Columna estragrafca de Arequipa
Columna estratigráfica
Una columna estratigráfica es una representación utilizada en geología y sus subcampos de estratigrafía para describir la ubicación vertical de unidades de roca en una área específica. Una típica columna estratigráfica muestra una secuencia de rocas sedimentarias, con las rocas más antiguas en la parte inferior y las más recientes en la parte superior. En áreas que son geológicamente más complejas, como las que contienen rocas intrusivas, fallas o metamorfismo, las columnas estratigráficas indican la posición relativa de esas unidades con respecto a las demás. Sin embargo, en estos casos, la columna estratigráfica debe ser una columna estructural, en la que las unidades se apilan tomando en cuenta la manera en que se an movido por las fallas, de acuerdo con lo observado en el campo, o una columna de tiempo en el que las unidades son apiladas en el orden en que se formaron.
CORTE , SECCION O PERFI
Un perfil geológico es la reconstrucción en profundidad de la estructura geológica de una zona. Un perfil o corte geológico puede definirse como una sección vertical o perfil interpretativo de la geología superficial, para cuya realización se utilizan los datos obtenidos en el terreno. Es decir, un corte geológico es la interpretación de la información geológica disponible de una zona, representada en un corte o sección. Geométricamente un corte geológico puede definirse como la intersección de los elementos y estructuras geológicas en un plano vertical que contiene a la línea de corte considerada. El corte geológico tiene como base el perfil topográfico, es decir el corte geológico está limitado por la parte superior por el corte topográfico por donde pasa a realizar.
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.% ntroducción Un perfil geológico es la reconstrucción en profundidad de la estructura geológica de una zona. Un perfil o corte geológico puede definirse como una sección vertical o perfil interpretativo de la geología superficial, para cuya realización se utilizan los datos obtenidos en el terreno. Es decir, un corte geológico es la interpretación de la información geológica disponible de una zona, representada en un corte o sección. Geométricamente un corte geológico puede definirse como la intersección de los elementos y estructuras geológicas en un plano vertical que contiene a la línea de corte considerada. El corte geológico tiene como base el perfil topográfico, es decir el corte geológico está limitado por la parte superior por el corte topográfico por donde pasa a realizar.
. Elementos de un corte o perfil geológico Un corte geológico debe estar acompa/ado de una serie de elementos que permita su correcta interpretación. *ebe presentar una escala tanto vertical como orizontal, generalmente estas escalas son iguales. El corte debe estar orientado, es decir se tiene que referenciar sus dos e(tremos.
*ebe presentar una leyenda, en la que se especifique los diferentes colores y tramas utilizados para representar la edad y la litología de los materiales que aparecen en el corte. 0ormalmente esta leyenda se construye de forma que los materiales est1n ordenados cronológicamente, en la parte inferior los más antiguos y en la parte superior los más modernos. *ebemos identificar el corte en referencia al mapa, estableciendo alguna identificación alfanum1rica de sus e(tremos que permita su rápida localización en el mapa. . 2ómo se realiza un corte o perfil geológico 3ara realizar un corte geológico se emplea la misma t1cnica que para realizar un perfil topográfico. 3artimos de un mapa geológico en el que se traza el corte a realizar" 45 6ealizar el perfil topográfico de la línea de corte. Este perfil es el límite superior del corte geológico. &5 !a línea del perfil corta los diferentes elementos estructurales representados en el mapa, ya sean contactos entre materiales, planos de falla, o planos a(iales de pliegues. )5 Se proyecta sobre el perfil topográfico las intersecciones de nuestra línea de corte con los diferentes elementos estructurales. 5 En primer lugar se deben pintar los elementos estructurales más importantes como plano de fallas, discordancias o planos a(iales de pliegues. 0ormalmente, estos elementos son planos, así que en nuestro corte estarán representados por líneas. Estas líneas deben pasar por los puntos de intersección correspondientes definidos sobre el perfil topográfico, y deben dibujarse con el ángulo de buzamiento correspondiente a cada una de esas estructuras. 75 En segundo lugar se pintan los contactos concordantes entre los diferentes materiales 8planos de estratificación5. Se sigue el mismo proceso utilizado en el trazado de las estructuras" se traza una línea , con el ángulo de buzamiento adecuado, que pase por la intersección definida en el perfil topográfico. +odas las líneas que se trazan en un corte geológico deben tener estilo geológico, es decir es conveniente trazarlas a mano y evitar los trazos completamente rectos. 95 *espu1s se deben rellenar con tramas y colores las superficies definidas en el corte en función del tipo litológico y edad correspondiente. :5 ; por
=. !as tramas en los cortes o perfiles geológicos !as tramas suelen seguir la estructuras de las capa, es decir la trama debe amoldarse al buzamiento de las capas en todo momento. =. 2aracterísticas de los materiales 2uando se va a realizar un corte debemos tener en cuenta el origen y características de los materiales que aparecen en el mapa geológico. En mucos casos, este origen va determinar su geometría en el corte geológico. 3or ejemplo, un material cuaternario de origen fluvial es un material depositado por el río en el cauce por el que discurre, estos materiales normalmente se depositan discordantes y orizontales, rellenando peque/as depresiones del terreno. II. &rientación del perfil geológico En la construcción de un corte, es muy importante realizar correctamente la proyección, sobre el perfil topográfico, de las intersecciones de la traza del perfil geológico con los diferentes
elementos estructurales. Esta proyección debe realizarse siempre perpendicularmente a la traza del perfil geológico sobre el mapa' de forma que el perfil geológico que vamos a realizar tenga la misma longitud que la traza de ese perfil sobre el mapa geológico. ( la $ora de realizar un corte geológico, se debe tener en cuenta que la información que debe utilizar, es toda aquella que se encuentra en el mapa., y no sólo la que se localiza en la zona más pró)ima al trazado de nuestro corte. *oda la información disponible para realizar el perfil está condicionada por la profundidad y por los límites laterales arbitrarios considerados para la realización de nuestro perfil geológico.
=. !imitaciones del perfil geológico en profundidad 2uando se realiza un corte geológico se debe considerar su límite en profundidad. En la mayoría de los casos, la limitación de la estructura geológica en profundidad está condicionada por el conocimiento y la interpretación de la estructura geológica que podemos inferir del mapa geológico. En ning
. !imitaciones laterales del perfil geológico Se debe tener en cuenta que un mapa geológico está limitado en sus e(tremos. Estos límites son arbitrarios, y por tanto no debemos considerarlos como representativos a la ora de definir la estructura geológica. +. #imbología en los cortes o perfiles geológicos En los cortes geológicos se utilizan los mismos colores y tramas que se utilizan en los mapas geológicos. %o obstante, la simbología utilizada en los mapas geológicos no es la misma que se utiliza en los cortes. Gran parte de la simbología utilizada en los mapas geológicos para definir la orientación y estructura de los materiales resulta redundante en un corte geológico, ya que el perfil es el resultado directo de la interpretación de esa simbología. En general, un perfil o corte geológico es en realidad un diagrama que muestra una vista lateral de un bloque de la corteza terrestre como se vería si pudiéramos levantarlo para observarlo meor.
?asta donde sea posible, la sección geológica transversal se dibuja perpendicular al rumbo general de las rocas. En el caso de que las proyección se aga sobre un perfil topográfico en el que se a e(agerado la escala vertical, entonces el ángulo de la inclinación o ecado de las rocas se e(agera proporcionalmente. -eferencias bibliográficas
3ozo 6odríguez, @. et. al. 8&,AA5. Beología 3ráctica" ntroducción al reconocimiento de materiales y Cnálisis de @apas. Editorial 3EC6SD0 E*U2C20, S. C. @adrid. )7&pág. *atos aportados de estudios realizados cortesía de +. Dbando. &AAF, y &,AAG. *on !eet, !., y Hudson, S. 8&,AAA5. Iundamentos de Beología Iísica. Editorial !@USC#0D6EBC E*+D6ES. @1(ico. 7Apág.
os cortes geológicos
Un corte geológico es una representación gráfica de la intersección de los cuerpos geológicos en el subsuelo con un plano vertical de una orientación determinada. Es una sección del terreno donde se representan los diferentes tipos de rocas, su constitución y estructura interna y las relaciones geom1tricas entre ellas. Es un modelo apro(imativo de la distribución real de las rocas en profundidad, coerente con la información disponibles sobre superficie y subsuelo. +ambi1n puede representar la e(tensión de los materiales y de las estructuras que ya ayan sido erosionados por encima de la superficie topográfica. !os cortes son un complemento indispensable de los mapas geológicosJ mapas y cortes son fruto de la interpretación de la disposición de las rocas a partir de varios tipos de datos, normalmente incompletos y con diferentes grados de incertidumbre. Cmbos son representaciones bidimensionales de la realidad geológica y conjuntamente permiten comprender la estructura tridimensional de los vol
!a construcción de un corte geológico implica interpretar la disposición de las rocas, tanto en profundidad, como sobre la superficie topográfica. 2onsiste en interpolar todos los datos disponibles, de superficie y de subsuelo, con el objetivo de construir un modelo geológico coerente. 3or esta razón, la construcción de los cortes geológicos requiere aplicar todo el conocimiento de las características geológicas de la región, interpretado en el marco de los conocimientos teóricos del momento. !os datos de superficie se obtienen directamente sobre el terreno 8dirección y buzamiento de los estratos o de otras estructuras, tipos de contactos, potencia de las unidades estratigráficas, relaciones laterales entre estas, etc.5 8Iigura 45 o se e(traen de un mapa geológico efectuado previamente 8formación geológica o unidad cartográfica, tipo de roca, ángulo de intersección con la superficie topográfica, datos puntuales5.
!os datos de superficie se obtienen directamente sobre el terreno 8dirección y buzamiento de los estratos o de otras estructuras, tipos de contactos, potencia de las unidades estratigráficas, relaciones laterales entre estas, etc.5 8Iigura 45 o se e(traen de un mapa geológico efectuado previamente 8formación geológica o unidad cartográfica, tipo de roca, ángulo de intersección con la superficie topográfica, datos puntuales5.
0igura 12 C partir de las observaciones en superficie se pueden construir cortes geológicos por e(trapolación directa de 1stas. 2on frecuencia, la interpretación geológica del paisaje proporciona suficiente información para construir un corte geológico, especialmente en los desfiladeros. !a figura muestra la e(tensión en el subsuelo y por encima de la superficie topográfica de un nivel calizo y de las rocas que afloran por debajo y por encima de 1ste. El alcance en profundidad es relativamente limitado.
Sin duda, la calidad y la precisión de un corte geológico están directamente unidas a una buena cartografía geológica de base que permita deducir la disposición tridimensional de las rocas, las relaciones temporales entre ellas y la geometría y la edad de las estructuras que las afectan. El mapa geológico permite conocer y delimitar las áreas caracterizadas por el mismo tipo de estructuras, lo que se denomina el Kestilo estructuralK 8figura &5.
0igura 32 Estas figuras muestran esquemáticamente los Lestilos estructuralesM más comunes. a5 planar
orizontal o con los estratos poco inclinados, b5 pliegues, c5 fallas normales, e(tensivas, d5 cabalgamientos, fallas contractivas e5 pliegues con clivaje asociado. 2on frecuencia, en una misma zona se reconocen varios Lestilos estructuralesM, como por ejemplo estructuras de plegamiento en el sustrato al cual se superponen materiales sedimentarios con estructura planar y pudiendo estar todo el conjunto afectado por fallas e(tensivas 8f5. +ambi1n es necesario el má(imo n
0oto 12 !a recuperación de testigo continuo en los sondeos permite conocer de primera mano la constitución y el grosor de las unidades rocosas en el subsuelo. Dtras t1cnicas complementarias facilitan, entre otros datos, la orientación de las superficies de estratificación u otras discontinuidades.
0igura 42 !as t1cnicas geofísicas proporcionan información sobre las propiedades físicas de las rocas del
subsuelo. !a figura muestra un perfil sísmico 8a5 en el cual se observan lo que se denominan reflectores" 1stos son la respuesta a las ondas sísmicas de orizontes que las reflejan. 3roporciona una imagen similar a la de una ecografía clínica. !a escala vertical de los perfiles sísmicos se refiere al tiempo que tardan las ondas sísmicas en ir desde una fuente de emisión, sita en la superficie del terreno, asta un orizonte que las refleja y volver para ser registradas por un receptorJ el tiempo de esta escala vertical, graduada en milisegundos, es un Ltiempo de doble recorridoM 8t$o $ay traveltime, +N+, en su denominación inglesa5. 3ara poder transformar la escala vertical en +N+ de las ondas sísmicas en una escala vertical en metros es preciso conocer la densidad del medio por el cual se desplazan las ondas y su velocidad. 3ara determinar estos parámetros se utilizan otras t1cnicas geofísicas, generalmente sísmica de refracción o gravimetría, apoyadas, siempre que sea posible, en datos de sondeos. El line dra$ing 8b5 85 identifica los reflectores que se observan en los perfiles sísmicos y muestra la disposición de las formaciones rocosas en el subsuelo. Iinalmente se construye el perfil interpretado 8c5. !a calidad y el coste de realización de los cortes geológicos están muy vinculados al conocimiento geológico regionalJ a su vez, como ya se a comentado en el capítulo dedicado a la cartografía geológica, de la construcción de cortes geológicos se deduce tambi1n teoría geológica. !a construcción de un corte geológico requiere la consecución de una serie de pasos y la aplicación de t1cnicas específicas para su validación. 3ara reducir al má(imo los grados de libertad en la interpretación de la disposición de las rocas en profundidad y asegurar la fiabilidad del corte se utilizan t1cnicas geom1tricas que permiten integrar correctamente el mayor n
0igura 52 !a
e(trapolación de los datos, tanto de superficie, como de subsuelo, está limitada por el estilo estructuralJ la figura ilustra modelos geom1tricos de fallas e(tensivas 8a5 y contractivas 8b5.
!a proyección de los datos de superficie y de subsuelo sobre el plano de corte es el estadio más crítico durante la construcción de un corte geológico. 3ara acerlo, ay que definir un modelo geom1trico tridimensional que se ajuste a la orientación de las diversas superficies, dado que los datos sólo pueden ser proyectados en el plano del corte paralelamente a las estructuras. !a escala vertical de un corte geológico debe ser siempre igual que la escala orizontal para evitar la representación deformada de los cuerpos geológicos. En los cortes que acompa/an un mapa geológico es todavía más importante que ambas escalas sean iguales para facilitar la comparación e integrar la información. ?ay casos en que la representación gráfica de la configuración geológica en mapa y en corte es muy similar, por ejemplo cuando las estructuras geológicas se encuentran fuertemente inclinadas. Csí, la imagen de un corte geológico de cualquier objeto inclinado 7O, como un pliegue con el eje inclinado, es la misma que la de un corte seg
0igura 62 En las áreas con depósitos recientes, pleistocenos y olocenos, los cortes específicos de 1stos
se construyen con la escala vertical e(agerada. Pste, en concreto, muestra los travertinos y los lodos carbonatados del lago de -a/olas 8K@apa geolQgic de 2atalunya 4"&7 AAAK5.
0igura 9" 2orte geológico de un proyecto de obra subterránea en subsuelo urbano. !a escala vertical y en
consecuencia la altura de todos los objetos está e(agerada verticalmente. !a profundidad asta la que se construyen los cortes depende de la escala de trabajo, las características geológicas de la zona, los objetivos del corte y los datos disponibles del subsuelo. Csí por ejemplo, los cortes geológicos que acompa/an los mapas geológicos generales, ecos a partir de datos de superficie, tienen una profundidad que oscila entre alg
0igura 72 @apa de situación de los sondeos de e(ploración petrolífera, en tierra y en la plataforma marina. !os datos que aportan los sondeos son fundamentales para la construcción de cortes geológicos en cualquier ámbito.
En cambio, en zonas estructuralmente complejas afectadas por varios sistemas de pliegues, como las que a menudo se observan en materiales ercínicos, el alcance vertical de los cortes acostumbra a ser muco menor, por la dificultad de e(trapolar datos en profundidad. En el caso de materiales recientes, como depósitos fluviales, la profundidad de representación difícilmente supera las pocas decenas de metros 8figura 75. C medida que avanza el conocimiento de la constitución y el comportamiento de la corteza terrestre y de la litosfera 8figura F5, se a convertido en rutinaria la construcción de cortes asta profundidades superiores a los 4AA Rm, a escala cortical o litosf1rica, debido a la disponibilidad creciente de datos de subsuelo profundo, tales como sísmica de refle(ión, magnetotel
0igura 82 !a estructura y la constitución interna de la +ierra se conocen a trav1s de la interpretación de
datos geofísicos. !a división clásica ace referencia a la composición de las diversas capasJ la división
dinámica se refiere al comportamiento mecánico de 1stas. Crriba, detalle de la estructura de la parte más e(terna de la +ierra 8modificado de earey y =ine, 4GGA5. os cortes compensados y los cortes restituidos
El m1todo más usual para evaluar y validar un corte geológico de una zona con determinados estilos estructurales 8estructuras de plegamiento, fallas e(tensivas o cabalgamientos5 es comprobar lo que se denomina su LretrodeformabilidadM. Esto significa que debe ser posible desacer la deformación para poder interpretar cómo estaban dispuestas las diferentes unidades geológicas antes de deformarse. Un corte retrodeformable se denomina corte compensado si el corte o cortes que desacen progresivamente la deformación son los cortes parcialmente o totalmente restituidos 8figura G5.
0igura 92 2orte geológico, corte compensado y corte geológico restituido al estado no deformado. En ellos se muestra la situación y la relación entre los vol
El corte restituido mantiene la coesión de las rocas antes y tras la deformación sin que aya superposiciones o vacíos entre los dos estadios. !a interpretación de las estructuras en un corte compensado debe ser siempre coerente con las estructuras observadas en la región, esto es, con el estilo estructural. El paso entre el corte restituido y el deformado tal y como a sido interpretado en la actualidad debe ser congruente cinemática y mecánicamente. El objetivo fundamental de la construcción de cortes compensados es evitar la introducción de errores geom1tricos durante la construcción de los cortes geológicos. Esta t1cnica tambi1n permite calcular los valores del acortamiento o del estiramiento asociados a la formación de las estructuras tectónicas y realizar reconstrucciones palinspásticas, es decir,
aquellas en las cuales los materiales geológicos se sit
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