MAPAS GEOLÓGICOS Y GEOTÉCNICOS.

Transcripción

1 1 MAPAS GEOLÓGICOS Y GEOTÉCNICOS. 1. MAPAS GEOLÓGICOS La compresión a fondo de la configuración y extensión de aspectos tan vastos como grandes cuerpos de roca solo puede ser obtenida por medio de cuidadosos levantamientos de mapas geológicos. Un mapa además de presentar un cuadro regional de la geometría de cada cuerpo de roca, permite analizar las relaciones estructurales con una perspectiva que no puede obtenerse de otra manera. El mapa geológico es un instrumento fundamental en la investigación geológica. Los mapas geológicos muestran la distribución de unidades de roca en la superficie de la tierra. Cada unidad es destacada con letras, colores o rastras. Se incluyen símbolos que indican la dirección estratigráfica y el buzamiento de los estratos sedimentarios así como los patrones de diaclasas, pliegues y fallas. También es incluida una explicación o leyenda sobre la edad e relaciones estratigráficas entre las unidades de roca. Estas simbologías cambian entre una región y otra. Un mapa geológico es una compilación de datos observados. Por ello, su modificación cambiará solamente en sus detalles si hechos adicionales son observados e incluidos en dicho mapa. El problema de los mapas radica en la interpretación tridimensional de un objeto a partir de su expresión bidimensional. Por otro lado, el mapa geológico muestra la distribución areal de las rocas que afloran a la superficie y que son relativamente de fácil observación en campo por lo que son considerados informes preliminares que expresan el criterio del profesional en geología en un momento determinado. Los datos incluidos en estos mapas generalmente no son suficientes para aplicaciones en ingeniería. La topografía, estratigrafía, estructuras geológicas y patrones hidrográficos por si solos no resuelven los problemas de las obras civiles. Además estos mapas NO aportan datos cuantitativos sobre propiedades físico-mecánicas de los materiales así como de las características anisotrópicas y heterogeneidad de los materiales térreos. Por otro lado, los mapas geológicos no interpretan el medio geológico en términos de métodos de diseño y planificación geotécnicos (por ejemplo un mapa de intensidades en escala Mercalli de un evento sísmico respecto a la determinación de las variables dinámicas de los estratos) Relaciones de Edad La edad relativa e absoluta de una sucesión de estratos rocosos ayudan grandemente a la interpretación de los mapas geológicos. Para ello, se siguen algunos principios básicos: 1. PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN Indica que los sedimentos más jóvenes yacen sobre los más viejos, salvo que las capas hayan sido volcadas durante deformaciones tectónicas. 2. PRINCIPIO DE CONTINUIDAD FÍSICA Las capas son generalmente continuas en un área, salvo que hayan sido erosionadas. Si la continuidad se rompe abruptamente debe sospecharse de callamiento o truncamiento por una discordancia o depositación lenticular o local. 3. REGLA DE LA DEFORMACIÓN Las rocas desplazadas fueron formadas antes del tiempo del desplazamiento.

2 2 4. REGLA DEL METAMORFISMO Las rocas metamórficas provienen de algún tipo de roca sedimentaria o ígnea antes de que ocurriese el metamorfismo. El tipo de roca que precedió al metamorfismo puede ser interpretado, así como también los tipos y grados del metamorfismo. 5. REGLA DE LAS RELACIONES DE CRUZAMIENTO Las rocas que estén cruzadas o penetradas por una intrusión, falla, diaclasa o una estructura de reemplazo son más viejas que el aspecto geológico que cruza o penetra. 6. DATACIÓN POR FÓSILES Las relaciones paleontológicas generalmente permiten establecer la edad de los estratos y la presencia de una discordancia entre dos unidades estratigráficas. 7. DATACIÓN ABSOLUTA POR RADIOACTIVIDAD Este método permite relacionar rocas directamente con la escala del tiempo geológico en años. De este modo pueden datarse intrusiones y relaciones metamórficas, así como también ciertos sedimentos. 8. DATACIÓN POR RELACIONES DE FACIES Las unidades litológicas interdigitadas son contemporáneas INTERPRETACIÓN DE ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS A- PLIEGUES En el caso de pliegues, se usa el principio de superposición para identificar anticlinales (rocas más viejas en el interior) de sinclinales (rocas más jóvenes al interior) en vistas de planta.

3 3 Para identificar estructuras más complejas, se identifican las orientaciones de los estratos en diferentes puntos como se describen los domos y cubetas. EJERCICIOS 1. Dibuje en diagramas de bloques como en los casos anteriores con su respectiva vista de planta, las siguientes estructuras: a. Estrato N f, 30 E f. b. Estrato E f, 35 S f. c. Estrato N 45 E, 35 SE. d. Estrato vertical N 45 W. e. Anticlinal con línea de cresta orientada norte-sur. f. Sinclinal con línea de cresta orientada este-oeste. g. Anticlinal con línea de cresta buzando al norte. h. Sinclinal con línea de cresta buzando al este. 2. Represente un sinclinal y anticlinal con línea de cresta zigzagueado (línea de cresta plegado) en vista de planta indicando la dirección de los buzamientos de las capas en diferentes puntos. Suponga que estas estructuras han sido erosionadas por lo que es posible observar su secuencia estratigráfica en planta. B- AFLORAMIENTOS EN VALLES FLUVIALES En ciertas circunstancias no es necesario anotar las orientaciones de los estratos sedimentarios o piroclásticos. Cuando las corrientes de agua erosionan el terreno y dichas capas, están presentan un patrón característico del cual puede deducirse su dirección de buzamiento y según la topografía del valle fluvial y el patrón de afloramiento podría saberse su

4 4 buzamiento. Este hecho es conocido como la REGLA DE LA V, la cual dice que en estratos inclinados aflorando en valles fluviales, el vértice de la V indica la dirección de buzamiento de dicha capa. A la regla anterior existen dos excepciones: estratos verticales o estratos con buzamiento menor al del gradiente del río. EJERCICIOS 1. Identifique las estructuras ilustradas en los siguientes mapas geológicos. 2. Dibuje la sección geológica transversal A-A de los mapas anteriores.

5 5 C- FALLAS La falla de estratos horizontales es muy difícil de hallar en campo, excepto que se localice un afloramiento lateral cercano a un cauce de río o tajo. En el caso de estratos inclinados, se da la repetición de ciertos estratos en superficie. Sin embargo, este hecho es solo una posibilidad. Otro problema asociado a fallas es saber el desplazamiento de los bloques, cual sube (bloque techo) o baja (bloque base). No obstante, si la falla se produce en ciertas estructuras geológicas su identificación es casi inmediata. Por ejemplo cuando se da el fallamiento de pliegues. De forma general se puede decir que en anticlinales las capas son desplazadas hacia fuera en el bloque levantado mientras que en los sinclinales esto ocurre hacia adentro. Así, la regla general es que las capas son desplazadas en dirección del buzamiento de las capas en el bloque levantado. 2. MAPAS GEOTÉCNICOS Estos presentan información geológico-geotécnica con fines de planificación, uso territorial y proyectos de construcción y mantenimiento de obras de ingeniería. Estos deben incluir los siguientes aspectos: 1. Caracterización y clasificación geotécnica de los suelos y rocas existentes en la zona. 2. Propiedades físicas, mecánicas y químicas de los materiales.

6 6 3. Condicionantes hidrogeológicas y patrones de distribución del agua tanto en superficie como subterránea. 4. Condiciones y procesos geomorfológicos presentes en la zona de estudio. 5. Descripción y caracterización de los procesos de la dinámica externa de la zona. La extensión y profundidad de estos aspectos están en función de: a. Escala y extensión de la zona de estudio. b. Objetivos del proyecto civil. c. Jerarquía por importancia de los fenómenos y estructuras geológico-geotécnicas presentes según su impacto en la obra en desarrollo. d. Disponibilidad de información, datos confiables y representatividad de estos. e. Técnicas de representación integral de los datos. Así, los mapas geotécnicos difieren de los geológicos en que los primeros presentan información descriptiva de los materiales y procesos geológicos, datos cuantitativos sobre las estructuras y medio geológicos, propiedades físico-mecánicas de los materiales e información interpretativa para futuras aplicaciones geotécnicas.

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8 MAPAS GEOLÓGICOS Dra. Elena González Cárdenas Dpto. Geografía y Ordenación del Territorio UCLM

9 Un mapa geológico es un mapa topográfico sobre el que se han dibujado diversos símbolos que indican: Tipos de rocas de la superficie terrestre Tipo de contacto entre ellas Estructuras geológicas Elementos geomorfológicos Los mapas geológicos son mapas de afloramientos rocosos

10 Los símbolos empleados en el mapa se reflejan en la LEYENDA Colores o tramas Líneas de contactos Símbolos estructurales Símbolos geomorfológicos Cronología En la leyenda se explica el significado de cada símbolo

11 LEYENDA MAPA GEOLÓGICO DE ESPAÑA E.1: I.G.M.E. LLERENA 877 ESQUEMA TECTÓNICO I II ESQUEMA REGIONAL III SIGNOS CONVENCIONALES Edición CORTES GEOLÓGICOS ESCALA 1: Datos técnicos COLUMNAS ESTRATIGRÁFICAS I II III

12 Los mapas geológicos al uso se levantan a escala 1: Se confeccionan a partir de los estudios de campo y del empleo de fotografía aérea vertical y de ortoimágenes de satélites

13 Cuaternario Colores o tramas Cada color indica una unidad litológica o conjunto de rocas, que tiene una edad determinada, aceptada internacionalmente y fácilmente reconocible en el campo o en foto aérea. Las tramas indican el tipo litológico Las litologías y edades se expresan también con números y letras Terciario Secundario Primario Arcaico Rocas volcánicas Rocas ígneas Estas unidades litológicas reciben el nombre de formaciones

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15 Líneas de contactos y otros símbolos Indican la posición del plano de unión entre distintas unidades, mediante unas líneas negras de diferente grosor y forma. Los contactos separan unidades litológicas sucesivas o diferentes Contacto normal Contacto discordante Contacto mecánico Trazas de capa Falla Falla supuesta Falla de dirección Falla cabalgante Falla con indicación de hundimiento Manto de corrimiento Milonitización Anticlinal Sinclinal Anticlinal tumbado Sinclinal tumbado Anticlinorio Sinclinorio Buzamiento Buzamiento subvertical Buzamiento subhorizontal Buzamiento invertido Esquistosidad Esquistosidad subvertical Los contactos pueden ser estratigráficos y tectónicos

16 Para la representar la orientación espacial de la estratificación se utilizan una serie de símbolos estándar (cruces). El aspa larga del símbolo hace referencia a la dirección de la capa (con respecto al norte) y el segmento corto indica hacia donde buza la capa. Este símbolo puede estar acompañado de un número que índica el valor del ángulo de buzamiento (siempre con respecto a la horizontal). En este ejemplo tenemos una capa con dirección norte-sur y que buza 60º hacia el este. 60 Puede ocurrir que el símbolo de buzamiento no vaya acompañado de un número, sino de uno o varios segmentos. Su número nos indicará la intensidad del buzamiento N 5º-15º 15º-45º + 30º

17 En los mapas geológicos se muestran los siguientes elementos que ayudan a interpretarlos: Esquema Regional Esquema Geológico Esquema Morfoestructural Esquema Tectónico Los esquemas tienen escalas diferentes a la del mapa

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22 En los mapas geológicos se muestran los siguientes elementos que ayudan a interpretarlos: Leyenda con cronología Columnas estratigráficas Cortes geológicos Los colores son idénticos a los que figuran en el mapa

23 Leyenda con cronología Cuaternario Terciario Secundario Primario Arcaico Rocas volcánicas Rocas ígneas

24 Columnas estratigráficas En las columnas estratigráficas se representan las formaciones litológicas presentes en el mapa. Se disponen cronológicamente, situándose las más antiguas en la base de la columna. Las columnas tienen una escala propia y una correspondencia marcada por números

25 Cortes geológicos Los cortes tienen escala horizontal idéntica a la del mapa