LICENCIATURA DE GEOLOGÍA - FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE EVOLUCIÓN DE CUENCAS INSTITUTO DE CIENCIAS GEOLÓGICAS CURSO DE SEDIMENTOLOGIA

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1 LICENCIATURA DE GEOLOGÍA - FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE EVOLUCIÓN DE CUENCAS INSTITUTO DE CIENCIAS GEOLÓGICAS CURSO DE SEDIMENTOLOGIA Responsable del Curso: Prof. Adj. Dr. César Goso Aguilar PRÁCTICO Nº 2 - MUESTREO EN SUPERFICIE Objetivos: Saber efectuar todo tipo de muestreo de rocas sedimentarias y sedimentos en afloramientos, sean éstos del tipo que sean. Saber discernir y definir, con los conceptos que se brindarán en el práctico, el tipo y forma de muestreo a efectuar en función de las ventajas, desventajas y problemas específicos ligados al muestreo de depósitos sedimentarios en afloramiento. Introducción: Estudios litológicos, estratigráficos y estructurales detallados permiten entender la génesis y los procesos geológicos ocurridos a las sucesiones estratigráficas. Para realizar esos trabajos es necesario incluir como herramienta metodológica el muestreo de rocas y sedimentos. El muestreo podrá ser efectuado mediante el empleo de alguna tecnología específica -si se trata de muestras del subsuelo- pero generalmente en secciones aflorantes con el uso de martillo de geólogo o palas es suficiente. En particular, el muestreo de depósitos sedimentarios tiene algunas consideraciones exclusivas, por tener características propias. Es muy importante conocer los métodos que se utilizan para seleccionar el criterio y tipo de muestreo acorde con los fines del estudio propuesto. Conviene recordar que de la elección de la técnica de muestreo (tipo y cantidad de muestras) dependerá la representatividad de un conjunto de rocas que se pretende conocer, y que una selección no apropiada del tipo de muestreo no podrá ser corregido por ningún procedimiento analítico posterior, por más sofisticado o exacto que sea. Es común que las rocas sedimentarias no presenten propiedades homogéneas cuando se las observa en sección vertical, lo que debe tomarse en 1

2 cuenta a la hora de tomar muestras (se tomarán muestras que sean representativas de esas variaciones). El relevamiento geológico general, con levantamiento de secciones y perfiles es el primer paso de todo muestreo, ya que la geometría del cuerpo rocoso a muestrear condicionará este a su vez es la primera etapa de todo trabajo analítico posterior (sedimentológico, estratigráfico, económico, etc.) cualquiera sea la finalidad específica. Si la adquisición de los datos es incorrecta o insuficiente no siempre se tendrá disponibilidad de tiempo y principalmente dinero para reiterar la labor. El muestreo en afloramiento dependerá entre otros, de tres factores esenciales: a) Nº necesario de muestras b) Tamaño y/o peso adecuado de las muestras c) Preservación o no de estructuras sedimentarias En una unidad sedimentaria, la distribución y tipo de muestreo a efectuar, dependerá del espesor, constancia litológica vertical u horizontal, accesibilidad al sitio y tipo de estudio propuesto para esa unidad. El tamaño de la muestra y la preservación o no de las estructuras sedimentarias, dependerá mayoritariamente de la finalidad del muestreo. Materiales y Procedimientos Algunos materiales necesarios y útiles en las tareas geológicas de campo y en la operación de muestreo son: - brújula, lupa de mano - libreta de campo, HCl (10%) - piqueta y/o marrón, cincel, pincel, lentes plásticos - lápiz, goma, lápices de colores - máquina fotográfica - comparadores visuales - pala y/o cuchara de albañil - cinta métrica de 25 o 50m, estacas - miras o jalones graduados 2

3 - bolsas plásticas y/o tela (dependiendo de las particularidades analíticas) adecuadas al tamaño de las muestras - manilas, engrampadora, cinta de pegar y marcador de tinta indeleble - botas de goma, campera de lluvia, bolso o mochila A continuación se detalla un procedimiento previo al muestreo: - selección del punto de la muestra - localización de la muestra (mapa, coordenadas, GPS) - características del punto de muestreo - levantamiento de la sección, descripción de la muestra - tipo de muestra - relaciones laterales y/u horizontales con las rocas circundantes - profundidad de la muestra con respecto a la superficie del terreno (si corresponde) - evaluación de la calidad de la muestra para los fines propuestos En relación con la finalidad del muestreo se pueden caracterizar 3 tipos de muestras: 3

4 - muestras de referencia o con fines descriptivos - muestras para fines económicos - muestras para estudios detallados de laboratorio Las muestras de referencia en materiales sueltos se colectan en un frasco u otro material de vidrio con tapa o tapón. Este tipo de muestra ofrece dificultades solamente cuando se requiere preservar estructuras sedimentarias u orientación de cantos en depósitos de material grueso. En ese caso, el muestreo se deberá efectuar después del análisis de fábrica o con equipamiento y cuidados especiales. En materiales consolidados (rocas sedimentarias), las muestras de referencia o con fines descriptivos, salvo en el caso de preservación de macro estructuras, será de un tamaño aproximado de 7 x 10 x 2,5 a 3 cm de espesor. Los muestreos para fines económicos dependerán de los requerimientos técnicos específicos de la prospección, exploración y evaluación del recurso estudiado. El muestreo de depósitos sedimentarios para fines de estudios detallados de Laboratorio dependerá particularmente de los siguientes parámetros: - tamaño de las partículas - grado de selección - estratificación y estructuras sedimentarias - grado de compactación y alteración - grado de variabilidad (constancia u homogeneidad litológica de la unidad) - fines y objetivos del trabajo Por cada una de estas finalidades, es posible caracterizar 4 tipos de muestreos en rocas sedimentarias y sedimentos: - muestreo puntual - muestreo seriado - muestreo de canal o en canaleta - muestreo compuesto Muestreo puntual 4

5 Cuando la muestra es tomada en un punto particular sobre el afloramiento, decimos que la muestra es puntual. Tales muestras son colectadas y guardadas separadamente, siendo ésta la diferencia con el muestreo compuesto. La decisión de realizar un muestreo puntual puede deberse a una aparente homogeneidad litológica reconocida en el campo a simple vista, pero también se puede optar por este tipo de muestreo al reconocer una variación en la vertical en la unidad, como son los sedimentos gradados. En este caso, se toma una muestra puntual en la base, en la parte media y en el techo, aunque el criterio puede ser diferente dependiendo del espesor, grado de gradación, tipo de litología, etc. Una muestra puntual es estrictamente válida para el punto que está siendo muestreado. Pueden realizarse generalizaciones cuando se comprueba que existe homogeneidad en el afloramiento o depósito sedimentario. Cuando existen variaciones verticales u horizontales, o se está estudiando un área extensa, es mejor tomar una serie de muestras puntuales. Muestreo seriado Cuando las muestras puntuales integran un conjunto de muestras tomadas según un ordenamiento preestablecido, con espaciamientos regulares o equidistantes, se denomina muestreo seriado. Las muestras seriadas pueden arreglarse a lo largo de una línea transversal a una formación geológica o pueden representar un conjunto de muestras colectadas a ciertos intervalos a lo largo de un río o de una playa. También pueden extenderse verticalmente a lo largo del espesor de una formación. También pueden realizarse muestreos seriados en red. La red tendrá un patrón cuadrangular con un espaciamiento acorde con el detalle con el que el trabajo será ejecutado. Las muestras se toman en los puntos de intersección de las líneas. Muestreo de canal Cuando la muestra es tomada a lo largo de todo el frente del afloramiento, lo llamamos muestreo de canal o en canaleta. Este tipo de muestreo se realiza cuando en una roca sedimentaria se procura definir las características medias de la formación. En general, es un muestreo muy utilizado en estudios con fines económicos. Debido a que este tipo de muestreo implica colectar bastante material, se llega al tamaño adecuado de muestra a través de un cuarteo. La finalidad del cuarteo es la reducción del volumen total de la muestra. Está claro que la representatividad de la 5

6 muestra se mantiene, visto que la misma ya debería serlo desde el momento de la colecta o extracción en el campo. a) se vierte la muestra sobre una superficie limpia y plana, tratando de formar un cono (situación 1 y 2 de la figura ) b) se divide en cuatro partes de igual superficie y cantidad (situación 3). c) se toman dos cuartos opuestos (el resto se guarda) (situación 4). d) ambas partes escogidas se mezclan y se repite la operación anterior hasta obtener la cantidad de muestra necesaria para el análisis (situación 5). Muestreo compuesto Una muestra compuesta es la que resulta de la suma de un conjunto de muestras puntuales para constituir una muestra simple o única. Un ejemplo es el muestreo de varios fragmentos de calcáreos tomados en varios puntos del afloramiento para constituir una muestra compuesta con el fin (por ejemplo) de determinar el contenido de CaO o MgO, como valores medios. Este tipo de muestreo también es muy utilizado con fines económicos. 6

7 TRABAJO PRÁCTICO Objetivo general Conocer las diferentes técnicas de muestreo de rocas sedimentarias y sedimentos, y aplicar algunas de ellas en campo. Objetivo específico del práctico Muestreo de sedimentos de playa para realizar posteriormente estudios granulométricos y composicionales. Procedimiento 1) Elaboración de una malla regular en campo para determinar la densidad y los puntos de muestreo 2) Selección del tipo de muestras a colectar 3) Operación de muestreo 1) Elaboración de una malla de muestreo Es un procedimiento por el cual se determina localización de los puntos de muestreo mediante coordenadas relativas. Su diseño estará en función del material a muestrear, de la extensión superficial y de la topografía del terreno. En este caso se plantea la situación en una playa para muestrear sedimentos actuales. La metodología consiste en establecer líneas perpendiculares a la línea de costa y paralelas entre sí, ya que el objetivo es estudiar las características granulométricas de los diferentes subambientes de una playa, siguiendo una malla predeterminada. Una vez determinado el criterio para establecer la malla utilizar, se define la posición de la línea base (costa), a partir de la cual se generarán todas las otras líneas, tanto paralelas como perpendiculares. Con ello se establece la base del sistema de coordenadas. Una vez determinada la línea base, se determina la frecuencia de separación de las líneas perpendiculares, que podrá ser de 20 m, 25 m ó 50 m. Una vez definida la distancia de separación de las líneas perpendiculares, se determina la distancia entre las verticales y luego se procede a la construcción de la malla. 7

8 Se marca el punto de origen (Punto O) y luego para trazar la línea base con la brújula y posicionados en el Punto O, se mide la dirección (rumbo) de la línea base. Una vez determinado el rumbo, utilizando una cinta métrica, medimos en el sentido del rumbo, la distancia elegida, en la cual se pondrá otra estaca y se marcará el punto O1. Repetimos la operación y marcamos los restantes puntos de la línea; O2, O3, etc., y así sucesivamente. Posicionados sobre el Punto O, a 90º (perpendicular) de la línea base, en la dirección deseada, medimos la distancia determinada y marcamos con una estaca el punto, que llamaremos B. Esta operación se repite cuantas veces sea necesario hasta completar la línea con puntos como B1; B2, etc. Una vez completada la línea se traslada la posición de medida del Punto O al Punto O1; O2, etc., y se repites la operación hasta completar la malla. Los muestreos se efectuarán en los nodos, donde se cruzan dos líneas perpendiculares. 8

9 Pasos para la elaboración de la malla de muestreo Pala americana que se utilizará en el trabajo de campo 9

10 Cuestionario 1) Qué tipo de muestreo aplicaría para realizar los siguientes estudios en rocas sedimentarias? Justifique. a) determinación del potencial de una caliza para fabricación de cemento; b) determinación de condiciones de sedimentación a través de la granulometría a lo largo de un río; c) determinación de composición mineralógica y granulométrica de un depósito homogéneo de cantos rodados. 2) Cuál es el objetivo principal del cuarteo? 3) Por qué la existencia de estructuras sedimentarias afecta el tipo de muestreo que se pueda realizar? 10