado por el deslizamiento
de mediana magnitud, UTM 750953-9892624 (L. Pilatasig)
El deslizamiento es de tipo traslacional y considerando la dirección de las grietas,
posiblemente este deslizamiento activo de pequeña magnitud, esta “accionado” por el
empuje que ejerce el deslizamiento activo de mediana magnitud.
D. Traslacional
W E
49
Figura 43. Mapa litológico-estructural y de movimientos en masa de la Zona de Cachi-Pujilí
50
4.8. Factores condicionantes y detonantes de los procesos geodinámicos
externos
4.8.1. Deformación Cortical-Fallamiento
Las rocas que forman parte del subsuelo de la región de Cachi Alto están afectadas por la
actividad tectónica de dos sistemas de fallamiento regional como son el sistema de
fallamiento Pallatanga-Pujilí-Calacalí y la Falla Tambillo. Esta actividad ha provocado la
formación de zonas donde las rocas están intensamente fracturadas (deformación frágil).
Los planos de estas discontinuidades constituyen mayormente planos de falla de rumbo
N-S y NE-SW buzando moderadamente al W y al SE respectivamente.
Algunas de las fracturas inclusive afectan a la capa de Cangahua (ceniza volcánica). Los
planos de las fracturas en varios lugares constituyen espejos de falla, además en algunos
de ellos ocurren estrías de falla, características que determinan que estas estructuras
presentan indicadores de desplazamiento reciente con componente vertical y también
horizontal (neotectonismo).
En algunos sectores de Cachi Alto y Cuturiví, más al sur de la zona de estudio, los planos
de las fracturas mencionadas están relacionados con escarpes, donde se infiere la
ocurrencia de asentamientos o levantamientos. Igualmente, en Cachi Alto y Cuturiví, las
fracturas están abiertas o sin relleno, confirmando la presencia de una zona de
fracturamiento.
4.8.2. Sismicidad
Datos compilados por Iglesias, y otros (1991), indican que la zona de estudio está ubicada
muy cerca de los epicentros de dos sismos ocurridos el 11 de noviembre de 1962 y el 16
de noviembre de 1962 con intensidades de 6 y 8 K, respectivamente. Según Egred
(informe inédito no publicado) el sismo del 11 de noviembre, provocó grandes
asentamientos de tierra en Cuturivíes, mientras que el sismo del 16 de noviembre provocó
también asentamientos de tierra, así como amplias grietas y deslizamientos en las faldas
de los cerros Casahuala, Cuturivíes y Conchacapac.
Por otra parte, el área de estudio según el mapa de peligro sísmico realizado por el método
de Murphy (en Correa, y otros, 2014), está calificada como zona con peligro sísmico alto
y debido a que cerca de esta zona cruzan diversas estructuras, esto la convierte en una
zona muy susceptible a eventos sismo-tectónicos.
51
En base a los datos registrados por el Instituto Geofísico EPN, dentro del área de
influencia de 50 km alrededor del área de estudio se identificó 246 sismos con magnitud
que va de 3 a 5.7 Mw, entre los años de 1994 a 2008, siendo el sismo más fuerte el sismo
que ocurrió el 28 de marzo de 1996, denominado terremoto de Pujilí de magnitud 5.7
Mw.
4.8.3. Condición Geomecánica de la Cangahua
La condición geomecánica de la Cangahua o ceniza volcánica constituye otro factor que
incide en el comportamiento de los taludes en la zona de Cachi Alto. Esta característica
fue establecida en base a los ensayos geotécnicos realizados en el Laboratorio Triaxilab
de 3 muestras de cangahua. Las muestras fueron recolectadas al pie del escarpe principal
del deslizamiento antiguo, específicamente en el escarpe occidental (cabecera del
deslizamiento), así como en los escarpes S y N (Figura 43).
Figura 44. Imagen de tipo DEM mostrando la delimitación de los deslizamiento
antiguo y reciente, y la ubicación de las muestras tomadas para realizar los
ensayos geomecánicos (E. Analuisa)
Los datos incluidos en la Tabla 4, determinan que el valor de la cohesión en las muestras
1 y 3 son extremadamente altos comparando con la cohesión de otras muestras de
cangahua de otros lugares geológicos, así como con el valor de la cohesión de la muestra
52
2. Con respecto a la densidad y ángulo de fricción interna, los valores son ligeramente
más altos, pero el valor de la humedad es ligeramente menor con respecto a otras muestras
de otros sitios geológicos, debido a esto la Cangahua presenta condiciones geomecánicas
muy buenas.
Tabla 4. Resumen de las propiedades físico-mecánicas de las muestras ensayadas
tomadas en la zona de estudio y de muestras de Cordovillo, 2018; Pillajo, 2016;
CONAMA, 2018; Karol, 1960; Terzaghi, 1980; Metro Q, 2018 y UNAL, 2018 (E.
Analuisa)
Muestra/Fuente
Bibliográfica
Densidad
(KN/m3) Cohesión
(KN/m2)
Ángulo de
fricción
interna
Humedad
(%) SUCS
Muestra 1 15.58 176.52 33 8.75 ML
Muestra 2 16.35 49.03 35 20.84 ML
Muestra 3 14.86 186.33 38 10.88 ML
Cordovillo,
2018 11.68 22.5 18 30.59 ML
Pillajo, 2016 17.7 37 21 34 ML
CONAMA,
2018. Karol,
1960. Terzaghi,
1980. Metro Q,
2018. UNAL,
2018.
14.89
14.7
14
16.6
12.74
17.36
44.1
71.82
98
54.85
35
27
34
31
29
40
25
25
10
10
OL-SC
OL-SM
ML-SM
ML-SM
ML
VALORES
PROMEDIO 14.91 75.75 30.10 21.51
4.8.4. Pluviosidad
La información instrumental de la pluviosidad data desde el año 1972. Estos datos están
disponibles en la Dirección General de Aviación Civil del Ecuador (DAC). El análisis de
los datos instrumentales de pluviosidad establece que la humedad promedio para la zona
es de 73%, teniendo pluviosidades que varían entre 30mm- 68mm, siendo promedio 45.74
mm (AIP, 2018).
El análisis de la información determina que los años de mayor pluviosidad son 1993,
1998, 2008, 2017, dentro de los cuales los meses de mayor precipitación son marzo (1993)
con precipitaciones de 120 mm, noviembre (1998) con precipitaciones de 150 mm,
octubre (2008) con precipitaciones de 140 mm y marzo de (2017) con precipitaciones de
140 mm. Los meses de febrero, marzo y mayo respectivamente, mantienen un rango de
pluviosidades constantes comprendido entre 70 mm y 120 mm.
Por otra parte, los años que presentan mayores días de precipitaciones son 1999, 2008,
2000, de los cuales, el mes de febrero de 1999 presenta 24 días de constantes
53
precipitaciones, el mes de mayo de 2000 presentan todos los días del mes de constantes
precipitaciones, y para el mes de mayo del 2008 se dan 25 días de constantes
precipitaciones.
Resumiendo, los meses con mayor número de días con altas precipitaciones para el sector
están comprendidos entre los meses de abril y mayo, además que el mes de marzo
mantiene una cantidad de días proporcional en cuanto respecta a precipitaciones
comprendido entre 10 -18 días.
4.8.5. Pendientes
El área de estudio se caracteriza por presentar un relieve con pendientes suaves a
moderadamente inclinadas. Empleando el método de Lugo (1988), las pendientes fueron
reclasificadas, obteniendo que la zona presenta pendientes bajas entre 0° y 3°
correspondiente a planicies, siendo más evidentes en la parte N y S del área de estudio,
presente en gran parte de los drenajes, en el cual se ha evidenciado pequeñas terrazas
formadas en el Río Patoa (Sector N).
La mayor parte del área de estudio se atribuye a un relieve ligeramente inclinado donde
la pendiente varia de 3° a 12°, también se incluyen relieves de colina ubicados al SE del
área de estudio. También se evidencian relieves moderadamente inclinados con
pendientes comprendidas entre 12° y 30° principalmente a lo largo de los drenajes (Figura
44).
En el escarpe y flancos del deslizamiento antiguo como del deslizamiento activo de Cachi,
la inclinación de pendientes varía entre 30° – 45° al igual que en el margen izquierdo del
Río Patoa (N). Existen zonas puntuales como en el escarpe del deslizamiento antiguo, en
las cuales las pendientes sobrepasan los 45°.
54
Figura 45. Mapa de pendientes de la zona de estudio, reclasificado según Lugo, 1988 (Cuenca & Mariño, 2019)
55
5. DISCUSIÓN
La secuencia más antigua expuesta en la parte N de la zona de estudio (Figura 43), de
acuerdo a los datos litológicos y mineralógicos, está constituida por lavas de color verde,
textura porfirítica, conteniendo cristales de plagioclasa y relictos de fenocristales de
anfíbol con bordes alterados, moderadamente magnética. Como minerales de alteración
ocurren clorita y epidota diseminada, además vetillas de calcita atraviesan las rocas.
Considerando las características petrográficas tienden a ser andesitas basálticas. Por sus
características petrográficas, estas rocas se relacionan con las rocas expuestas en el Río
Patoa, reportadas por Hughes & Bermúdez (1997), los cuales las definen como andesitas
basálticas. Inicialmente, estas rocas fueron interpretadas como parte de la Formación
Macuchi (Longo, Sosa, Guevara, & Unda, 1980) y posteriormente como parte de la
Unidad Macuchi (Egüez, 1986). Por otra parte, Hughes & Bermúdez (1997), interpretan
que estas rocas constituyen intrusiones locales sin relación con la Unidad Macuchi, pero
sin establecer la posición estratigráfica. En este trabajo, por las características
petrográficas y la posición estructural, las andesitas basálticas son interpretadas como
parte de la Unidad Río Cala definida más al N por Boland, y otros (2000) y redefinida
por Vallejo (2006). Sin embargo, considerando el tipo de alteración, no se descarta que
estén relacionadas con las rocas volcánicas expuestas entre el Km 48 y 42 de la vía Quito
a Santo Domingo incluidas en los Bed’s Tandapi (Kehrer & Van der Kaaden , 1979) y
Unidad Tandapi (Egüez, 1986). La secuencia en general es sobreyacida por rocas
volcanoclásticas y volcanosedimentarias atribuidas al Grupo Zumbagua (Anexo 2).
El Grupo Zumbagua en la zona de estudio consiste básicamente de volcanoclastos y
volcanosedimentos, que incluyen principalmente brechas conglomeráticas, areniscas
tobáceas, limolitas tobáceas y lutitas; lo cual concuerda con lo establecido por Hughes &
Bermúdez (1997). También se incluyen en esta secuencia las andesitas porfiríticas
expuestas localmente al W del Cerro Punteras. Sin embargo, estos autores, no mencionan
la presencia de ningún tipo de rocas ígneas de composición andesítica dentro de este
grupo. Debido a la falta de análisis más detallados de las rocas andesíticas, no es posible
definir con precisión a que unidad geológica pertenecen. Sin embargo, tomando en cuenta
su relación con las rocas adyacentes y la posición estructural, en esta investigación, la
56
secuencia está incluida dentro del Grupo Zumbagua, considerando que pueden ser las
potenciales fuentes de las facies volcanoclásticas y volcanosedimentarias.
Las lavas andesíticas porfiríticas incluidas en el Grupo Zumbagua, considerando las
características petrográficas y especialmente el estilo de deformación (capas verticales
con rumbo E-W), también podrían estar relacionadas con la secuencia de rocas volcánicas
y volcanosedimentarias denominada por Kehrer & Van der Kaaden (1979), como Beds
Tandapi y redefinida posteriormente por Egüez (1986), como Unidad Tandapi. Las
mismas que fueron definidas como peperitas e incluidas dentro de la Unidad Silante
(Hughes & Bermúdez, 1997).
La Cangahua consiste de una extensa capa de ceniza volcánica con fragmentos de lapilli,
por las características litológicas se la define como Cangahua de caída de ceniza (Tipo 1)
de acuerdo a lo propuesto por Vera & López (1991). Este depósito se encuentra expuesto
formando un periclinal. La secuencia posiblemente se correlaciona con la capa de ceniza
volcánica expuesta más al E en el valle Interandino, incluida en la Formación Cangahua
(Longo, Sosa, Guevara, & Unda, 1980).
Con respecto al magmatismo, la presente investigación reporta que el Cerro Punteras
constituye un domo o intrusivo de alto nivel de composición dacítica de edad indefinida.
Las rocas están cubiertas discordantemente por ceniza volcánica de edad cuaternaria, por
lo que se infiere una edad pre-cuaternaria para este cuerpo ígneo. Estas rocas
posiblemente están relacionadas con el evento magmático que dio origen a los cuerpos
intrusivos de 6.27 Ma emplazados en el Grupo Zumbagua (Hughes & Bermúdez, 1997),
por lo que una edad Mioceno Superior se infiere para este cuerpo ígneo.
En lo que respecta al fallamiento, la zona está atravesada por tres sistemas, el primero de
rumbo NNE-SSW de tipo inverso con el plano falla buzando al WNW, el siguiente de
rumbo NE-SW de tipo inverso con el plano de falla buzando al SE y por último el sistema
de rumbo E-W de tipo transcurrente dextral. Los primeros dos sistemas de fallamiento
presentan indicadores de neotectonismo. El sistema NNE-SSW posiblemente constituya
un ramal del sistema de fallas Pallatanga-Pujilí-Calacalí definido por Hughes &
Bermúdez (1997), por otra parte, el sistema NE-SW posiblemente constituye la
prolongación de la Falla Tambillo definida más al SW por McCourt, Duque, & Pilatasig
(1997). El tercer sistema de fallas correspondería a fallas menores que han desplazado
unidades más jóvenes que el Eoceno de acuerdo a Hughes & Bermúdez (1997). Sin
embargo, las estructuras identificadas por Longo, y otros (1980), presentan el mismo
57
rumbo, pero todas son interpretadas como fallas normales, lo cual difiere con los criterios
cinemáticos identificados en este trabajo.
Por otra parte, con respecto al plegamiento la zona presenta capas suavemente inclinadas
y otras subverticales, estas últimas asociadas con la actividad de las fallas. Hughes &
Bermúdez (1997), indican que las rocas del Grupo Zumbagua suelen presentarse en
anticlinales y sinclinales suaves a abiertos, razón por la cual, las rocas sedimentarias con
alto ángulo de buzamiento posiblemente sean parte de unidades geológicas más antiguas.
Lo que respecta a los movimientos en masa que ocurren en la zona de estudio catalogados
como deslizamientos. El deslizamiento antiguo de gran magnitud afecta mayormente a la
ceniza volcánica (Anexo 3), los datos del presente estudio determinan que el principal
condicionante es la actividad neotectónica, en razón que los análisis geomecánicos de la
Cangahua determinan que esta es estable (Analuisa, 2019). Por otra parte, con respecto a
los deslizamientos activos de mediana y pequeña magnitud, los datos del presente estudio
determinan que el principal condicionante es la actividad antrópica a la que se suma la
morfología y la pluviosidad.
58
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1. Conclusiones
- El basamento de la zona de estudio consiste de andesitas basálticas con textura
porfirítica y afanítica en ocasiones, moderadamente alteradas con presencia
de clorita, leve epidota y vetillas de calcita y por sus características
mineralógicas y texturales corresponden a rocas de composición intermedia a
básica de la Unidad Río Cala. Las rocas se encuentran altamente deformadas
y sus afloramientos se restringen a la parte baja de la Quebrada s/n que drena
hacia el Río Patoa.
- Las rocas que sobreyacen directamente al basamento consisten de
volcanosedimentos, brechas conglomeráticas, areniscas, limolitas, lutitas de
naturaleza volcanogénica, también andesitas con fenocristales de piroxeno
todas estas pertenecientes al Grupo Zumbagua.
- La Unidad litológica más superficial constituye la sucesión de cenizas con un
moderado o alto grado de compactación, de espesor variable hasta 20 metros,
catalogada como Cangahua, que se encuentra formando periclinales.
- Cuerpos intrusivos indiferenciados consisten principalmente de rocas
dacíticas con textura porfirítica, los cuales se han desarrollado en forma de
domos y se encuentran afectados por deformación frágil.
- Los datos de campo determinan que la zona está atravesada por dos sistemas
de fallamiento con rumbo NNE-SSW y NE-SW que están afectando tanto al
basamento como a la Cangahua y presentan rasgos de actividad neotectónica.
- Las estructuras identificadas son interpretadas como parte del sistema de fallas
Pallatanga-Pujilí-Calacalí (sistema NNE-SSW) y la Falla Tambillo (sistema
NE-SW). El juego de fallas E-W corresponden a fallas menores formadas
como efecto secundario de los sistemas de fallas regionales y su afectación es
local.
- En la zona de estudio ocurren tres deslizamientos: el primer deslizamiento es
de tipo rotacional, de gran magnitud, no presenta indicios de actividad
reciente, el segundo deslizamiento es de tipo rotacional en la parte superior
del cuerpo del deslizamiento y traslacional en la parte inferior, de mediana
59
magnitud, está activo y el tercer deslizamiento es de tipo traslacional, de
pequeña magnitud, está activo. Los datos indican que el factor que controla el
primer deslizamiento es la sismicidad y para el caso de los dos deslizamientos
activos los factores son la actividad antrópica, la morfología y la pluviosidad.
60
6.2. Recomendaciones
- Considerando que la naturaleza de las rocas ígneas y las rocas con capas
fuertemente inclinadas no está bien definida, sería importante realizar estudios
más detallados en la zona de estudio (geoquímica, dataciones radiométricas,
análisis micropaleontológicos, etc) para discriminar de manera precisa el
origen de estas rocas y la unidad geológica a la que pertenecen.
- En razón que aguas abajo se encuentra infraestructura vial y piscinas de
almacenamiento de agua. Realizar un estudio geofísico para determinar la
posición espacial (profundidad) e inclinación del plano del deslizamiento
inactivo, para elaborar un modelo predictivo de afectación ante una potencial
reactivación del deslizamiento.
- Los datos geológicos determinan que la zona está afectada por neotectonismo,
razón por la cual es importante realizar estudios sismotectónicos y
paleosismológicos para determinar la potencial magnitud de los sismos y el
posible periodo de retorno.
- Considerando que algunos taludes del deslizamiento inactivo,
geotécnicamente presenta condiciones de inestabilidad, así como el
deslizamiento activo presenta actividad en la corona, ejecutar el monitoreo de
los deslizamientos inactivos de Cachi y Cuturiví, programas de prevención y
sistema de alerta temprana.
- Tomando en cuenta el aumento de viviendas en los años 60s y 70s, se debe
evaluar las características estructurales y determinar la vulnerabilidad de las
mismas para establecer técnicas de fortalecimiento estructural apropiados a
escenarios sísmicos similares a los sucedidos en 1962 y 1996.
61
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63
ANEXOS
Anexo 1. Descripción de rocas representativas de la zona de estudio
Código
Coordenadas
WGS_84 Z 17S Roca Descripción
X Y
M4D2S1
750642
9892052
Lutita
Roca de tonalidad caqui,
con textura pelítica, grano
muy fino, matriz en su
mayoría constituida por
arcillas, esporádicos granos
de cuarzo y biotita,
presencia de minerales
secundarios,
principalmente óxidos
como limonita y pirolusita,
sin magnetismo, grado de
meteorización alto.
M5D2S1
750875
9892374
Andesita con
fenocristales de
piroxeno
Roca de tonalidad gris
verdosa, textura porfirítica
(matriz 60% y fenocristales
40%), Minerales
principales: plagioclasa,
piroxeno; minerales
accesorio: anfíbol;
minerales secundarios:
clorita, hematita. Presenta
moderado magnetismo,
leve cloritización y baja
meteorización.
M6D2S1
750940
9892611
Brecha
Roca de tonalidades ocres
y rojizas, textura psefítica
(matriz 80% y clastos
20%), estructura matriz
soportada con baja a
moderada compactación,
tamaño de grano hasta 2
cm, forma de los clastos
angulosos y
subredondeados. Presenta
líticos de andesitas y
lutitas; matriz conformada
por arcilla y limo.
P11D4S1
751633
9893219
Dacita
Roca de tonalidad gris
clara, textura porfirítica
64
(matriz 50% y fenocristales
50%). Minerales
principales: plagioclasa,
anfíbol, cuarzo; minerales
accesorio: feldespato K,
biotita; minerales
secundarios: caolín.
Presenta leve argilización,
moderada meteorización y
magnetismo nulo.
1M2D1S2
750835
9892359
Limolita tobácea
Roca de tonalidad café
oscuro a púrpura, con
textura pelítica, grano fino,
matriz en su mayoría
constituida por limo, en
lámina delgada se
evidenció cristales rotos de
plagioclasa, cuarzo y
minerales opacos, sin
magnetismo, presenta
moderada silicificación,
grado de meteorización
bajo.
2M2D1S2
750835
9892359
Arenisca tobácea
Roca de tonalidad café
grisáceo, con textura
psamítica, grano medio a
fino hasta 2mm, estructura
matriz soportada. En
lámina delgada están
constituidas por
plagioclasas rotas,
esporádicos granos de
hornblenda y cuarzo, así
como líticos de lavas
afaníticas. Con leve
magnetismo y leve
meteorización.
M3D1S2
750855
9892376
Brechas
conglomeráticas
Roca de tonalidad gris-
púrpura, con textura
psefítica, grano grueso (> 2
cm), matriz limoarenosa,
estructura clasto soportado.
Presenta líticos de origen
volcánico de composición
andesítica a dacítica con
formas subangulosas a
subredondeadas. Con
65
moderado magnetismo y
leve meteorización.
M4D1S2
751360
9893383
Andesita basáltica
Roca de tonalidad gris
verdosa a gris clara, textura
porfirítica y afanítica
(matriz 55 % y
fenocristales 45%),
Minerales principales:
plagioclasa, anfíbol;
minerales accesorio:
piroxeno; minerales
secundarios: clorita,
calcita. Presenta moderado
magnetismo, leve
cloritización y baja
meteorización.
M5D1S2
751198
9893430
Andesita basáltica
Roca de tonalidad gris
verdosa, textura porfirítica
(matriz 60 % y
fenocristales 40%),
Minerales principales:
plagioclasa, anfíbol;
minerales accesorio:
piroxeno; minerales
secundarios: clorita.
Presenta moderado
magnetismo, leve
cloritización y baja a
moderada meteorización.
M1P2D1S2
750106
9892073
Lutita
Roca de tonalidad gris a
café oscuro, con textura
pelítica, grano muy fino,
matriz en su mayoría
constituida por arcillas,
presencia de minerales
secundarios,
principalmente óxidos
como limonita, sin
magnetismo, grado de
meteorización alta.
M3D2S2
751016
9892946
Brecha tectónica
Roca de tonalidad gris
clara y blanquecina, con
textura psefítica, grano
grueso (> 1 cm), matriz
limoarenosa, estructura
matriz soportada. Presenta
líticos de andesitas y tobas,
minerales como cuarzo,
66
plagioclasa, clorita y
malaquita? con formas
angulosas. Los clastos se
encuentran orientados,
existen pátinas de clorita y
vetillas de calcita y leve
meteorización. La roca se
encuentra altamente
fracturada y es muy
deleznable.
M2D3S2
750739
9892234
Cangahua
Roca de tonalidad café, con
textura pelítica, grano fino,
matriz en su mayoría
constituida por limo y
arena fina, estructura
matriz soportada, presenta
líticos de lapilli y pómez,
minerales como cuarzo,
plagioclasa, biotita,
feldespato K y pátinas de
carbonatos. Sin
magnetismo y moderada
compactación.
M-CACHI
751141
9893274
Andesita basáltica
Roca de tonalidad gris
verdosa a gris oscura,
textura porfirítica (matriz
60 % y fenocristales 40%),
Minerales principales:
plagioclasa, anfíbol;
minerales accesorio:
piroxeno, sulfuros;
minerales secundarios:
clorita, epidota, calcita.
Presenta alto magnetismo,
alta cloritización y alta
meteorización.
67
Anexo 2. Perfil litológico a lo largo de la línea A-A'
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Anexo 3. Perfil litológico a lo largo de la línea B-B'