UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO BOLÍVAR ESCUELA CIENCIAS DE LA TIERRA DEPARTAMENDO DE GEOLOGIA AREA DE SEDIMENTOLOGIA
ABANICOS ALUVIALES
Profesor: Argenis Rodríguez
Bachiller: Jesús Rodríguez CI: 19. 297. 349
Ciudad Bolívar, Noviembre de 2009
INDICE
INDICE
INTRODUCCION
Los abanicos aluviales son formaciones terrestres de inclinación leve en forma de cono cono o aban abanic ico o crea creada da en el trans transcur curso so de mile miless a mill millon ones es de años años por por la deposición de sedimento erosionado en la base de las cordilleras de montañas. Los abanicos aluviales se pueden reconocer fácilmente en ambientes áridos a semiáridos como en los Estados Unidos occidentales; no obstante, pueden darse en ambientes más húmedos, incluso, en la costa norte de Venezuela. Los abanicos aluviales pueden ser altamente activos, donde las inundaciones y los flujos detríticos pueden ocurrir por por episod episodios ios en cualqui cualquier er punto punto de la superf superfici iciee del abanic abanico. o. Otros Otros son menos activos, donde el levantamiento y el asentamiento tectónicos han canalizado los flujos de manera tal que gran parte del abanico no se afecta durante las inundaciones.
Los conos aluviales aluviales se forman forman al pie de una pendiente pendiente o declive declive fuerte donde hay un cambio abrupto en la inclinación de la corriente. Los canales erosionados en la superficie del cono radian del ápice hasta las puntas del abanico, generalmente con un patrón entrelazado. Sedimentos del área de drenaje drenaje de la cuenca se esparcen por estos canales y sobre el cono. Durante las crecientes fuertes la erosión toma lugar cerca del ápice de los canales y la deposición comienza cuando el agua baja. El material que ya fue depositado en una oportunidad vuelve a ser levantado y luego es redepositado más cerca de las puntas del abanico.
Los Los peli peligr gros os natu natura rale less prin princi cipa pale less en los los aban abanic icos os aluv aluvia iale less son son las las inundaciones y los flujos detríticos generados mayormente por eventos de lluvia intensa y prolongada. Las inundaciones, por lo general, ocurren con poco o ningún aviso; aviso; se mueven mueven a gran gran veloci velocidad dad y tienen tienen una gran capacid capacidad ad de transp transport ortar ar sedimento.
Los abanicos aluviales pueden tener un interés económico como acuíferos más o menos bien desarrollados. En casos esporádicos también pueden constituir un buen grupo de rocas almacén para hidrocarburos. Es por algunas de esas razones por lo que de un tiempo a esta parte ha surgido una gran cantidad de artículos científicos que se han ocupado del estudio de las características principales de los abanicos aluviales.
Abanicos Aluviales Los abanicos aluviales, tal como han sido descritos en la literatura científica usual, corresponde a unos cuerpos sedimentarios de acumulación de materiales con unas dimensiones generales que varían desde métricas hasta hectométricas y kilométricas que se hallan caracterizados por tener una morfología conoidal muy característica. Esta corresponde a una disposición cartógrafica que, en el mejor de los casos, muestra un aspecto de abanico o de cono proyectado sobre un plano más o menos horizontal. Recuerda en gran manera a la disposición planimétrica de la letra griega “delta”. Esta forma es muy similar a los otros cuerpos de acumulación sedimentaria, como son los Deltas y los Abanicos submarinos de aguas profundas (Deep- Sea Fans).
Los abanicos aluviales se caracterizan por hallarse localizados en zonas donde existe una ruptura de pendiente importante durante su período sedimentario. En su constitución destacan en gran manera los minerales depositados bajo condiciones subaéreas en un medio sedimentario continental. Los abanicos aluviales representan, desde el punto de vista de los procesos sedimentario, una función genérica tanto de la energía como de la intensidad con la que actúan los diversos procesos sedimentarios que han constituido el grueso del depósito general.
Así, los abanicos aluviales corresponden a cuerpos sedimentarios tanto a rupturas generales de pendiente como a variaciones significativas del gradiente local y general. Todo esto condiciona la intensidad, la dirección y sentido, y energía con la que actúa los diversos procesos sedimentarios responsables de la constitución específica de los abanicos aluviales.
Los abanicos aluviales mejor estudiados no se hallan directamente asociados a condiciones geográficas determinadas y a regímenes de descarga acuosa bastante característicos.
En los primeros estadios del desarrollo del estudio de los abanicos aluviales, éstos se asociaron a determinadas características climáticas y ello fue debido a que la mayoría estaban descritos en zonas actualmente áridas o semiáridas donde las pequeñas dimensiones de los cuerpos así como su geometría muy vistosa favorecieron ese tipo de estudios. Estos abanicos habían sido formados en períodos actuales y subactuales en los que existían casi las mismas condiciones climáticas que en la actualidad. Por tanto esas condiciones climáticas se consideraron típicas para la formación de los abanicos aluviales y, por generalización, siempre que se estudiaban abanicos aluviales, estos debían corresponder a unas condiciones climáticas áridas y semiáridas.
Otro aspecto interesante por lo que hace referencia a las cuestiones climáticas lo constituye el tipo e intensidad de la descarga acuosa. De esta manera y por contraposición con los abanicos, antes mencionados denominados “áridos”, se propuso la existencia de otros tipos de abanicos denominados “húmedos”. En éstos la descarga acuosa en vez de ser espasmódica como en los anteriores, correspondía a una descarga continuada en el tiempo, perenne o semiperenne, que posibilitaba una buena selección del material terrígeno, una buena ordenación relativa del mismo, así como un alargamiento en cuanto a las dimensiones radiales y longitudinales de los abanicos. También su área de influencia se veía aumentada en gran manera, siendo los abanicos denominados “húmedos” de mayores dimensiones que los denominados “áridos”.
Además se han estudiado los abanicos aluviales situados en zonas glaciales y periglaciales y se ha observado una constancia en cuanto a las formas de acumulación, típicas de los abanicos, independientemente del tipo de clima imperante, por lo que se ha convenido que el factor climático, aún siendo importante, no es determinante con respecto a los abanicos aluviales.
El interés reciente por los depósitos de abanicos aluviales estriba en que al ser una zona de diversificación del flujo, cuándo este ha perdido su encajamiento, se producen diversos fenómenos de disipación de energía que se traducen en acumulaciones hidráulicas de minerales pesados, algunos de los cuáles pueden ser de interés económico, como el oro por ejemplo (Vos, 1975). Además como que los cuerpos de los abanicos aluviales se han constituido mediante el apilamiento vertical y lateral de áreas sedimentariamente activas alternando con otras inactivas, es decir, mediante la alternancia de tramos terrígenos gruesos y de tramos terrígenos fijos (ocasionalmente lutitas), existe también una alternancia de tramos potencialmente permeables con otros potencialmente impermeables. Es por eso que los abanicos aluviales pueden tener un interés económico, también, como acuíferos más o menos bien desarrollados. En casos esporádicos también pueden constituir un buen grupo de rocas almacén para hidrocarburos. Es por algunas de esas razones por lo que de un tiempo a esta parte ha surgido una gran cantidad de artículos científicos que se han ocupado de la moría de las características principales de los abanicos aluviales.
Características generales En este apartado haremos referencia sobre todo a las características morfológicas diferenciadoras de los abanicos aluviales con respecto a otros sistemas sedimentarios similares.
1.
Morfología
La forma general de un abanico aluvial individual es muy parecida a la de un cono con el vértice en el ápice. Tanto su geometría planimétrica como sus dimensiones reflejan un cierto equilibrio entre los diversos factores que inciden sobre el abanico. Entre estos destacan la litología, el tipo de superficie y de pendientes principales, así como la cobertura vegetal de la cuenca de drenaje que es la que en gran medida va a ser la suministradora de los materiales terrígenos que constituirán el
abanico. También influyen en gran manera el gradiente de canal principal suministrador de detritus, el tipo y calidad de las descargas acuosas, el régimen climático, la incidencia de los movimientos tectónicos y la geometría de la cuenca de deposición. (Fig. 1.0).
Fig. 1.0 Esquema vertical de un abanico idealizado y con caracteristicas de baja eficacia de transporte. 1. Zona de cabecera. 2. Zona del cuerpo del abanico. 3. Zona de pie del abanico. Las partes mas alejadas muestran un paso gradual a otros sistemas. A modo de ejemplo podemos citar el hecho de que si se produce una subsidencia diferencial de la cuenca de sedimentación en el sentido de aumentar su velocidad, se produce un descenso del nivel de base que se traduce, por ejemplo a nivel del abanico aluvial en el encajamiento del canal principal hasta zonas más
lejana que las precedentes de equilibrio. El resultado final es el crecimiento de un pequeño cono localizado en las zonas distales del antiguo abanico.
Por otro lado, si se produce una elevación rápida por efectos tectónicos del frente montañoso en contacto con la cabecera del abanico, esto puede ocasionar la segmentación del abanico con la aparición de un sector sedimentariamente activo localizado justo en la zona apical del abanico previo. Estos dos supuestos son muy esquemáticos, ya que en realidad habría que considerar las diferencias de velocidades de ascenso y descenso, así como la velocidad de encajamiento del canal principal con respecto a la tasa de erosión, etc.
Los perfiles radiales de un abanico aluvial simple acostumbran a ser cóncavos, mostrando alguna variación de tipo convexo cuando en la historia sedimentaria del abanico han intervenido factores tales como un levantamiento rápido y competitivo del área fuente, etc. Por otro lado el perfil transversal muestra una convexidad característica (Fig. 1.1). La pendiente general varía entre los 5° y 10° en la zona de la cabecera hasta los 1°-2° en la zona del pie para los abanicos aislados actuales generados en zonas áridas. Los que se han generado mediante el concurso de corrientes predominantemente tractivas acuosas son por lo general de un mayor tamaño y sus pendientes se reducen a valores del orden de 3°-5° en la parte de la cabecera hasta valores de 1° y aún menores en la zona del pie. También se halla relacionado con esto la distribución a gran escala de las granulometrías. Así, por lo general, las granulometrías mayores se encuentran situadas en las inmediaciones del ápice, en la cabecera, mientras que las granulometrías más finas se hallan localizadas hacia las zonas más alejadas o marginales a los abanicos aluviales (Figs. 1.1 y 1. 2).
Fig. 1.1 El abanico muestra un perfil radial claramente cóncavo, mientras que el perfil transversal es marcadamente convexo. Los sedimentos mas gruesos se hallan localizados en la zona de cabecera, los más finos se hallan localizados hacia la zona del cuerpo del abanico
Fig 1.2. Distribución granulométrica y relacion de las p endientes de un abanico aluvial de baja eficacia de transporte. Los abanicos actuales, desarrollados en zonas áridas, muestran que han sido formados mediante los materiales aportadas por un cañón que procedente del área fuente sale del frente montañoso, pierde el encajamiento y por tanto deposita los materiales transportados (Fig. 1.3). Unas de las características más vistosas de estos
abanicos es que el canal principal se halla encajado en la zona de la cabecera del abanico. Como que, además, ese canal principal tiene un gradiente menor que el de la superficie del abanico, los dos se cortan en un lugar llamado punto de intersección. Este punto de intersección no se mantiene inmóvil y su posición relativa viene controlada por la importancia relativa de los procesos de cursos acuosos tractivos. Según predomine uno u otro de estos proceso principales, el punto de intersección ascenderá hacia la cabecera o se moverá en dirección al pie (Bull, 1974a: Hooke, 1967), (Fig. 1.4).
Fig. 1.3 Croquis de la incisión en la cabecera del abanico, por el canal principal. (Bluck, 1964)
Fig. 1.4 Croquis realizado de las relaciones del punto de intersección (Hooke, 1967)
El tipo y valor de la incisión del canal principal corresponde a una manifestación, de la importancia de los procesos de debris flow en la construcción del abanico. Así, el paso de una fase con predominancia de debris flows a otras con predominancia de corrientes tractivas puede dar lugar a un encajamiento importante en la zona de cabecera (Bluck, 1964). Unas de las consecuencias importantes del cambio de localización del punto de intersección es la posible formación, encima de la superficie del abanico, de otros abanicos de pequeñas dimensiones y de una
granulometría mucho mayor. Cuando se da el caso que eso se produce en una zona en la que la superficie del abanico tiene una permeabilidad muy acusada, puede producirse la infiltración rápida de todo el flujo acuoso, dejando entonces un pequeño cuerpo lobulado, de escaso tamaño y caracterizado por mostrar una fábrica de clastos sueltos, que se tocan y sin matriz. Constituyen los depósitos de tamiz (sieve) muy citado en los ejemplos actuales (Hooke, 1967; Wasson, 1974) pero muy difíciles de reconocer en sedimentos antiguos (Fig. 1.5).
Fig. 1.5 Esquema del crecimiento de un lóbulo de tamiz (Hooke, 1967)
Procesos y depósitos Sedimentarios En este apartado se hace referencia a los principales procesos responsables de la edificación de los cuerpos deposicionales correspondientes a los abanicos aluviales. Para ello estudiaremos con un poco de detalle el análisis de las características de los flujos gravitatorios de sedimentos que en sus variantes de flujos masivos y flujo de detritus constituyen uno de los procesos y de las facies más característicos de los abanicos aluviales.
1.
Corrientes Hídricas
En los materiales conglomeraticos, la forma bastante redondeada de los clastos, la graduación granulométrica crudamente positiva, la existencia de la estratificación cruzada interna a los bancos, de gran escala y bajo ángulo, así como
las bases erosivas de la mayoría de estos depósitos, inducen a pensar en un transporte de los materiales mediante corrientes acuosas tractivas.
Ahora bien, estas corrientes tienen algunas características dignas de mención. Por una parte la existencia de grandes bancos conglomeraticos, generalmente masivos, de gran extensión lateral y con algunas estructuras internas producidas por corrientes tractivas parece implicar la existencia de una corriente altamente enérgica y de poca duración, ya que no tiene tiempo suficiente como para redondear y seleccionar el material terrígeno grueso. Además la gran extensión lateral sugiere la idea de un no confinamiento de esas corrientes, que encajaría con la idea de corrientes muy tractivas, energéticas y no confinadas que circularían en forma de arroyada en manto por unas pendientes con gradiente muy elevado y una superficie topografica relativamente lisa.
Las características principales serian materiales transportados mediante corrientes tractivas, contactos basales erosivos y geometría del deposito tabular a grandes rasgos. Disminuyendo de potencia desde las zonas mas altas hasta las zonas mas bajas del abanico.
2.
Flujos Gravitatorios
Con esta denominación conocemos aquellos flujos que teniendo una fase fluida continua entre las partículas se mueven en función de la energía potencial que tenían, y en el momento en el que esta se convierte en cinética. Se trata, pues, de unos flujos en los que las partículas no son arrastradas por el fluido movimiento, sino que se trata de una caída por gravedad y es el conjunto de las partículas el que mueve al fluido encajante, incorporándolo y comportándose el conjunto como un fluido más o menos viscoso y denso. Hasta el momento este tipo de flujo ha tenido una gran importancia en condiciones subacuosas, y aquí lo que se pretende es dar una visión rápida de este tipo de flujos en condiciones subaereas, que pueden llegar a tener gran
importancia en cuanto a la constitución de acumulaciones de materiales susceptibles de llegar a formar un deposito en forma de abanico aluvial.
2.1 . Aludes Nivales
Este tipo de aludes puede desarrollarse a partir de una caída de nieve en polvo, de nieve en placa o de nieve húmeda, y sus características y comportamiento específico varían mucho según predomine cada uno de esos tres tipos ya mencionados.
Se desencadena una avalancha nival cuando una gran masa de nieve que se haya acumulada en una pendiente topográfica muy acusada queda muy sobrecargada por efecto de nevadas posteriores, o porque existan pequeños cambios de temperatura o composición interna que ocasionan la aparición de algunas discontinuidades. Entonces esa masa nival se halla en una posición inestable y solo necesita cualquier pequeña vibración para desgajarse y empezar a caer con una velocidad elevada.
2.1.1 Caída de nieve polvo
En este caso la parte inferior de la masa en caída se mantiene a ras del suelo mientras que en la parte superior, al ser frenada por el aire encajante que se halla inmóvil, empieza a mostrar signos de vorticidad y a levantarse. Cuando las pendientes por las que circula el material de caída son iguales o mayores a 30º y las velocidades puntuales alcanzan valores comprendidos entre 60- 80 km/h. empieza a aparecer el fenómeno del aerosol. Este consiste en la suspensión de partículas sólidas muy finas en el seno del aire. En este caso cuando la velocidad de descenso de las partículas (1-2 m/seg.) es menor que la inducida por la vorticidad vertical (debida a la turbulencia), se produce un levantamiento progresivo de la masa nivosa y el conjunto se comporta como un flujo compresible de idéntica masa específica y en el que la fase continua entre las partículas corresponde al aire.
Cuando la avalancha llega con gran velocidad a una zona de ruptura de pendiente importante, se produce una brusca disipación de la energía cinética que se traduce en un incremento muy importante de la vorticidad por atrapamiento de aire, y elevación en gran manera de la parte superior de la masa caída.
2.1.2 Caída de nieve en placa
Se trata de nieve endurecida que puede llegar a tener una densidad del orden 300 kg/m3 que cuando se halla situada en pendientes comprendidas entre 25º y 45º puede empezar a desgajarse cuando su parte inferior se halla en contacto con una zona de discontinuidad. Una vez empieza a caer la avalancha va incorporando nieve del substrato y engrosando hasta que la velocidad es lo suficientemente elevada que se produce un despegue de la avalancha que asimismo va aumentando extraordinariamente de velocidad a medida que se traslada sobre un colchón de aire y a medida, también, que disminuye la fricción sobre el terreno.
El aire atrapado debajo se halla a sobrepresión y pugna por abrirse paso a través de la avalancha, originando la ruptura de ésta y posibilitando que las partículas densas se encuentren en suspensión mediante un mecanismo de fluidización muy similar al descrito por los flujos vulcano- sedimentarios.
2.1.3 Caída de nieve húmeda
Se origina cuando existe una nieva saturada en agua que se halla colocada sobre una superficie sin cohesión aparente. Se mueve a partir de pendientes con una inclinación del orden de 25º, con velocidades entre 20 y 60 km/h, pero cuando la nieve se halla muy saturada de agua puede empezar a moverse lentamente a partir de pendientes de 10º. Se comporta como una avalancha típicamente de fondo sobre el que ejerce una gran presión. Se comporta como un flujo pastoso pero con carácter fluidal que puede arrastrar grandes cantidades de nieve húmeda con densidades del
orden de más de 600 kg/m3 y que ejerce presiones de varias decenas de toneladas por metro cuadrado. Este tipo tiene un comportamiento muy parecido al de los flujos masivos de sedimentos, que pueden ejercer algún trabajo erosivo sobre el substrato cuando su velocidad es elevada.
En conjunto, se ha podido apreciar que algunas avalanchas nivales pueden tener un comportamiento mixto, es decir pueden empezar con una avalancha en placa que se convierte en avalancha en polvo y que al ir descendiendo topográficamente se va transformando poco a poco a medida que la temperatura aumenta en una avalancha de nieve húmeda. Existe por tanto un paso gradual y transicional en los tres tipos diferenciados.
2.2. Avalanchas rocosas
Las avalanchas de este tipo consisten predominantemente en la caída gravitacional de bloques a partir del desmoronamiento de una pendiente topográfica pronunciada e inestable y/o de un cantil también inestable. En algunos casos, cuando se desploma una losa de roca a partir de un cantil esta puede atrapar aire debajo, lo que le proporciona un deslizamiento a alta velocidad, así como una tasa de fricción sobre el suelo muy baja. El proceso de deslizamiento a alta velocidad encima de un colchón de aire tiene una duración muy pequeña, tiempo suficiente como para que el aire situado en la parte inferior y a sobrepresión tienda a desplazarse violentamente hacia arriba ayudando a la fragmentación de la losa rocosa. Este proceso es tanto más efectivo cuanto mas impermeables sean los materiales que componen la losa que al mantener el aire de escape más tiempo en el interior de la losa que se destruye, podrán realizarse mejor los fenómenos de fluidificación que a su vez condicionan la suspensión de las partículas por efectos de aire de escape en su movimiento de ascensión.
Existen avalanchas rocosas que no caen sólo mediante la componente gravitatoria al pie de un cantil, sino que algunas pueden desplazarse horizontalmente hasta distancias no esperadas. Esto se realiza mediante el concurso de mezclas de detritus, aire y/o gas que con una característica <> son capaces de moverse horizontalmente mediante el concurso de la flotabilidad de las partículas densas, debida al escape hacia arriba del aire que se halla a sobrepresión y situado por debajo de la avalancha en movimiento. Se trata de un proceso de fluidificación similar al ya descrito para las avalanchas nivales y que también tiene una gran importancia en la moción de los flujos vulcano- sedimentarios.
2.3 Flujos gravitativos de sedimento
Corresponde a aquel conjunto de flujos en los que el movimiento les viene proporcionado por una componente gravitatoria. Se trata de flujos de materiales que se mueven en función de las pendientes topográficas más acusadas, mediante una fase continua (generalmente agua) existente entre las partículas y en el seno de un fluido encajante que se mantiene inmóvil. El movimiento empieza a partir de una zona topográficamente inestable y cesa cuando esas condiciones han desaparecido, cosa que acostumbra a suceder cuando en su recorrido esos flujos pasan por una zona con una brusca ruptura dependiente en el sentido de suavizarla. Hay que tener muy en cuenta que ese movimiento sólo se ha debido a condicionantes topográficos y no ha sido el flujo el que ha arrastrado a las partículas sino que las partículas en su caída han podido arrastrar algún fluido incorporándolo al flujo.
Una de las características más importante que pueden mostrar este tipo de flujos es que en algunos de ellos la viscosidad puede ir variando al variar la fuerza de cizalla (shear stress).
Movimiento de los flujos gravitativos de sedimento: Para que los flujos de este tipo tengan capacidad de movimiento propia, a partir del inicio del movimiento
efectuado a favor de las pendientes topográficas más acusadas, se necesitan algunos mecanismos que colaboren al arrastre de las partículas que se mueven en el seno de un fluido encajante que la mayoría de las veces permanece inmóvil. Los mecanismos generales son:
1. Por colisiones sucesivas entre las partículas, de una manera similar a lo que se conoce con la denominación de rebote elástico. Al irse impactando entre sí generan una presión dispersiva que posibilita la suspensión y por tanto el transporte de las partículas. 2. Por el empuje ascensional generado por el escape de fluidos hacia arriba. En este caso existen dos variantes muy parecidas pero que tienen gran cantidad de similitudes. Corresponderían a los flujos fluidificados cuando las partículas se hallan soportadas totalmente por el escape de fluidos, y a los fluidos licuefactados cuando las partículas sólo son soportadas parcialmente por el escape de los fluidos y necesitan algún tipo de turbulencia para continuar su flotabilidad. 3. La flotabilidad de las partículas también se realiza cuando existe una buena turbulencia capaz de soportar las partículas, y se desarrolla preferentemente en el seno de la mezcla fluido- sedimento cuando esta puede alcanzar velocidades elevadas de propagación. 4. Finalmente, las partículas también pueden estar soportadas por una matriz cohesiva que, dependiendo de su densidad y viscosidad, puede proporcionar una flotabilidad completa a las partículas de mayor tamaño, y/o una lubricación de las mismas durante su transporte.
Atendiendo a criterios de viscosidad y densidad relativa, los flujos gravitativos de sedimento varían desde los que tienen una alta densidad y alta viscosidad hasta los que tienen una baja densidad y baja viscosidad. En este caso los primeros reciben el nombre genérico de debris flows y tienen un comportamiento reológico muy característico (flujos no newtonianos). Los segundos tienen un comportamiento fluido y se denominan fluidal flows o flujos fluidales, y tienen un
comportamiento predominante muy similar al de los flujos newtonianos. Todavía existe un tipo intermedio que corresponde a aquellos flujos con baja viscosidad y alta densidad, que tienen un comportamiento intermedio aunque predominan los caracteres fluidales debido a su baja viscosidad relativa.
Estas dos categorías generales, debris flows (flujo de detritus) y fluidal flows (flujos fluidales) pueden subdividirse todavía más atendiendo a la importancia relativa que hayan tenido durante el período de transporte los procesos de sustentación de las partículas en:
a) Flujos granulares (grain flows). b) Flujos fluidizados (fluidezed flows). c) Flujos licuefactados (liquefield flows). d) Corriente de turbidez (turbidity currents). e) Coladas de fango y/o derrubios (cohesive debris flows ó mud flows).
2.3.1. Flujos granulares
En este tipo de flujos las partículas se mueven libremente a partir de la presión dispersiva generada por las sucesivas colisiones e impactos entre las propias partículas. Cuando las partículas son de tamaño arena los flujos sólo pueden desarrollarse en medios subacuáticos a partir de pendientes variables entre 18º y 20º de inclinación, depositando capas unitarias del orden de 5 cm. De grosor. En medios sedimentarios subaéreos han sido asociados a zonas de acumulación eólica y con pendientes del orden de 25-35º. Cuando estos flujos se deslizan sobre una pendiente se siguen moviendo hasta que las primeras partículas inciden sobre una superficie plana o con una acusada menor pendiente. Entonces se produce como una congelación del movimiento que avanza rápidamente en sentido retroactivo hacia la parte trasera del flujo. Los depósitos no muestran ninguna forma de acumulación
característica, sino que corresponde a la detención del mismo flujo que estaba siendo transportado. El mecanismo de detención de los flujos granulares, independientemente de su granulometría, corresponde a un cuajamiento friccional. La fábrica de los depósitos resultantes es característicamente soportada por los clastos y muestra por lo general una fábrica con gradación granulométrica inversa.
2.3.2. Coladas de fango y/o derrubios
Los flujos de este tipo transportan las grandes partículas mediante la cohesión mostrada por una matriz constituida por una mezcla de agua y sedimento, antes que por una presión dispersiva originada por la colisión entre los granos. Dependiendo de la proporción de la matriz con respecto a los clastos, podemos encontrar dos extremos de una gradación casi continua. Desde los depósitos en los grandes bloques se hallan suspendidos totalmente por la matriz cohesiva lutìtica (mud flows), hasta aquellos en los que existe una gran cantidad de clastos que se hallan lubricados por una matriz lutítica que se halla situada entre los mismos (debris flows). Evidentemente en la denominación de esa matriz lutítica caben casi todas las posibilidades, desde una matriz constituida por lutita en una proporción muy elevada, hasta el extremo de que esa matriz sea arenosa o con porcentaje de clastos muy elevado y de pequeño tamaño que, a su vez, también se halle lubricada por materiales lutíticos dispersos. Por tanto para que se produzca el movimiento de unos materiales de este tipo se necesita un mecanismo de flotabilidad, en este caso la cohesión de la matriz, que sea capaz de soportar a los clastos y que estos puedan ser transportados en masa sin que se produzcan, en la mayoría de los casos, los fenómenos de colisión entre los mismos.
Para que estos flujos empiecen a moverse se necesita, primero, que exista un área fuente en la que puedan existir suficientes materiales como para constituir un flujo de este estilo. En segundo lugar, se necesita la existencia de una zonas de acumulación de esos materiales en pendientes topográficas abruptas, y en tercer lugar,
se necesita también un mecanismo que sea capaz de iniciar el movimiento. Este ultimo corresponde a lluvias prolongadas y/o muy violentas que incidan sobre la zona de acumulación de materiales y estos empiezan a moverse a medida que van empapándose en agua.
Este tipo de flujos puede tener comportamiento laminar y/o comportamiento turbulento, con la particularidad de adaptarse al sustrato o de erosionarlos, y por lo tanto con la posibilidad de transportar únicamente los materiales originales o también pueden ir ingestando algunos por la zona de traslado.
Cuando la colada ha ido descendiendo por una ladera, en principio tiene una forma de gran gota con un grosor importante en la parte central, que posibilita el desbordamiento local de la misma. Estos desbordamientos, en contacto con el encajante se detienen rápidamente, y la gota sigue su trayectoria propia abandonándolos. Constituyen unos diques o leves muy característicos donde se van depositando materiales, que a la larga condicionan una pérdida importante del volumen de la gota deslizada. Representan por tanto una disminución significativa del grosor de la colada a medida que esta se desplaza. Cuando se produce la detención de la colada, lo primero que se detiene de una manera brusca es la parte frontal.
Ese frente, que puede tener una disposición planimétrica más o menos redondeada va cambiando a una morfología lobulada, y cada uno de esos pequeños lóbulos, generados por una pequeña continuación selectiva del movimiento de traslación, muestra una cierta imbricación de los materiales. Esto se debe a que cuando la parte frontal se ha detenido, los materiales que les siguen todavía están teniendo un movimiento de traslación, surgen unos pequeños planos de cizalla oblicuos, que posibilitan la transferencia de material desde atrás hacia delante. Este es un proceso similar al de las oleadas de detención descritas tanto en condiciones subaéreas como en condiciones subacuosas.
Las fábricas de estos depósitos pueden ser totalmente desorganizados con los clastos de mayor tamaño dispersos en el seno de una matriz predominantemente arcillosa. En algunos casos los clastos mayores muestran una fábrica localmente soportada por los clastos, y la matriz, que puede llegar a ser del orden del 5 por 100 del total del flujo por unidad de volumen, incrementa la flotabilidad de los clastos y los lubrica para posibilitar su transporte. Los depósitos de este tipo muestran una fábrica claramente soportada por los clastos con una proporción variable y pequeña de matriz arcillosa.
Sistema deposicional Consideramos a los abanicos aluviales como un sistema deposicional en el sentido que tiene una entidad y unidad propias, por lo q se refiere al depósito de materiales. En principio este Sistema tiene varios subambientes sedimentarios específicos, como pueden ser y quedar representados por sus facies específicas, tanto caracterizadas por las condicionantes de las corrientes de depósito, como por sus asociaciones de facies.
En el crecimiento y desarrollo de este sistema deposicional tiene una gran importancia los condicionantes propios. Es decir los que hacen referencia a las propias corrientes formadoras del abanico, su distribución areal general y local, así como sus variaciones de intensidad y competencia que pueden ocasionar el depósito de materiales en un sector u otro del abanico. Estos serian los condicionantes autocíclicos (Beerbower, 1964) propios del desarrollo normal del abanico. Pero como que éste se halla localizado en una posición cercana a un borde de cuenca que en algún momento ha sido tectónicamente activo, y además se desarrolla en una zona de acumulación que forma parte de una cuenca sedimentaria, cualquier variación en esas características, así como en lo parámetros climáticos, incidirán en gran manera en la génesis, crecimiento y modificación de los abanicos. Estos condicionantes son los alocíclicos (Beerbower,
1964). Por tanto, los abanicos bien desarrollados
corresponden a un equilibrio entre los condicionantes auto y alocíclico que inciden sobre los mismos.
1. El Abanico Aluvial
En el apartado de los procesos deposicionales principales ya se ha hablado de la deposición granulométrica de los materiales terrígenos en los abanicos aluviales. Hay que recordar que, a gran escala, la diferencia principal entre un abanico aluvial y uno cono de canchal de una geometría y dimensiones parecidas (Bull, 1968), estriba en la distribución radial de los clastos de mayor granulometría.
Así, en los canchales los elementos más gruesos se hallan localizados hacia las partes más alejadas del área fuente, ya que los elementos gruesos han recorrido esa distancia en función de la energía potencial convertida en cinética por el movimiento de cada área. Por el contrario, en los abanicos aluviales en los que las partículas han sido transportadas mediante el concurso de corrientes más o menos acuosas, la distribución granulométrica indica que los materiales más gruesos se hallan situados hacia las partes inferiores. Esta es una de las razones por las que se ha utilizado la terminología de “facies proximales” para designar a la de granulometría más gruesa, y “facies distales” para las de granulometría más fina. De esa manera los abanicos aluviales solo estaban divididos en dos sectores, el sector “proximal” y el sector “distal”, atendiendo tanto a la granulometría de las partículas como los procesos sedimentarios.
1.1 Zonación
Aquí se propone la subdivisión en tres partes de los abanicos aluviales: la cabecera del abanico, el cuerpo del abanico y el pie del abanico (Fig.1.6). Esta subdivisión se ha realizado atendiendo a factores de distribución areal, y sobre todo a factores de constitución susceptibles de ser reconocidos en el registro fósil. Así, la
zona de cabecera, que se halla bastante reducida en cuanto a su extensión areal se caracteriza por mostrar las granulometrías más gruesas y heterométricas, así como el estar constituidas mediante el concurso de flujos masivos con comportamiento viscoso o por flujos acuosos muy densos (Fig.1.7). Corresponde a la zona más alta del abanico aluvial. Su grado de preservación en estado fósil es bastante bajo, ya que son los primeros materiales retrabajados cuando existe un ajuste de tipo alocíclico.
Fig. 1.6 Esquema de un abanico aluvial. Las flechas indican la intensidad relativa de los procesos fluviales. 1. Zona de cabecera (gravas muy gruesas y masivas), 2. Zona de cuerpo (alternancia de gravas y arenas), 3. Zona de pie, areniscas con estratificación cruzada. La zona del cuerpo del abanico es más extensa, y se caracteriza por mostrar dos zonas bien diferenciadas. La superior, denominada interna, muestra una buena equivalencia lateral con la zona de la cabecera de la que proceden algunos episodios masivos y sobre todo de la que producen los flujos acuosos densos y altamente energéticos conocidos con el nombre de arroyadas en manto (Sheet floods). La zona del cuerpo externo se caracteriza por mostrar facies que cuando se trata de materiales conglomeráticos, muestran un transporte mediante corrientes acuosas, que pueden redondear los clastos por impacto y realizan alguna selección granulométrica de los mismos. Además existen trazas de que los materiales han sido transportados, o cuando menos retrabajados, por cursos acuosos que transportan los materiales
mediante barras y cuya morfología general es de tipo trenzado (braided). Se caracterizan por tener un gradiente elevado, lo que posibilita el transporte acuoso de materiales muy gruesos por cursos que no tienen capacidad de migración lateral. En esta zona empiezan a preservarse algunos niveles de granulometría más fina (areniscas) situadas en lugares en los que momentáneamente la sedimentación se había detenido, o a sotavento de alguna estructura tractiva más o menos importante (barra de gravas).
Fig. 1.7 Facies típicas de un cuerpo de abanico. 1 Distribución vertical de las macro secuencias del primer orden; 2. Detalles de una macro secuencia de segundo orden; 3. detalle de la zona de contacto entre dos macro secuencias de segundo orden y distribución de algunas facies características según Mial 1978. La zona del pie del abanico a veces pude ser la más extensa y la consideramos como tal hasta aquellas zonas, algo alejadas del abanico, que muestren alguna influencia del transporte de sedimentos procedentes del abanico. Su pendiente ya se
ha suavizado mucho y la granulometría general de los depósitos es bastante fina. Se pueden diferenciar dos zonas muy claras. La superior, denominada zona interna del pie del abanico se caracteriza por tener materiales canalizados (Fig.1.8) localmente muy importantes, procedentes de la zona del cuerpo externo del abanico. Las facies predominantes son arenosas y lutíticas con alguna intercalación, localmente importante, con geometría canaliforme de materiales más gruesos. Estos localmente pueden mostrar una tendencia secuencial negativa en cuanto a la granulometría de las partículas.
Fig 1.8 Facies tipicas del pie interno de un abanico aluvial. A. Chf: Facies canalizadas, Ich: Facies intercanal; MF: Facies luiticas. B. Sistemas de barras de relleno de canal: 1. Relleno multiepisodico, 2. Barras, 3. Facies arenosas de Dunas y rellenos entre barras, 4. rellenos menores de pequenos canales; C. Relleno complejo
de un canal, 5. barra transversal, 6. Barra longitudinal, 7. Areniscas de descenso de flujos, 8. Depósitos de fondo. D. Depósitos de canal y intercanal, 9. Barras y rellenos de canal, 10. Relleno de pequeños canales arenosos, 11. Depósitos intercanal. (Cabreras, Colombo, Robles, 1985) La zona externa del pie del abanico es aquella caracterizada por la existencia de facies de granulometría fina y muy fina que varían en relación a su situación con respecto a algunos cuerpos canalizados de granulometría algo más gruesa y que alcanzan estas zonas alejadas a partir de las áreas más internas (Fig.1.9) del abanico.
Fig. 1.9 Facies típicas de pie intermedio y ex terno de abanico aluvial. A. Disposicion estratigráficas de las macro secuencias diferenciales. B. Depositos de ba rras y de rellenos de canal caracteristicos de pie intermedio del abanico: 1.Areniscas superiores terminales; 2. Relleno de canal multiepisodico; 3. Barra sigmoidal de gravas; 4.
Dunas de relleno de canal. C: Depósitos de barras, de canal y de intercanal en la zona canalizada del pie del abanico: 5. Dunas 6 y 11. Barras transversales y rellenos de canal, 7. Barras sigmoidales; 8 y 10. Rellenos de complejo de canal; 9. Areniscas de intercanal y pequeños canales. D. Depósitos de pie externo de abanico. 12. Canales menores. 13. Depósitos de desbordamiento. (Cabrera, Colombo, Robles, 1985) Estas facies además, pueden mostrar signos de períodos prolongados de no sedimentación, de acumulaciones estables de aguas más o menos episódicas, y aún la interrelación con otros sistemas sedimentarios, como pueden ser sistemas evaporíticos, sistemas lacustres y sistemas fluviales generales más o menos transversales a las direcciones principales de aportes del abanico.
1.2. Tipología
Atendiendo a factores tales como las dimensiones radiales de los abanicos aluviales que se han reconocido y estudiado, atendiendo a las direcciones de las paleocorrientes y atendiendo a la distribución de las facies principales, así como la extensión areal de los abanicos, proponemos la siguiente terminología:
Abanicos aluviales de alta eficacia de transporte, para aquellos que están constituidos predominantemente por facies terrígenas transportadas y depositadas mediante el concurso de corrientes acuosas tractivas, son de gran extensión, tienen un cuerpo del abanico bien desarrollado así como un pie del abanico también muy desarrollado, y su influencia se deja sentir en áreas muy alejadas. Como por ejemplo podemos tomar el del Montsant (Colombo, 1980; Cabrera y Colombo, 1986; Colombo, 1986), que tiene una extensión radial del orden de casi 40km.en línea recta y cuyas facies demuestran la importancia de las corrientes acuosas en la constitución del abanico (Fig. 1.10).
Fig. 1.10 Zonación de un abanico aluvial de alta eficacia de transporte. C. Zona de cabecera. Los materiales pueden haber sido transportados mediante flujos masivos. Cuando son las corrientes tractivas las predominantes, se caracteriza por una mala ordenación de los materiales y la predominancia de la granulometría de granos muy grandes. T. Zona del cuerpo del abanico. Zona del flujo disperso y altamente energético. P zona de pie del abanico aluvial. En la zona de pie intermedio se produce el desparramiento de flujos canalizados. Los abanicos aluviales de baja eficacia de transporte corresponden a aquellos que están constituidos predominantemente por materiales transportados por corrientes y flujos masivos, son de pequeña extensión areal y no muestran una gradación de facies ni de granulometrías bien desarrollada. Además la mayoría de las veces no muestran una ordenación secuencial muy clara o cuando menos no está muy bien desarrollada. Existen otros casos en los que, aunque la mayoría de los materiales
